40Cr机械制造模具钢淬透性好交货状态淬火工艺焊接工艺硬度要求

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40Cr机械制造模具钢淬透性好交货状态淬火工艺焊接工艺硬度要求

40Cr机械制造模具钢淬透性好交货状态淬火工艺焊接工艺硬度要求
一.40Cr简单介绍
40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用广泛的钢之一。调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。钢的淬透性良好，水淬时可淬透到28~60mm,油淬时可淬透到15~40mm。这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。切削性能较好，当硬度为174~229HB时，相对切削加工性为60%。该钢适于制作中型塑料模具。
根据标准GB/T 3077-2015 及GB/T 17107-1997、钢板GB/T11251-2009及舞阳企业标准
二.40Cr的化学成分(wt%)
C Si Mn P S Ni Cr Mo Cu
0.37~0.44 0.17~0.37 0.5~0.8 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.3 0.8~1.1 ≤0.15 ≤0.3

三.40Cr的力学性能
正火 退火
Rm(MPa) A(%) Rm(MPa) A(%)
550～850 ≥16 550～800 ≥16

四.40Cr对应国外牌号
我国GB的标准钢号是40Cr；德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045，德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4；英国EN标准钢号18，英国BS标准钢号41Cr4；法国AFNOR标准钢号42C4，法国NF标准钢号38Cr4/41Cr4；意大利UNI标准钢号41Cr4，比利时NBN标准钢号42Cr4；瑞典SS标准钢号2245；美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140；日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440；国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。
五.40Cr的工业用途
这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件。如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、套等;经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等;经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在25mm以下的零件。如蜗杆、主轴、轴、套环等;经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。
六.40Cr的加工工艺详解
（1）淬火工艺
40Cr淬火850℃,油冷;回火520℃,水冷、油冷。40Cr表面淬火硬度为52-60HRC，火焰淬火能达到48-55HRC。
（2）氮化处理
40Cr属于可氮化钢，其所含元素有利于氮化。40Cr经氮化处理后可获得较高的表面硬度，40Cr调质后氮化处理硬度高能达到72~78HRA，心部硬度达到43~55HRC。
氮化工件工艺路线:锻造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。
(3)焊接
40Cr焊接前注意预热，以防止因基体散热，造成焊缝内部激冷淬裂。焊接后调质前好加一遍正火。
结晶时易偏析，对结晶裂纹(一种热裂纹)比较敏感，焊接时容易在弧坑和焊缝中凹下的部分开裂。含碳量较高，快冷时易得到对冷裂纹很敏感的淬硬组织(马氏体组织)。过热区在冷速较大时，很容易形成硬脆的高碳马氏体而使过热区脆化。
焊接工艺要点:
1、一般在退火(正火)状态下进行焊接;
2、焊接方法不受限制;
3、用较大线能量，适当提高预热温度，一般预热温度及层间温度可控制在250~300℃之间;
4、焊接材料应熔敷金属的成分与母材基本相同，如J107-Cr;
5、焊后应及时进行调质热处理。若及时进行调质处理有困难，可进行中间退火或在预热的温度下保温一段时间，以排除扩散氢并软化组织。对结构复杂、焊缝较多的产品，可在焊完一定数量的焊缝后，进行一次中间退火。
生铁屑保护摆动回火规范 (670±10)℃×2h，随炉升温，(710±10)℃×2h，随炉降温，(670±10)℃×2h，随炉升温，(710±10)℃×2h，再随炉降温，(670±10)℃×2h，随炉升温, (710±10)℃×2h，随炉降温,共3个循环，再降温至550℃，出炉空冷。处理后硬度153HBS。
七.40Cr的热处理
次淬火加热温度(℃):850;冷却剂:油
第二次淬火加热温度(℃):回火加热温度(℃):520
布氏硬度(100/3000HBS)(退火或高温回火状态):≤207
八.40Cr钢板的切割加工
40Cr钢板一般是火焰切割。经常切割成圆饼，法兰，长条，方块，座圈，轴承底座，门框等，也可以按照图纸切割加工。


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