合金调质钢介绍
合金钢
3. 成分特点 碳质量分数一般在0.25% 0.25%～ (1) 中碳 碳质量分数一般在0.25%～0.50% 之间， 0.4%居多 居多； 之间，以0.4%居多； Cr、Mn、Ni、 提高淬透性， (2) Cr、Mn、Ni、Si 提高淬透性，形成合 金铁素体，提高钢的强度； 金铁素体，提高钢的强度； (3) 加入防止第二类回火脆性的元素Mo、W 加入防止第二类回火脆性的元素Mo Mo、 Ni、Cr、Mn的合金调质钢 的合金调质钢， 含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，易产生第二类 回火脆性。加入Mo Mo、 可以防止第二类回火脆性。 回火脆性。加入Mo、W可以防止第二类回火脆性。 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.15% 适宜含量：Mo的质量分数为0.15%～0.30%， 的质量分数为0.8% 1.2%。 0.8%～ 或W的质量分数为0.8%～1.2%。
二、合金渗碳钢
老师提示： ☆ 老师提示：重点内容
1. 用途 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮， 主要用于制造汽车、拖拉机中的变速齿轮， 内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。 内燃机上的凸轮轴、活塞销等机器零件。这类零 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损， 件在工作中遭受强烈的摩擦磨损，同时又承受较 大的交变载荷，特别是冲击载荷。 大的交变载荷，特别是冲击载荷。
拨叉
变速齿轮
凸轮机构： 凸轮机构： 接触表面受到强烈的摩擦磨损。 接触表面受到强烈的摩擦磨损。
2. 性能要求 表面硬度高、 (1) 表面硬度高、耐磨 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力， 保证优异的耐磨性和接触疲劳抗力，同时 具有适当的塑性和韧性。 具有适当的塑性和韧性。 (2) 心部具有高的韧性和足够高的强度 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 在冲击载荷或过载作用下不易断裂。 (3) 有良好的热处理工艺性能 在高的渗碳温度（ ℃～ ℃） 在高的渗碳温度（900 ℃～950 ℃）下， 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。 奥氏体晶粒不易长大，并有良好的淬透性。
机械工程材料-调质钢
钢中同时加入Cr、Ni两种元素，可获得更好的力 学性能，高的强度、韧性和塑性，同时也有很好 的淬透性，但Cr-Ni钢有回火脆性。
四、典型零件应用举例
内燃机关键零件 曲轴、连杆、连杆螺栓 齿轮、凸轮轴等
1 汽缸体 2 活塞 3 进气阀 4 排气阀 5 连杆 6 曲轴 7 凸轮 8 顶杆 9 齿轮 10 齿轮
（二）调质钢的合金化 合金调质钢中的主加元素有Cr、Ni、Mn、Si等， 它们大都溶入铁素体，使铁素体得到强化，并增 加钢的淬透性。
二、热处理特点
（一）生产工艺路线
下料 锻造 预备热处理 机加工 （调质） （表面局部淬火） 精加工 成品 （二）预备热处理 处理后硬度为180~200HBS，便于机加工。 1、退火 （合金钢）完全退火、不完全退火和等温退火
回火S
1、淬火 加热: 在箱式炉（批量较小）或连续炉（大批量）
中加热到单相奥氏体（830~880 ℃ ）保温。 冷却：碳素钢水冷；合金钢油冷或水淬油冷。
箱 式 电 阻 炉
2、回火
回火是控制其力学性能的关键，一般采用 500~600 ℃ 回火。回火后采用水冷、油冷 （防止第二类回火脆性）或空冷。
表面局部淬火 对许多零件通过调质 处理能满足强韧性要 求，但局部对耐磨性 要求高，满足不了耐 磨性要求。对局部进 行感应淬火。
下料→锻造调质机加工 感应淬火（凸轮）精加工→装配
齿轮
凸轮轴
配气机构的装配动画
感应淬火部位
三、常用调质钢及性能特点
