142· 金属学与热处理 但不同零件受力状况不同,其性能要求有所差别,截面受力均匀的零件如连杆,要求整个 截面都有较高的强韧性。截面受力不均匀的零件,如承受扭转或弯曲应力的传动轴,主要 要求受力较大的表面区有较好的性能,心部要求可低些。因此性能上要求: ①高的屈服强度及疲劳极限和良好的韧性塑性,即要求综合的力学性能。 ②局部表面要求一定的耐磨性。 ③好的淬透性。 2.成分特点及合金化原理 为达到强度和韧性的良好配合,合金调质钢的成分设计如下: 1)中碳 含碳量一般在025%~0.50%之间,以040%居多。含碳量过低,不易淬硬,回火后强 度不足,含碳量过高则韧性不够。 2)合金元素的作用 调质钢的合金化经历了一个由单一元素到多元素复合加入发展过程,从40→40Mn 40CrMn→40 rMnMo或40→40Cr→40CNi→40 CrNiMo发展,合金元素主要作用是: ①提高淬透性:在碳钢的基础上常单独或多元复合加入提高淬透性元素Mn、Cr、Ni、 Mo、Si、B等,钢的淬透性增大,不仅使零件在截面上得到均匀的力学性能,而且能使用 较缓和的冷却介质淬火,大大减小淬火变形开裂的倾向。 ②固溶强化:合金元素溶入铁素体形成置换固溶体,能使基体得到强化。虽然这种强 化效果不及提高淬透性的贡献,但仍是有效的。在常用合金元素中以Si、Mn、Ni的强化 效果最显著。 ③防止第二类回火脆性:调质钢的高温回火温度正好处于第二类回火脆性温度范围, 钢中所含的Mn、Ni、Cr、Si、P元素会增大回火脆性倾向。为了防止和消除回火脆性的影 响,除在回火后采用快冷方法,还可在钢中加入Mo或W,使第二类回火脆性大大减弱, 这对于较大截面的调质钢特别有意义 ④细化晶粒:在钢中加入碳化物形成元素W、Al、V、Ti可以有效地阻止奥氏体晶粒 在淬火加热时长大,使最终组织细化,降低了钢的韧脆转变温度。 3.常用调质钢钢种及牌号 合金调质钢在机械制造业中是用量最大的一类钢种。我国常用调质钢按照淬透性的高 低,大致分为三类 1)低淬透性调质钢 油淬临界直径最大为30mm~40mm,最典型的钢种是40Cr,广泛用于制造一般尺寸的 重要零件。40MnB、40MnVB钢是为节约铬而发展的代用钢,40MnB的淬透性和切削加工 性能较差 2)中淬透性调质钢 油淬临界直径最大为40mm~60mm,含有较多合金元素,典型牌号有35CrMo等,用 于制造截面较大的零件,例如曲轴、连杆等。加入Mo不仅使淬透性显著提高,而且可防 止回火脆性。·142· 金属学与热处理 ·142· 但不同零件受力状况不同，其性能要求有所差别，截面受力均匀的零件如连杆，要求整个 截面都有较高的强韧性。截面受力不均匀的零件，如承受扭转或弯曲应力的传动轴，主要 要求受力较大的表面区有较好的性能，心部要求可低些。因此性能上要求： ① 高的屈服强度及疲劳极限和良好的韧性塑性，即要求综合的力学性能。 ② 局部表面要求一定的耐磨性。 ③ 好的淬透性。 2. 成分特点及合金化原理 为达到强度和韧性的良好配合，合金调质钢的成分设计如下： 1) 中碳 含碳量一般在 0.25%～0.50%之间，以 0.40%居多。含碳量过低，不易淬硬，回火后强 度不足，含碳量过高则韧性不够。 2) 合金元素的作用 调质钢的合金化经历了一个由单一元素到多元素复合加入发展过程，从 40→40Mn→ 40CrMn→40CrMnMo 或 40→40Cr→40CrNi→40CrNiMo 发展，合金元素主要作用是： ① 提高淬透性：在碳钢的基础上常单独或多元复合加入提高淬透性元素 Mn、Cr、Ni、 Mo、Si、B 等，钢的淬透性增大，不仅使零件在截面上得到均匀的力学性能，而且能使用 较缓和的冷却介质淬火，大大减小淬火变形开裂的倾向。 ② 固溶强化：合金元素溶入铁素体形成置换固溶体，能使基体得到强化。虽然这种强 化效果不及提高淬透性的贡献，但仍是有效的。在常用合金元素中以 Si、Mn、Ni 的强化 效果最显著。 ③ 防止第二类回火脆性：调质钢的高温回火温度正好处于第二类回火脆性温度范围， 钢中所含的 Mn、Ni、Cr、Si、P 元素会增大回火脆性倾向。为了防止和消除回火脆性的影 响，除在回火后采用快冷方法，还可在钢中加入 Mo 或 W，使第二类回火脆性大大减弱， 这对于较大截面的调质钢特别有意义。 ④ 细化晶粒：在钢中加入碳化物形成元素 W、Al、V、Ti 可以有效地阻止奥氏体晶粒 在淬火加热时长大，使最终组织细化，降低了钢的韧脆转变温度。 3. 常用调质钢钢种及牌号 合金调质钢在机械制造业中是用量最大的一类钢种。我国常用调质钢按照淬透性的高 低，大致分为三类： 1) 低淬透性调质钢 油淬临界直径最大为 30mm～40mm，最典型的钢种是 40Cr，广泛用于制造一般尺寸的 重要零件。40MnB、40MnVB 钢是为节约铬而发展的代用钢，40MnB 的淬透性和切削加工 性能较差。 2) 中淬透性调质钢 油淬临界直径最大为 40mm～60mm，含有较多合金元素，典型牌号有 35CrMo 等，用 于制造截面较大的零件，例如曲轴、连杆等。加入 Mo 不仅使淬透性显著提高，而且可防 止回火脆性