齿轮用材料

17CrNiMo6
17CrNiMo6对应国内什么牌号:
17CrNiMo6 是德国DIN 标准的钢号欧标为18CrNiMo7-6,对应GB的17Cr2Ni2Mo
17Cr2Ni2Mo不是GB材料，而是JB材料。

具体的标准号为：JB∕T 6395-1992 大型齿轮、齿圈锻件
17CrNiMo6和20CrMnTi区别：
17CrNiMo6的韧性好得多
碳含量不同，合金元素不同，机械性能不同。

热工艺性也不同。

前面的性能要优越一些，后一种变速箱齿轮、差速器齿轮普遍使用。

17CrNiMo6化学成分：
碳(C)0.14-0.19,
硅(Si)0.15-0.4,
锰(Mn)0.4-0.6,
硫(S)<=0.035,
磷(P)<=0.035
铬(Cr)1.5-1.8
镍(Ni)1.4-1.7,
钼(Mo)0.25-0.35
17CrNiMo6
钢齿轮渗碳缓冷裂纹分析及防止措施
摘要：针对17CrNiMo6钢齿轮缓冷出现裂纹问题，分析了产生裂纹的原因，并提出了预防措施。

1 前言
1997年，某厂在为马钢棒材轧机配套生产初、中轧机减速机过程中，材质为17CrNiMo6钢的齿轮在渗碳处理缓冷后产生裂纹，为了找出裂纹发生的原因，我们在中科院专家的指导和帮助下进行了分析探讨。

2 产生缓冷裂纹的原因
产生裂纹的原因主要是渗层在冷却过程中产生不均匀相变造成的。

渗层中存在大块渗碳体和连续的网状碳化物，渗层的金相组织为三层，最外层为下贝氏体和网状碳化物；中层为淬火马氏体、下贝氏体和网状碳化物；第三层为下贝氏体加铁素体，由表及里的硬度检查见下表。

检查部位渗碳层母材
外表层中间层过渡层
硬度（HL）420.433.458 513.501.479 492.479.414 318.337.307
相变受下述因素影响：
2.1 温度的影响
由于碳在铁素体中的溶解度较小（最高约为0.025%），而在奥氏体状态下，渗碳温度越高，碳在其中的扩散系数越大，既渗碳速度越大。

但温度不宜过高，否则渗碳设备使用寿命显著下降或损坏，而且温度过高时间过长会造成渗层组织粗大，碳化物级别超差等缺陷。

通常生产实际中采用900℃、930℃渗碳。

2.2 碳浓度的影响
缓冷裂纹与渗碳时的碳势有关。

在渗碳初期，由于工件表面穷碳，接受活性碳原子的能力很强，渗碳速度较快，此时炉内碳势较低，需要向炉内通过大量的渗剂，以维持炉内的碳势，具体还与装炉量有关，此时如果不能及时补充渗剂，可能造成渗碳时间过长，碳浓度分布曲线下凹等缺陷，但也不能过强，否则可能出现大量网状碳化物而无法消除。

当工件表面含碳量不断升高，碳势不断建立的情况下，应逐步减少渗剂的加入，渗碳进入扩散阶段，如果此时仍保持大剂量的渗剂，就要形成表面网状碳化物，使渗层的强度下降，脆性增加，尤其是抗拉强度的下降，对防止出现缓冷裂纹相当不利。

2.3 渗碳时间的影响
当渗碳温度、碳势确定以后，渗碳时间主要取决于有效硬化层深度，渗碳时间越长，硬化层越深，反之越浅。

对于17NiCrMo6钢硬化层在10-15μm的工件，如果扩散期控制不好，时间过短，有可能造成渗层碳浓度分布曲线过陡，在以后的缓冷过程中，形成缓冷裂纹。

2.4 缓冷速度的影响
缓冷一般是在冷却井中进行的，其冷却速度应比空冷更加缓慢，以便尽可能得到较平衡的组织。

如果由于某种原因，使缓冷速度相当于空冷速度，结果就要出现缓冷裂纹。

分析结果也表明，当渗碳层表面的含碳量达到共析成分以上时，渗层的淬透性不完全相同，在特定的缓冷速度下，发生不均匀相变，中间层的马氏体比容较大，使表面受拉应力，由于表层有恶化，承受不了大的拉力而开裂。