碳素钢 力学性能不高，只适用于尺寸和负荷较小的零件 合金钢 因钢中含有合金元素，提高了其淬透性和 力学性能，故适用于尺寸较大、负荷较重的零件。 ➢ 各种调质钢的性能特点和用途见表6-6（P146 ~ 147）
40mnb调质的硬度范围
40mnb调质的硬度范围40MnB调质钢是一种高强度、高韧性的合金结构钢，广泛应用于工程、建筑、汽车等行业。
通过对40MnB钢进行调质处理，可以进一步提高其力学性能和耐磨性。
本文将介绍40MnB调质后的硬度范围，以及硬度对钢性能的影响。
一、40MnB调质钢的基本介绍40MnB钢具有良好的焊接性能、韧性和耐磨性。
其化学成分主要包括碳（C）、锰（Mn）、硅（Si）、铬（Cr）、镍（Ni）、钼（Mo）等元素。
在实际应用中，40MnB钢通常用于制造承受高应力的零件和构件。
二、40MnB调质后的硬度范围40MnB钢经过调质处理后，硬度范围一般在HB200-300之间。
硬度是衡量钢材料强度和耐磨性能的重要指标，但并非硬度越高，钢的性能越好。
合适的硬度范围可以确保40MnB钢在强度和韧性之间达到平衡。
三、硬度对40MnB调质钢性能的影响1.硬度与强度：一般情况下，硬度越高，钢的强度越高。
但当硬度超过一定范围后，钢的强度增长趋势减缓，甚至可能导致塑性降低。
2.硬度与韧性：硬度较低时，钢的韧性较好；硬度较高时，钢的韧性降低。
在实际应用中，需要根据零件的受力状况和工况环境，选择合适的硬度范围，确保钢的韧性和强度都能满足要求。
3.硬度与耐磨性：硬度是影响钢耐磨性的重要因素。
适当提高硬度可以增加钢的耐磨性，但过高的硬度会导致钢的韧性降低，影响其使用寿命。
四、如何选择合适的硬度范围1.了解零件的受力状况和使用环境，确定所需的强度和韧性指标。
2.根据零件的尺寸和形状，选择合适的硬度范围。
对于受力较大的零件，可适当提高硬度；对于受力较小、耐磨性要求较高的零件，也可适当提高硬度。
3.参考相关标准和规范，确保硬度范围在合理范围内。
总之，40MnB调质钢的硬度范围对其性能具有重要影响。
选择合适的硬度范围，可以在保证强度和韧性的同时，提高钢的耐磨性。
调质钢
碳含量0.3－0.5%，并含有一种或几种合金元素，具有较低或中等的合金化程度。
钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。
热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃-650℃回火。
热处理后的金相组织是回火索氏体。
这种组织具有强度、塑性和韧性的良好配合。
调质钢的质量要求除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求处，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。
在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。
由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。
大多数调质钢为中碳合金结构，屈服强度（σ0.2）在490-1200Mpa。
以焊接性能为突出要求的调质钢，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）一般为490-800Mpa，有很高的塑性和韧性。
少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400Mpa以上，属高强度和超高强度调质钢。
分类常用的合金调质钢按淬透性和强度分为4类：①低淬透性调钢；②中淬透性调质钢；③较高淬透性调质钢；④高淬透性调质钢。
力学性能1．合金元素对力学性能的影响淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度基本相同，硬度与抗拉强度大致成直线关系。
各种成分的合金钢调质到各种硬度值时，硬度值为400HB(抗拉强度约为1400MPa)时，屈强比值最高，约为0．9，淬火状态的组织对屈强比有很大影响。
调整增加钢材淬透性的合金元素的含量，可以得到相同的淬透性能，得到相同的抗拉强度和屈服强度。
