20Cr2Ni4A
§7-1 鋼的合金化天津立興金屬制品有限公司022-26801886 13602061168 宋嫣然

在鋼中加入合金元素后，鋼的基本組元鐵和碳與加入的合金元素會(huì)發(fā)生交互作用。鋼的合金化目的是希望利用合金元素與鐵、碳的相互作用和對(duì)鐵碳相圖及對(duì)鋼的熱處理的影響來改善鋼的組織和性能
相互作用
合金元素與鐵、碳的相互作用
合金元素加入鋼中后，主要以三種形式存在鋼中。即:與鐵形成固溶體;與碳形成碳化物;在高合金鋼中還可
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 幾乎所有的合金元素(除)都可溶入鐵中, 形成合金鐵素體或合金按其對(duì)α-Fe或γ-Fe的作用, 可將合金元素分為擴(kuò)大奧氏體相區(qū)和縮小奧氏體相區(qū)兩大類。
擴(kuò)大γ相區(qū)的元素-亦稱奧氏體穩(wěn)定化元素, 主要Ni、Co、C、N、Cu等, 它們使A3點(diǎn)(γ-Fe α-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))下降, A4點(diǎn)( γ-Fe的轉(zhuǎn)變點(diǎn))上升, 從而擴(kuò)大γ-相的存在范圍。其中Ni、M等加入到一定量后, 可使γ相區(qū)擴(kuò)大到室溫以下, 使α相區(qū)消失, 稱為完全擴(kuò)大γ相區(qū)元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 雖然擴(kuò)大γ相區(qū), 但不能擴(kuò)大到室溫, 故稱之為部分?jǐn)U大γ相區(qū)的元素。
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縮小γ相區(qū)元素--亦稱鐵素體穩(wěn)定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、、等。它們使A3點(diǎn)上升, A4點(diǎn)下降(鉻除外, 鉻含量小于7%時(shí), A3點(diǎn)下降; 大于7%后,A3點(diǎn)迅速上升), 從而縮小γ相區(qū)存在的范圍, 使鐵素體穩(wěn)定區(qū)域擴(kuò)大。按其作用不同可分為完全封閉γ相區(qū)的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分縮小γ相區(qū)的元素(如B、、等)。
2. 形成碳化物合金元素按其與鋼中碳的親和力的大小, 可分為碳化物形成元素和非碳化物形成元素兩大類。
常見非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它們基本上都溶于鐵素體和奧氏體中。常見碳化物形成元素有:M、Cr、W、V、N、Z、Ti等(按形成的碳化物的穩(wěn)定性程度由弱到強(qiáng)的次序排列)，它們?cè)阡撝幸徊糠止倘苡诨w相中，一含量高時(shí)可形成新的合金碳化合物。對(duì)奧氏體和鐵素體存在范圍的影響
擴(kuò)大或縮小γ相區(qū)的元素均同樣擴(kuò)大或縮小Fe-Fe3C相圖中的γ相區(qū), 且同樣Ni或M的含量較多時(shí), 可使鋼在室溫下得到單相 (如1Cr18Ni9和ZGMn13高錳鋼等)， 而Cr、Ti、Si等超過一定含量時(shí), 可使鋼在室溫獲得單相鐵素體組織 (如1Cr17Ti高鉻等)。
對(duì)Fe-Fe3C相圖臨界點(diǎn)(S和E點(diǎn))的影響
擴(kuò)大γ相區(qū)的元素使Fe-Fe3C相圖中的共析轉(zhuǎn)變溫度下降, 縮小γ相區(qū)的元素則使其上升, 并都使共析反應(yīng)在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。幾乎所有的合金元素都使共析點(diǎn)(S)和共晶點(diǎn)(E)的碳含量降低，即S點(diǎn)和E點(diǎn)左移, 強(qiáng)碳化物形成元素的作用尤為強(qiáng)烈。
合金元素對(duì)鋼熱處理的影響
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合金元素的加入會(huì)影響鋼在熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變。
1. 合金元素對(duì)加熱時(shí)相轉(zhuǎn)變的影響
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合金元素影響加熱時(shí)奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。
(1)對(duì)奧氏體形成速度的影響: Cr、Mo、W、V等強(qiáng)碳化物形成元素與碳的親合力大, 形成難溶于奧氏體的合金碳化物, 顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的擴(kuò)散速度, 使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、M等合金元素對(duì)奧氏體形成速度影響不大。
(2)對(duì)奧氏體晶粒大小的影響:大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶粒長(zhǎng)大的作用, 但影響程度不同。強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大的元素有:V、

 

