齒輪專用冷拔無(wú)縫鋼管常用材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)

    一般有低碳鋼如20#鋼，低碳合金鋼如：20Cr、20CrMnTi等，中碳鋼：35#鋼、45#鋼等，中碳合金鋼：40Cr、42CrMo、35CrMo等，都可以稱為齒輪鋼。這類鋼材通常按照使用要求經(jīng)過(guò)熱處理之后都具備良好的強(qiáng)度、硬度、和韌性，或者是表面耐磨而心部有良好的韌性耐沖擊。
淬透性是齒輪鋼的重要性能指標(biāo)之一，它主要是保證不同大小齒輪的心部硬度，且有利于控制齒輪熱處理變形。冷拔無(wú)縫鋼管的淬透性和淬透性帶寬的控制，主要取決于化學(xué)成分及其均勻性。也就是對(duì)淬透性影響大的元素如碳、錳等的控制，根據(jù)鋼中碳和合金元素對(duì)淬透性各點(diǎn)硬度值的影響，確定該鋼的內(nèi)控成分范圍。
    冷拔無(wú)縫鋼管中存在的氧化物和硫化物夾雜、有害元素如氮、氫、氧等，會(huì)降低冷拔無(wú)縫鋼管的力學(xué)性能，惡化鋼材的工藝性能，從而影響汽車滲碳齒輪的使用壽命。
目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)齒輪鋼的氧含量要求控制在20×10-6以下，國(guó)際先進(jìn)水平是在12×10-6以下，而國(guó)內(nèi)有些冷拔無(wú)縫鋼管廠已達(dá)到15×10-6以下。
   晶粒大小是齒輪鋼的一項(xiàng)重要指標(biāo)。齒輪鋼中細(xì)小均勻的奧氏體晶粒，淬火后得到細(xì)馬氏體組織，明顯改善齒輪的疲勞性能，同時(shí)減少齒輪熱處理后的變形量。齒輪鋼晶粒度要求≥6級(jí)，通常是在冶煉時(shí)控制鋼中殘余鋁含量達(dá)到細(xì)化晶粒的。
1）42CrMo冷拔無(wú)縫鋼管具有強(qiáng)度高、淬透性高、韌性好、淬火時(shí)變形小、高溫時(shí)有高的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度等特點(diǎn)。
   用于制造要求較35CrMo冷拔無(wú)縫鋼管強(qiáng)度更高和調(diào)質(zhì)截面更大的鍛件，如：機(jī)車牽引用的大齒輪、增壓器傳動(dòng)齒輪、壓力容器齒輪、后軸、受載荷極大的連桿及彈簧夾；也可用于2000m以下石油深井鉆桿接頭與打撈工具；并且可以用于折彎?rùn)C(jī)的模具等。
2）20CrMnTi冷拔無(wú)縫鋼管是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高、經(jīng)滲碳淬火后具有硬而耐磨的表面與堅(jiān)韌的心部?具有較高的低溫沖擊韌性、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、中等或重載荷、沖擊及
摩擦的重要零件；如：齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。 是18CrMnTi的代用鋼，廣泛用作滲碳零件，在汽車.拖拉機(jī)工業(yè)用于截面在30mm以下；承受高速.中或重負(fù)荷以及受沖擊.摩擦的重要滲碳零件；如齒輪.軸.齒圈.齒輪軸.滑動(dòng)軸承的主軸.十字頭.爪形離合器.蝸桿等。

冷拔無(wú)縫鋼管常見缺陷和形成原因

   在冶煉或熱加工過(guò)程中，由于某些因素（例如非金屬夾雜物、氣體以及工藝選擇或操作不當(dāng)?shù)龋┰斐傻挠绊?，致使鋼的?nèi)部或表面產(chǎn)生缺陷，從而嚴(yán)重地影響材料或產(chǎn)品的質(zhì)量，有時(shí)還將導(dǎo)致材料或產(chǎn)品報(bào)廢。
   冷拔無(wú)縫鋼管中疏松、氣泡、縮孔殘余、非金屬夾雜物、偏析、白點(diǎn)、裂紋以及各種不正常的斷口缺陷等，均可以通過(guò)宏觀檢驗(yàn)來(lái)發(fā)現(xiàn)。宏觀檢驗(yàn)的方法分酸浸檢驗(yàn)及斷口檢驗(yàn)兩種方法。用酸浸法顯示的常見宏觀缺陷簡(jiǎn)介如下：
偏析
 形成原因
澆注凝固過(guò)程中，由于選擇結(jié)晶和擴(kuò)散作用引起某些元素的聚集，造成化學(xué)成分不均勻。根據(jù)分布的不同位置可分為錠型、中心和點(diǎn)狀偏析等。
 宏觀特征
在酸浸試樣上，當(dāng)偏析是易蝕物質(zhì)或氣體夾雜聚集時(shí)，呈顏色深暗、形狀不規(guī)則，略行凹陷、底部平坦并有很多密集微孔斑點(diǎn)。如為抗蝕元素聚集，則呈顏色淺淡、形狀不規(guī)則、比較光滑的微凸斑點(diǎn)。
疏松
 形成原因
鋼在凝固過(guò)程中由于低熔點(diǎn)物質(zhì) 凝固收縮和放出氣體產(chǎn)生空隙，而在熱加工過(guò)程中未能焊合。根據(jù)其分布情況，可分為中心和一般疏松兩類。
 宏觀特征
在橫向熱酸浸面上，孔隙呈不規(guī)則的多邊形、底部尖窄的凹坑，這種凹坑通常多出現(xiàn)在偏析斑點(diǎn)之內(nèi)。嚴(yán)重時(shí)，有連成海綿狀的趨勢(shì)。
夾雜
 形成原因
① 外來(lái)金屬夾雜