因此，在选择合金元素时应优先选择增加淬透性能作用显著而价格较低的元素，如硼、锰、铬等。
但是合金元素不同的钢要调质到相同的硬度所采用的回火温度各不相同，即各种钢的抗回火性能不同。
淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度和屈服强度虽基本相同，但是脆性破坏倾向差别很大，低温冲击试验尤为明显。
20crmnti调质机械参数
20crmnti调质机械参数20CrMnTi是一种常用的调质钢，具有良好的机械性能和硬化性能。
下面将从材料组成、硬化性能、机械性能等方面介绍20CrMnTi的调质机械参数。
一、材料组成20CrMnTi是一种低碳合金钢，其化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、铬(Cr)、钛(Ti)等元素。
其中碳的含量较低，通常在0.17-0.23%之间。
硅的含量在0.17-0.37%之间。
锰的含量在0.80-1.10%之间。
铬的含量在1.00-1.30%之间。
钛的含量在0.04-0.10%之间。
此外，还有少量的磷(P)和硫(S)等元素。
这些元素的合理配比使得20CrMnTi具有良好的机械性能和硬化性能。
二、硬化性能20CrMnTi具有良好的硬化性能，可以通过淬火和回火处理来获得所需的硬度和强度。
淬火时，将材料加热至适宜温度，然后迅速冷却，使其组织变为马氏体。
回火时，将淬火后的材料加热至适宜温度，然后保温一段时间，最后冷却至室温。
通过淬火和回火处理，可以使20CrMnTi获得高硬度和适中的韧性，提高其抗拉强度和承载能力。
三、机械性能1. 强度和韧性：20CrMnTi经过调质处理后，具有较高的抗拉强度和屈服强度。
其抗拉强度通常在1080-1280MPa之间，屈服强度在930-1130MPa之间。
同时，20CrMnTi的韧性也较好，具有良好的抗冲击性能和抗疲劳性能，能够在较恶劣的工作环境下保持稳定的性能。
2. 硬度：20CrMnTi的硬度通常在269-321HB之间，可以通过调整淬火和回火工艺来控制硬度，以满足不同工作条件下的要求。
3. 切削性能：20CrMnTi具有良好的切削性能，适合进行各种切削加工，如车削、铣削、钻削等。
同时，由于其较高的硬度和强度，切削时要选择合适的切削参数和刀具，以确保加工质量和刀具寿命。
4. 高温性能：20CrMnTi在高温下仍能保持较好的强度和韧性，适用于一些高温工作环境下的零件制造。
合金调质钢的用途及特点
本文摘自再生资源回收-变宝网（）合金调质钢的用途及特点合金调质钢是指经过调质处理（淬火+高温回火）后使用的中碳合金结构钢，主要用于制造在多种载荷（如扭转、弯曲、冲击等）下工作，受力比较复杂，要求具有良好综合力学性能的重要零件，如汽车、拖拉机、机床等上的齿轮、轴类件、连杆、高强度螺栓等。
一、合金调质钢的性能要求调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度和良好的塑性、韧性。
合金调质钢还要求有很好的淬透性。
但不同零件受力情况不同，对淬透性的要求不一样。
二、合金调质钢的成分特点1、中碳：碳含量一般在0.25%～0.50%之间，以0.4%居多；2、加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。
如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多；3、加入防止第二类回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。
在钢中加入Mo、W可以防止第二类回火脆性，其适宜含量约为0.15%～0.30%Mo或0.8%～1.2%的W。
45钢与40Cr钢调质后性能的对比钢号及热处理状态截面尺寸/mmsb/MPass/MPad5/%y/%ak/kJ/m245钢：850℃水淬，550℃回火、f50、700、500、15、45、70040Cr钢：850℃油淬，570℃回火、f50(心部)、850、670、16、58、1000三、合金调质钢的钢种及牌号1、40Cr低淬透性调质钢：这类钢的油淬临界直径为30mm～40mm，用于制造一般尺寸的重要零件。