3 防止缓冷裂纹措施
通过上述分析可知，产生缓冷裂纹的条件一是渗层中存在着大量的块状及网状碳化物，使之性能恶化；二是渗层中发生不均匀相变。

预防措施是：首先要避免渗层中产生大量网状碳化物。

对于17CrNiMo6这种含Cr、Mo强碳化物形成元素的钢，渗碳时碳势不能过高，尤其是到了扩散期，一定要把碳势降到0.9%C左右，并保持一定的时间，防止产生碳化物。

另外，要避免中间层产生马氏体。

缓冷效果比较好时，一般组织比较平衡，没有不均匀相变，但由于冷却井内比较潮湿，水分较大，使冷却速度提高而产生裂纹。

如果冬天环境温度比较低，工件装炉量少，虽然是在冷却井中，冷却速度仍很快，也容易产生缓冷裂纹。

20crmnti介绍
20CrMnTi是渗碳钢,渗碳钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢.汽车上多用其制造传动齿轮.是中淬透性
渗碳钢中Cr Mn Ti 钢,其淬透性较高,在保证淬透情况下,具有较高的强度和韧性,特别是具有较高的低温冲击韧性.20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢.良好的加工性,加工变形微小,抗疲劳性能相当好.用途:用于齿轮,轴类,活塞类零配件等.用于汽车,飞机各种特殊零件部位.
牌号：20CrMnTi
标准：GB/T 3077-1999
●特性及适用范围：
是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。

用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。

是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在30mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等。

编辑本段化学成分
●化学成份
碳C：0.17～0.23
硅Si：0.17～0.37
锰Mn：0.80～1.10
铬Cr：1.00～1.30
硫S：允许残余含量≤0.035
磷P：允许残余含量≤0.035
铬Cr：1.00～1.30
镍Ni：允许残余含量≤0.030
铜Cu：允许残余含量≤0.030
钛Ti：0.04～0.10
●力学性能：
抗拉强度σb (MPa)：≥1080(110)
屈服强度σs (MPa)：≥835(85)
伸长率δ5 (%)：≥10
断面收缩率ψ (%)：≥45
冲击功Akv (J)：≥55
冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥69(7)
硬度：≤217HB
试样尺寸：试样毛坯尺寸为15mm
●热处理规范及金相组织：
热处理规范：淬火:第一次880℃,第二次870℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷。

详细的热处理规范与力学性能:
试样毛坯尺寸/mm: 15
热处理|淬火|加热温度/℃|第一次淬火: 880
热处理|淬火|加热温度/℃|第二次淬火: 870
热处理|淬火|冷却剂: 油
热处理|回火|加热温度/℃: 200
热处理|回火|冷却剂: 水、空
力学性能|抗拉强度σb/MPa|≥: 1080
力学性能|屈服点σs/MPa|≥: 850
力学性能|伸长率δ5(%)|≥: 10
力学性能|面缩率ψ(%)|≥: 45
力学性能|冲击吸收功AKV/J|≥: 55
交货状态硬度HBS|≥: 217
●热处理规范及金相组织：
热处理规范：淬火:第一次880℃,第二次870℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷；
金相组织：回火马氏体。

●交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。

●20CrMnTi的密度及弹性模量：
密度:7.8×103kg/m3弹性模量:207GPa泊松比:0.25导热率:1.26×10-51/℃
●20CrMnTi正火
20CrMnTi正火，20CrMnTi钢材在加热860℃保温速冷到680℃保温后空冷的等温正火工艺与加热960℃保温后雾冷的高温正火工艺，两种工艺相对比不同之处及作用.
编辑本段20crmnti表示方法
①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr、25Cr2MoV A合金管②钢中主要合金元素，除个别微合金元素外，一般以百分之几表示。

当平均合金含量<1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字"1"，例如钢号"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。

当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。

例如18Cr2Ni4W A。

③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属微合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。

例如20MnVB钢中。

钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。

④高级优质钢应在钢号最后加"A"，以区别于一般优质钢。

⑤专门用途的合金结构钢，钢号冠以（或后缀）代表该钢种用途的符号。

例如铆螺专用的30CrMnSi钢，钢号表示为ML30CrMnSi。

合金管与无缝管两者既有关系又有区别，不能混为一谈。

合金管是钢管按照生产用料（也就是材质）来定义的，顾名思义就是合金做的管子；而无缝管是钢管按照生产工艺（有缝无缝）来定义的，区别于无缝管的就是有缝管，包括直缝焊管和螺旋管。