天津立興金屬制品65mn鋼板，65mn彈簧板

SAE4140鋼材，此鋼擁有良好的加工性，022-26801886 加工變形微小能相當(dāng)好，屬中等等淬透性鋼，4140熱處理后有較好的強(qiáng)度和良好的綜合力學(xué)性能，工藝性好為427攝氏度。4140強(qiáng)度、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。用于制造要求較35CrMo鋼強(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、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。化學(xué)成分：地區(qū)：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3077—1999 碳(C)0.38～0.45硅(Si)0.17～0.3 提供4140合金結(jié)構(gòu)鋼提供4140合金結(jié)構(gòu)鋼錳(Mn)0.50～0.80 磷(P)≤0.035 硫(S)≤0.035鉻(Cr)0.9～1.20 鎳(Ni)≤0.3鉬(Mo)0.15～0.25銅(Cu)≤0.30力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：≥1080(110 屈服強(qiáng)度 σs (MPa)：≥930(95) 伸長(zhǎng)率 δ5 (%)：≥12斷面收縮率 ψ (%)：≥4沖擊功 Akv (J)：≥63 沖擊韌性值 αkv (J/cm2)：≥78(8)硬度 ：≤217H 熱處理工藝： 退火annealing No.1 "760±10℃退火，爐冷至400℃空冷。HB220-230 正火normalize No.4 860±10℃正火，出爐空冷。調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.5 840±10℃淬水或油（視產(chǎn)品型狀復(fù)雜程度），680-700度回火。 HB<217 調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.6 840±10℃淬油，再470度回火處理。 HRC41-45 調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.7 840±10℃淬油，再480度回火處理。 HRC35- 調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.8 850℃淬油，再510度回火處理。 HRC38-42調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.9 850℃淬油，再500度回火處理。 HRC40-43調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.10 850℃淬油，再510℃回火處理。 HRC36-42調(diào)質(zhì)分構(gòu)成: -本標(biāo)準(zhǔn)號(hào)(EN10025-2); -鋼名或鋼號(hào):鋼名由以下幾部分構(gòu)成: -符號(hào)字母S(結(jié)構(gòu)鋼)或者E(工程鋼); -有關(guān)厚度≤16mm的以MP為單位時(shí)，其小屈服強(qiáng)度的描述; -可行時(shí)，標(biāo)記沖擊功的質(zhì)量組成名稱; -可行時(shí)，標(biāo)記用于特殊用途的字母;SAE4140鋼材，此鋼擁有良好的加工性，加工變形微小能相當(dāng)好，屬中等等淬透性鋼，4140熱處理后有較好的強(qiáng)度和良好的綜合力學(xué)性能，工藝性好為427攝氏度。4140強(qiáng)度、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。用于制造要求較35CrMo鋼強(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、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?；瘜W(xué)成分：地區(qū)：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 3077—1999 碳(C)0.38～0.45硅(Si)0.17～0.3 提供4140合金結(jié)構(gòu)鋼提供4140合金結(jié)構(gòu)鋼錳(Mn)0.50～0.80 磷(P)≤0.035 硫(S)≤0.035鉻(Cr)0.9～1.20 鎳(Ni)≤0.3鉬(Mo)0.15～0.25銅(Cu)≤0.30力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：≥1080(110 屈服強(qiáng)度 σs (MPa)：≥930(95) 伸長(zhǎng)率 δ5 (%)：≥12斷面收縮率 ψ (%)：≥4沖擊功 Akv (J)：≥63 沖擊韌性值 αkv (J/cm2)：≥78(8)硬度 ：≤217H 熱處理工藝： 退火annealing No.1 "760±10℃退火，爐冷至400℃空冷。HB220-230 正火normalize No.4 860±10℃正火，出爐空冷。調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.5 840±10℃淬水或油（視產(chǎn)品型狀復(fù)雜程度），680-700度回火。 HB<217 調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.6 840±10℃淬油，再470度回火處理。 HRC41-45 調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.7 840±10℃淬油，再480度回火處理。 HRC35- 調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.8 850℃淬油，再510度回火處理。 HRC38-42調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.9 850℃淬油，再500度回火處理。 HRC40-43調(diào)質(zhì)quenching+tempering No.10 850℃淬油，再510℃回火處理。 HRC36-42調(diào)質(zhì)分構(gòu)成: -本標(biāo)準(zhǔn)號(hào)(EN10025-2); -鋼名或鋼號(hào):鋼名由以下幾部分構(gòu)成: -符號(hào)字母S(結(jié)構(gòu)鋼)或者E(工程鋼); -有關(guān)厚度≤16mm的以MP為單位時(shí)，其小屈服強(qiáng)度的描述; -可行時(shí)，標(biāo)記沖擊功的質(zhì)量組成名稱; -可行時(shí)，標(biāo)記用于特殊用途的字母;