2、35CrMo中淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为40mm～60mm,加入钼不仅可提高淬透性，而且可防止第二类回火脆性。
3、40CrNiMo高淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为60mm-100mm，多半是铬镍钢。
铬镍钢中加入适当的钼，不但具有好的淬透性，还可消除第二类回火脆性。
机械结构用合金钢和工程结构用合金钢
机械结构用合金钢和工程结构用合金钢机械结构用合金钢主要用于制造各种机械零件，一般须经过热处理后再使用。
按其用途、热处理特点，机械结构用合金钢可分为渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢等。
一、合金渗碳钢合金渗碳钢通常是指经渗碳淬火及低温回火后使用的合合金钢。
1.用途。
合金渗碳钢主要用来制造性能要求较高或截面尺寸较大，且在承受较强烈的冲击作用和磨损条件下工作的渗碳零件。
例如，制作承受动载荷和重载荷的汽车变速箱齿轮和汽车后桥齿轮等。
凡是要求表面具有高的硬度和耐磨性，心部具有较高的强度和足够韧性的零件，都可采用合金渗碳钢。
2.性能特点。
合金渗碳钢的渗碳层具有优异的耐磨必、抗疲劳性及适当的塑性和韧性未渗碳的心部具有足够的强度及优良的韧性。
如心部强度不足时，则对表面硬、脆的渗碳层缺乏足够的支撑，渗碳层易破坏、剥落。
心部韧性不足时，在冲击载荷或较大过载作用下容易断裂。
合金渗碳钢具有良好的热处理工艺性能，在渗碳温度(900～950℃)下奥氏体晶粒不易明显长大。
此外，还有良好的淬透性。
3.成分特点。
合金渗碳钢中碳的含量一般在Wc=0.10%～0.25%之间，这是为了保证渗碳零件心部具有良好的韧性。
碳素渗碳钢的淬透性低，热处理对心部的性能改变不大，加入合金元素可提高钢的淬透性，改善心部性能。
常用的合金元素有铬、镍、锰和硼等，其中以镍的作用最好。
为了细化晶粒，还加入少量阻止奥氏体晶粒篚的强碳化物形成元素，如钛、钒、钼等，它们形成的碳化物在高温渗碳时不溶解，有效地抑制渗碳时的过热现象。
5.常用合金渗碳钢。
按其淬透性大小，合金渗碳钢分为三类：a)低淬透性合金渗碳钢如20Cr、20Mn2等，这类钢由于淬透性不高，心部性能不很好，只适于制造承受载荷不大的大小型耐磨零件，如活塞销、凸轮轴、滑块等。
b)中淬透性合金渗碳钢，如20CrMnTi、20SiMnVB等，这类钢含有合金元素较高，其淬透性和力学性能均较高，可用来制造承受中等载荷的受磨零件，如汽车变速齿轮、花键轴套、凸轮盘等。
常用合金调质钢的牌号
常用合金调质钢的牌号引言合金调质钢是一种经过热处理和机械加工的钢材，具有优异的力学性能和耐磨性。
在工业领域广泛应用，特别在制造重型机械和工具时具有重要作用。
本文将介绍一些常用合金调质钢的牌号及其特点。
1. 42CrMo442CrMo4是一种低碳合金钢，主要用于制造大型和高负荷的机械设备的零件。
具有高强度和良好的硬化性能，适合进行淬火和回火处理，以达到所需的机械性能。
该材料的化学成分：碳(C)含量为0.38-0.45%，铬(Cr)含量为0.90-1.20%，钼(Mo)含量为0.15-0.30%，镍(Ni)含量小于等于0.30%。
此外，还含有少量磷(P)和硫(S)等杂质。
42CrMo4牌号的钢材具有高强度、良好的耐磨性和抗疲劳性能，可广泛应用于制造轴承、齿轮、曲轴等工程零部件。
2. 34CrNiMo634CrNiMo6是一种高强度合金钢，通常用于制造大型机械设备和重型车辆的重要构件。
它具有较高的强度和耐磨性，适用于承受巨大冲击和振动负荷的工作环境。
该材料的化学成分：碳(C)含量为0.30-0.38%，锰(Mn)含量为0.50-0.80%，硅(Si)含量为0.15-0.40%，铬(Cr)含量为1.30-1.70%，镍(Ni)含量为1.30-1.70%，钼(Mo)含量为0.15-0.30%。
此外，还含有少量磷(P)和硫(S)等元素。
34CrNiMo6牌号的钢材具有优异的强度和韧性，可用于制造风力发电机轴、发动机曲轴、车辆传动轴等重型零部件。
