40cr 40Cr化学元素分析

40Cr是我国GB的标准钢种，40Cr钢是机械制造业中应用最广泛的钢材之一。经调质处理后，具有良好的综合力学性能、良好的低温冲击韧性和较低的缺口敏感性。钢的淬透性好，水淬可达ф 28 ~ 60 mm，油淬可达ф 15 ~ 40 mm。该钢除调质处理外，还适用于氰化和高频淬火处理。可加工性好。当硬度为174 ~ 229 HB时，相对切削加工性为60%。这种钢适合制作中型塑料模具。

化学组成

C:0.37~0.44

Si:0.17~0.37

锰:0.50~0.80

Cr:0.80~1.10

Ni:≤0.30

P:≤0.030

S:≤0.030

铜:≤0.30

Mo:≤0.10

力学性能

样品空白尺寸(毫米):25

热处理:

第一次淬火加热温度(℃):850；冷却液:机油

第二次淬火加热温度(℃):-

回火加热温度(℃):520；

抗拉强度(σ b/MPa): ≥ 980

屈服点(σ s/MPa): ≥ 785

断裂伸长率(δ 5/%): ≥ 9

面积收缩率(ψ/%): ≥ 45

冲击吸收功(aku2/j): ≥ 47

布氏硬度(100/3000HBS)(高温退火或回火):≤207

40Cr的基本性能

中国GB标准钢种为40Cr，德国DIN标准材质1.17035/1.7045，德国DIN标准钢种41Cr4/42Gr4，英国EN标准钢种18，英国BS标准钢种41Cr4，法国AFNOR标准钢种42Cr4，法国NF标准钢种38Cr4/41Cr4，意大利UNI标准钢种41Cr4，比利时NBN标准钢种42 Cr 4，瑞典SS标准钢种2245，美国AISI/SAE/ASTM标准钢种514

[临界点温度]

(近似值)Ac3=780℃

[标准化代码]

温度850~870℃，硬度179~229HBS。

[冷压坯软化处理规范]

温度740~760℃，保温时间4~6h，然后以5~10℃/h的降温速率降温至≤600℃，再出炉空冷却。

处理前硬度≤217HBS，软化后硬度≤163HBS。

[生铁屑保护摆动回火规范]

(670±10)℃×2h，(710±10)℃×2h，(670±10)℃×2h，(710±10)℃×2h，然后(670±10)℃×处理后硬度为153HBS。

【淬火和回火处理规范】

淬火温度850℃±10℃，油冷；回火温度520℃±10℃，水、油空冷。

淬火和回火硬度

40Cr调质后的硬度在32-36HCR左右，也就是301-340HB左右。

40cr-830-860℃油淬火->: 55HRC

150℃-55℃回火

200℃-53℃回火

300℃-51℃回火

400℃-43℃回火

500℃-34℃回火

550℃-32℃回火

600℃-28℃回火

650℃ - 24HRC回火

特色用途

该钢经调质后，用于制造承受中等载荷、中速工作的机械零件，如汽车转向节、后半轴，以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、中心套等；中温淬火回火后，用于制造承受高载荷、冲击和中速的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等。低温淬火回火后，用于制造重载荷、低冲击和耐磨的零件，如25毫米、主轴、轴、套环等。；经调质和高频表面淬火后，用于制造表面硬度高、耐磨性好、无大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、芯轴、销、连杆、螺钉、螺母、进气门等。此外，这种钢还适用于制造各种经碳氮共渗处理的传动件，如大直径、低温韧性好的齿轮、轴等。

[供应状态和硬度]

退火状态，硬度≤207HBS。

40cr轴零件

轴类零件是机械中经常遇到的典型零件之一。主要用于支撑传动部件，传递扭矩，承受载荷。轴类零件是旋转零件，长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、锥面、内孔、螺纹和相应端面组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空芯轴和曲轴等。

轴的长径比小于5，称为短轴，长径比大于20，称为细长轴，大部分轴介于两者之间。

轴由轴承支撑，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，一般要求其精度和表面质量。其技术要求一般是根据轴的主要功能和工作条件制定的，通常包括以下几项:

