40cr特性及用途

　　特性
　　中碳調制鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價格適中，加工容易，經適當的熱處理以後可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進組織球化，改進硬度小於160HBS毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進行回火，該鋼具有最佳的綜合力學性能。該鋼的淬透性高於45鋼，適合於高頻淬火，火焰淬火等表麵硬化處理等。
　　用途
　　這種鋼經調質後用於制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件，如汽車的轉向節、後半軸以及機床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等；經淬火及中溫回火後用於制造承受高負荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉子、滑塊、套環等；經淬火及低溫回火後用於制造承受重負荷、低沖擊及具有耐磨性、截麵上實體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環等；經調質並高頻表麵淬火後用於制造具有高的表麵硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、 螺釘、螺帽、進氣閥等。此外，這種鋼又適於制造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。
　　【 供貨狀態及硬度】
　　退火態，硬度≤207HBS。
　　40cr軸類零件
　　軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零 部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大於直徑，一般由同心軸的外圓柱麵、圓錐麵、內孔和螺紋及相應的端麵所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。
　　軸的長徑比小於5的稱為短軸，大於20的稱為細長軸，大多數軸介於兩者之間。
　　軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表麵質量一般要求較高，其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：
　　(一)尺寸精度 起支承作用的軸頸為瞭確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5～IT7）。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6～IT9）。
　　(二)幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐麵、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求較高的內外圓表麵，應在圖紙上標註其允許偏差。
　　(三)相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，並產生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～0.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.001～0.005mm。
　　(四)表麵粗糙度 一般與傳動件相配合的軸徑表麵粗糙度為Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表麵粗糙度為Ra0.63～0.16μm。
　　毛坯和材料
　　(一)軸類零件的毛坯 軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對於外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對於外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。
　　根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多采用自由鍛，大批大量生產時采用模鍛。
　　(二)軸類零件的材料 軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料並采用不同的熱處理規范（如調質、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。
　　40Cr是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質（或正火）後，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火後表麵硬度可達45～52HRC。
　　40Cr等合金結構鋼適用於中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火後，具有較好的綜合機械性能。
　　軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經調質和表麵高頻淬火後，表麵硬度可達50～58HRC，並具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。
　　精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經調質和表麵氮化後，不僅能獲得很高的表麵硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。
　　40Cr廣泛用於機械制造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能並不好，40Cr可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表麵硬度，又希望發揮40Cr優越的機械性能，常將40Cr表麵滲碳淬火，這樣就能得到需要的表麵硬度。
　　40Cr彈性模數
　　40Cr彈性模數:彈性模量E(20℃) /MPa 200000～211700 ，切變模量G(20℃) 80800
　　本段熱處理工藝
　　淬火工藝
　　40Cr淬火850℃,油冷；回火520℃,水冷、油冷。40Cr表麵淬火硬度為HRC52-60，火焰淬火能達到HRC48-55。
　　氮化處理
　　40Cr屬於可氮化鋼，其所含元素有利於氮化。40Cr經氮化處理後可獲得較高的表麵硬度，40Cr調質後氮化處理硬度最高能達到HRA72~78，即HRC43~55。
　　氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調質－精加工－除應力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由於氮化層薄，並且較脆，因此要求有較高強度的心部組織，所以要先進行調質熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機械性能和氮化層質量。軟氮化是活性氮化,現在比較常用的是氣體氮化.
　　焊接
　　40Cr焊接前註意預熱，以防止因基體散熱，造成焊縫內部激冷淬裂。焊接後調質前最好加一遍正火。
　　40Cr的焊接性：
　　結晶時易偏析，對結晶裂紋（一種熱裂紋）比較敏感，焊接時容易在弧坑和焊縫中凹下的部分開裂。含碳量較高，快冷時易得到對冷裂紋很敏感的淬硬組織（馬氏體組織）。過熱區在冷速較大時，很容易形成硬脆的,高碳馬氏體而使過熱區脆化。
　　焊接工藝要點：
　　1、一般在退火（正火）狀態下進行焊接。
　　2、焊接方法不受限制
　　3、用較大線能量，適當提高預熱溫度，一般預熱溫度及層間溫度可控制在250～300℃之間。
　　4、焊接材料應保證熔敷金屬的成分與母材基本相同，如J107－Cr
　　5、焊後應及時進行調質熱處理。若及時進行調質處理有困難，可進行中間退火或在高於預熱的溫度下保溫一段時間，以排除擴散氫並軟化組織。 對結構復雜、焊縫較多的產品，可在焊完一定數量的焊縫後，進行一次中間退火。
　　生鐵屑保護擺動回火規范 （670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，隨爐降溫，（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，再隨爐降溫，（670±10）℃×2h，隨爐升溫, （710±10）℃×2h，隨爐降溫,共3個循環，再降溫至550℃，出爐空冷。處理後硬度153HBS。
　　交貨狀態
　　40Cr交貨狀態以熱處理(正火、退火或高溫回火)或不熱處理狀態交貨,交貨狀態應在合同中註明.
　　本段表示方法
　　① 鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管 ②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量<1.5%時，鋼號中一般隻標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號後亦可標以數字"1"，例如鋼號"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者鉻含量為0.4-0.6%，後者為0.9-1.2%，其餘成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號後麵應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
　　③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。
　　④高級優質鋼應在鋼號最後加"A"，以區別於一般優質鋼。
　　◆圓鋼:每米重量(公斤)=0.00617×直徑×直徑(註:螺紋鋼和圓鋼相同)

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