3. 20CrMo20CrMo是一种低碳合金钢，具有良好的耐热性和焊接性能。
它在化学力学性能方面相对较低，但在高温和高压环境下具有良好的性能稳定性。
该材料的化学成分：碳(C)含量为0.17-0.24%，硅(Si)含量为0.17-0.37%，锰(Mn)含量为0.40-0.70%，铬(Cr)含量为0.80-1.10%，钼(Mo)含量为0.15-0.25%。
此外，还含有少量磷(P)和硫(S)等杂质元素。
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调质的定义：调整钢综合力学性能的热处理工艺，即淬火后
又高温回火的双重热处理。
调质的主要目的是得到强度、塑性都比较好的综合机械性能。
合金调质钢是指经过调质处理（淬火+高温回火）后使用的中
碳合金结构钢， 主要用于制造在多种载荷（如扭转、弯曲、冲 击等）下工作，受力比较复杂，要求具有良好综合力学性能的重 要零件，一般需经调质处理后使用。如汽车、拖拉机、机床等上 的齿轮、轴类件、连杆、高强度螺栓等。它是机械结构用钢的主 体。
合金调质钢为中碳成分，碳的质量分数wC=0.25％～ 0.50％，以保证调质处理后具有良好的综合力学性能。 主加合金元素有Cr、Ni、Mn、Si、B等，能提高淬透 性和强化钢材， 而加入少量的W、Mo、V、Ti等元素 可形成稳定的合金碳化物，阻止奥氏体晶粒长大，起 细化晶粒及防止回火脆性的作用。
具有较低或中等的合金化程度。钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透 性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。 钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏 抗力 较大，但也存在特有的高温回火脆性。 大多数调质钢为中碳合金结构，屈服强度（σ 0.2）在490-1200Mpa。以焊 接性能为突出要求的调质钢，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ 0.2）一般为 490-800Mpa，有很高的塑性和韧性。少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度 （σ 0.2）可到1400Mpa以上，属高强度和超高强度调质钢。
40Cr、35CrMo、38CrMoAl、40CrNiMoA等为常用的合金调质钢。 40Cr钢是应用最广泛的合金调质钢，主要用于较为重要的中小型调质件； 如机床齿轮、主轴、花键轴、顶尖套等。 35CrMo适用于制造截面较大、载荷较重的调质件和较为重要的中型调质件， 如汽轮机的转子、重型汽车的曲轴等。 40CrNiMoA适宜于制作重载、大截面的重要调质件，如挖掘机传动轴、卷 板机轴等。 38CrMoAl是氮化钢，主要用于制造尺寸精确、表面耐磨性要求很高的中小 型调质件，如精密磨床主轴、精密镗床丝杠等。
40CrNiMo钢的性能和加工工艺流程
40CrNiMo钢的一些特点 抗拉强度 σb (MPa)：≥980(100) 屈服强度 σs (MPa)：≥835(85) 伸长率 δ5 (%)：≥12 断面收缩率 ψ (%)：≥55 冲击功 Akv (J)：≥78 冲击韧性值 αkv (J/cm²)：≥98(1Байду номын сангаас) 热处理：（淬火850度；冷却剂：油；回火温度600度；冷却剂：水、油）； 钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度GBW≤269；
热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并 在500℃-650℃回火。热处理后的金相组织是回火索氏体。为防止 回火脆性，回火后快速冷却（水冷或油冷）有利于韧性的提高。 这种组织具有强度、塑性和韧性的良好配合。 合金调质钢需经淬火加高温回火热处理。合金调质钢淬透性较 高，一般都用油淬。淬透性特别大时甚至可以空冷，这能减少热 处理缺陷。
40CrNiMo钢加工工艺流程
冶炼
融化
氧化
还原
钢包
浇注