(1)具有尺寸精度承载功能的轴颈为了确定轴的位置，通常要求其尺寸精度(IT5~IT7)。一般装配传动件的轴颈尺寸精度较低(IT6~IT9)。

(二)几何精度轴类零件的几何精度主要指轴颈、外锥、莫尔斯锥孔等的圆度和圆柱度。一般公差应限制在尺寸公差范围内。对于精度要求较高的内外圆面，应在图纸上标注允许偏差。

(3)相互位置精度轴类零件的位置精度要求主要由轴在机械中的位置和作用决定。一般要保证装配好的传动件的轴颈与轴承轴颈的同轴度，否则传动件(齿轮等)的传动精度。)会受到影响，产生噪音。对于普通精密轴，配合轴段到轴承轴颈的径向跳动一般为0.01~0.03mm，对于高精度轴(如主轴)，一般为0.001 ~ 0.005 mm。

(4)表面粗糙度一般情况下，与传动部件配合的轴径表面粗糙度为Ra 2.5 ~ 0.63微米，与轴承配合的轴承轴径表面粗糙度为Ra 0.63 ~ 0.16 μ m

40Cr是轴类零件常用的材料，价格便宜。经调质(或正火)处理后，可获得较好的切削性能和较高的强度、韧性等综合力学性能。淬火后，表面硬度可达45 ~ 52 HRC。

40Cr等合金结构钢适用于中等精度、高转速的轴类零件。经过调质处理后，这些钢具有较好的综合力学性能。

轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50 ~ 58HRC，且具有较高的抗疲劳性和较好的耐磨性，可制成精度较高的轴。

精密机床主轴(如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可采用38CrMoAIA氮化钢制造。这种钢经过淬火回火和表面渗氮后，不仅可以获得较高的表面硬度，而且可以保持软心，因此具有良好的冲击韧性。与渗碳淬火钢相比，具有热处理变形小、硬度高等特点。

40Cr广泛用于机械制造，这种钢具有良好的力学性能。不过这是中碳钢，淬火性能不好。40Cr可以硬化到HRC42~46。因此，如果需要表面硬度并且希望40Cr具有优异的机械性能，40Cr的表面通常被感应淬火，从而可以获得所需的表面硬度。

淬火过程

40Cr 850℃淬火，油冷；520℃回火，水冷油冷。40Cr表面淬火硬度为52-60HRC，火焰淬火硬度可达48-55HRC。

40Cr渗氮处理

40Cr属于渗氮钢，其元素有利于渗氮。渗氮后，40Cr可以获得较高的表面硬度。调质后，40Cr硬度可达72~78HRA，芯部硬度可达43~55HRC。

氮化工件的工艺路线:锻造-退火-粗加工-淬火回火-精加工-消除应力-粗磨-氮化-精磨或磨削。由于氮化物层薄而脆，要求具有高强度的芯部结构，因此需要进行淬火和回火热处理，以获得回火索氏体，提高芯部的机械性能和氮化物层的质量。

40Cr的焊接性

40Cr焊接前注意预热，防止因基体散热造成焊缝内部淬火裂纹。最好是焊后调质前再正火。结晶时易偏析，对结晶裂纹(热裂纹的一种)敏感，焊接时弧坑凹部和焊缝易开裂。含碳量高，在快速冷却过程中容易获得对冷裂纹敏感的硬化组织(马氏体组织)。过热区冷却速率高时，容易形成硬脆的高碳马氏体，使过热区变脆。

焊接工艺要点:

1.焊接通常在退火(正火)条件下进行。

2.焊接方法不受限制

3.预热温度可以用较大的线能量适当提高。预热温度和夹层温度一般可控制在250 ~ 300℃之间。

4.焊接材料应保证熔敷金属的成分与母材基本相同，如J107-Cr

5.焊接后应及时进行调质热处理。如果难以及时进行调质处理，可进行一段时间高于预热温度的中间退火或保温，以消除扩散氢，软化组织。对于结构复杂、焊缝多的产品，可以在焊接一定数量的焊缝后进行中间退火。

40cr交付状态

40Cr的交货状态应进行热处理(正火、退火或高温回火)或不进行热处理，交货状态应在合同中注明。