在澆注過(guò)程中，金屬條、塊、片落入錠模中或冶煉末期加入的鐵合金未熔化。
 宏觀特征
在浸蝕片上，多呈邊緣清晰、顏色與周圍顯著不同的幾何形狀。
 形成原因
② 外來(lái)非金屬夾雜

在澆注過(guò)程中，沒有來(lái)得及浮出的熔渣或剝落到鋼液中的爐襯和澆注系統(tǒng)內(nèi)壁的耐火材料。 宏觀特征
較大的非金屬夾雜物很好辨認(rèn)，而較小的夾雜腐蝕后剝落，留下細(xì)小的呈圓形的小孔。

 形成原因
③ 翻皮底注鋼錠澆注過(guò)程中的表面上半凝固的薄膜卷入鋼液中去。
 宏觀特征
在酸浸試樣上，顏色與周圍不同，形狀不規(guī)則的彎曲狹長(zhǎng)條帶，周邊常有氧化物夾雜和氣孔存在。
縮孔 形成原因
鋼錠或鑄件澆注時(shí)，心部的液體由于 冷凝時(shí)體積收縮未能得到補(bǔ)充，在鑄錠頭部或鑄件中形成宏觀孔穴。
 宏觀特征
在橫向酸浸試樣上縮孔位于中心部位，其周圍常是偏析、夾雜或疏松密集的地方。有時(shí)在浸蝕前就可看到洞穴或縫隙，浸蝕后孔穴部分變暗，呈不規(guī)則折皺的孔洞。
 形成原因
鋼錠澆注過(guò)程中所產(chǎn)生和放出的氣體造成的缺陷。
 宏觀特征
在橫向試樣上，呈與表面大致垂直的裂縫，附近略有氧化和脫碳現(xiàn)象。在表面以下的位置存在稱為皮下氣泡，較深的皮下氣泡稱為針孔。在鍛軋過(guò)程中，這些未氧化也未焊合的氣孔被延伸成細(xì)管狀，橫截面上呈孤立的小針孔。在橫截面上類似于排列規(guī)律的點(diǎn)狀偏析，但顏色較深者為內(nèi)部蜂窩氣泡。
白點(diǎn)
 形成原因
一般認(rèn)為是氫和組織應(yīng)力的作用，鋼中的偏析和夾雜也有一定的影響，屬于裂縫的一種。
 宏觀特征
在橫向熱酸浸試樣上，呈細(xì)短裂縫。在縱向斷口上則是粗晶狀的銀亮白點(diǎn)。

裂縫冷拔無(wú)縫鋼管形成原因
軸心晶間裂縫：當(dāng)枝狀組織較嚴(yán)重時(shí)，大尺寸鋼坯沿枝狀組織主、枝干間產(chǎn)生裂縫。
內(nèi)裂：由于鍛軋工藝不當(dāng)而產(chǎn)生的開裂。
 宏觀特征
在橫截面上，軸心位置沿晶間開裂，呈蛛網(wǎng)狀，嚴(yán)重時(shí)呈放射狀開裂。
折疊
 形成原因
冷拔無(wú)縫鋼管或鋼錠的表面斑疤凹凸不平及 的棱角，在鍛軋中疊附在冷拔無(wú)縫鋼管上，或由于孔型設(shè)計(jì)或操作不當(dāng)生成耳子，在繼續(xù)軋制時(shí)疊合而成。
 宏觀特征
冷拔無(wú)縫鋼管在橫向熱酸浸試樣上，與鋼的表面呈斜交的裂縫，附近有較嚴(yán)重的脫碳，縫內(nèi)常夾有氧化物鱗屑。