
20CrNi合金钢耐冲击性能好,制造高强度结构件X选材料
20CrNi
20CrNi合金结构钢 执行标准:GB/T 3077-1988 牌号:20CrNi统一数字代号A40202
20CrNi合金钢具有良好的加工性,加工变形微小,抗疲劳性能相当好。用于制造高负荷下工作的大型重要渗碳零件,制造拉杆、重要的焊接和冲压零件、高强度的结构件。如齿轮.键.对轴.活塞销.花键轴等;也可用作具有高冲击韧性的调质零件。
碳 C :0.17~0.23
硅 Si:0.17~0.37
锰 Mn:0.40~0.70
硫 S 允许残余含量≤0.035
磷 P 允许残余含量≤0.035
铬 Cr:0.70~1.00 镍
镍Ni:1.00~1.40
铜 Cu:允许残余含量≤0.030
抗拉强度 σb (MPa):≥785(80)
屈服强度 σs (MPa):≥590(60)
伸长率 δ5 (%):≥10
断面收缩率 ψ (%):≥50
冲击功 Akv (J):≥63
冲击韧性值 αkv (J/cm2)≥78(8)
硬度 :≤197HB
试样尺寸:试样毛坯尺寸为25mm
●热处理规范及金相组织:
热处理规范:
淬火850℃,水冷、油冷;回火460℃,水冷、油冷。
●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。
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、25Cr2MoVA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18Cr2Ni4WA。
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XX质钢应在钢号X后加"A",以区别于一般X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X的30CrMnSi钢,钢号表示为ML30CrMnSi。
1、性能特点 较高的强度,足够的塑性和韧性、
良好的焊接性能。广泛应用建筑、桥梁等。
2、化学成分特点 低碳钢(含碳量<0.2%);主
要合金元素为Mn(含量为1.25~1.5%)。
3、热处理特点 一般不进行热处理。
4、常用钢种 16Mn、15MnTi等。
1、性能特点 用于制造表面硬而耐磨,心部韧性
好而耐冲击的零件,如齿轮、凸轮等。(具有
良好的渗碳能力和淬透性)
2、化学成分特点 低碳钢(含碳量0.1~0.25%);
主要合金元素有Cr、Mn、Ti、V等,其主要作
用是提高淬透性和防止过热。
3、热处理特点 预先热处理为正火、渗碳后为淬
火加低温回火。
以20CrMnTi为例生产汽车变速箱齿轮为例,其工艺路线如下:
锻造-正火-加工齿形-局部镀铜-渗碳-预冷淬火、低温回火-喷丸-磨齿。
4、常用钢种 20Cr、20CrMnTi
20CrMnTi钢制汽车变速齿轮热处理工艺曲线,如图所示:
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1、性能特点 调质处理后具有高强度与很好塑性
及韧性的配合,即具有良好的综合力学性能。
2、化学成分特点 中碳钢(0.3~0.5%),合金元素
主要有Cr、Mn、Ti、Mo等,主要作用是提高
淬透性、细化晶粒和防止过热。
3、热处理特点 预先热处理为退火或正火,X终
热处理为淬火+高温回火。
4、常用钢种 40Cr、40CrMn等。
以40Cr制作拖拉机连杆螺栓的生产工艺路线如下:
锻造、正火、粗加工、调质、精加工、装配
1、性能特点 制造各种弹性元件如常圈簧、板簧等。要求具有高的弹性极限、高的屈强比、高的疲劳强度以及足够的韧性。
2、化学成分特点 含碳量(0.5~0.7%),合金元素主要有Mn、Si、Cr、V、Mo等,主要作用是提高淬透性和回火稳定性,防止回火脆性。
3、热处理特点
(1)热成型弹簧(尺寸≥8mm的大型弹簧)
下料、加热(Ac3+~100℃)、成型、余热淬火、中温回火(~430℃)、产品
(2)冷成型弹簧(尺寸≤8mm小型弹簧)
下料、冷拨钢丝冷卷成型、低温退火、产品
4、常用钢种:60Si2Mn
1、性能特点 要求具有很高的强度和硬度、很高的弹性极限和接触疲劳强度,足够的韧性和淬透性,很高的耐磨性,而且还应有一定的抗腐蚀能力。
2、化学成分特点 高碳(0.95%<Wc<1.1%);加入的合金元素主要是Cr,以提高其淬透性和耐磨性。
3、热处理特点 预先热处理为球化退火,X终热处理为淬火+低温回火。
生产工艺如下:轧制、锻造、球化退火、机械加工、淬火加低温回火、磨削加工、成品
金相组织为:回M+粒状碳化物+少量A残
4、常用钢种 GCr15、GCr15SiMn(注意Cr的含量、C的含量)。
刃具钢应具有下列性能要求:
(1)高硬度(60HRC以上)
(2)高的耐磨性
(3)高的热硬性(红硬性)
(4)具有一定的强度、韧性和塑性
(一)低合金刃具钢
1、化学成分特点 高的含碳量(0.75~1.5%);为了提高淬透性和回火稳定性,加入Cr、Mn、Si、
V、W等合金元素;
2、热处理特点 预处理为球化退火,X终热处理为淬火+低温回火。
3、常用钢种 9SiCr、9Mn2V
9SiCr钢圆板牙淬火回火工艺,如图所示:
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(二)高速钢
1、化学成分特点 ①高C:0.7 %~1.5 %;②加入Cr提高淬透性;③加入W、Mo提高热硬性;
④加入V提高耐磨性。
2、热处理特点 退火+1270℃淬火+560℃~ 580℃回火(三次)。
3、典型钢种 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2
W18Cr4V 钢盘形铣刀淬火回火工艺曲线,如图所示:
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(一)冷作模具钢 用来制造在室温下使金属塑性变形的模具,如落料模、冷镦模、剪切模等。(属高碳钢 >0.9%)
(二)热作模具钢 用来制造对金属进行热变形加工的模具,如热锻模、压铸模等。(含碳量 0.3%~0.6%,含C量太高,导热性下降)
1.用于制造量具的合金钢称为合金量具钢。例如制造卡尺、塞规、量块等。
2.量具在使用的过程中要经受磨损,要求具有较高的硬度和耐磨性,同时要有较高的尺寸稳定性。
3.为提高尺寸的稳定性,淬火后要进行冷处理。(-50℃~ - 78℃)。