基本介紹
- 中文名：40Cr
- 外文名：40Cr Steel
- 硬度：HRC32-36
- 化學成分：C，Si，Mn，Cr，Ni，P，S，Cu
- 冷卻劑：水、油、鹽
- 執行標準：GB/T3077-2018或GB/T17107-2018
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基本信息
根據標準GB/T 3077-2015 及GB/T 17107-1997、鋼板GB/T11251-2009及舞陽企業標準
對應國外標準:
JIS（日本）: SCr440 ；
ASTM（美國）: 5140；
ISO: 41Cr4.
化學成分
C:0.37~0.44
Si:0.17~0.37
Mn:0.50~0.80
Cr:0.80~1.10
Ni:≤0.30
P:≤0.035
S:≤0.035
Cu:≤0.30
Mo:≤0.10
力學性能
試樣毛坯尺寸（mm）：25
熱處理：
第一次淬火加熱溫度（℃）：850；冷卻劑：油
第二次淬火加熱溫度（℃）：-
回火加熱溫度（℃）：520；
抗拉強度（σb/MPa）：≥810（實際硬度25HRC時）
屈服點（σs/MPa）：≥785
斷後伸長率（δ5/%）：≥9
斷面收縮率（ψ/%）：≥45
衝擊吸收功（Aku2/J）：≥47
常用規格
材 質 | 規格厚度*寬度*長度（mm） | 重 量 | 名 稱 | 備 注 |
40Cr | 8*1500-4020*6000*18000 | 93.154T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 10*1500-4020*6000*18000 | 65.324T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 15*1500-4020*6000*18000 | 161.657T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 20*1500-4020*6000*18000 | 82.165T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 25*1500-4020*6000*18000 | 182.635T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 30*1500-4020*6000*18000 | 264.823T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 35*1500-4020*6000*18000 | 135.924T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 40*1500-4020*6000*18000 | 265.324T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 50*1500-4020*6000*18000 | 392.059T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 60*1500-4020*6000*18000 | 265.871T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 70*1500-4020*6000*18000 | 293.153T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 80*1500-4020*6000*18000 | 281.716T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 90*1500-4020*6000*18000 | 195.985T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 100*1500-4020*6000*18000 | 236.920T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 120*1500-4020*6000*18000 | 182.689T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 150*1500-4020*6000*18000 | 264.816T | 合金板 | 四切保性能 |
40Cr | 大量規格未列出可雙定尺定扎 | 大 量 | 合金板 | 四切保性能 |
40cr介紹
我國GB的標準鋼號是40Cr；
德國DIN標準材料編號1.7035/1.7045、德國DIN標準鋼號41Cr4/42Gr4；
英國EN標準鋼號18、英國BS標準鋼號41Cr4；
法國AFNOR標準鋼號42C4、法國NF標準鋼號38Cr4/41Cr4；
義大利UNI標準鋼號41Cr4；
比利時NBN標準鋼號42Cr4；
瑞典SS標準鋼號2245；
美國AISI/SAE/ASTM標準鋼號5140；
日本JIS標準鋼號SCr440(H)/SCr440；
國際標準化組織ISO標準鋼號41Cr4。
【臨界點溫度】
（近似值） Ac3=780℃
【正火規範】
溫度850~870℃，硬度179~229HBW。
【冷壓毛坯軟化處理規範】
溫度740~760℃，保溫時間4~6h，再以5~10℃/h的冷速，降溫到≤600℃，出爐空冷。
處理前硬度≤217HBW，軟化後硬度≤163HBW。
【生鐵屑保護擺動回火規範】
（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，隨爐降溫;
（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，再隨爐降溫;
（670±10）℃×2h，隨爐升溫, （710±10）℃×2h，隨爐降溫;
共3個循環，再降溫至550℃，出爐空冷。處理後硬度153HBW。
【調質處理規範】
淬火溫度850℃ ±10℃，油冷；回火溫度520℃±10℃，水、油、空冷。
調質硬度
40Cr調質以後的硬度大概在32-36HRC之間,也就是說大概301-340HB之間.
40Cr--830-860℃油淬-->55HRC
150℃回火--55HRC
200℃回火--53HRC
300℃回火--51HRC
400℃回火--43HRC
500℃回火--34HRC
550℃回火--32HRC
600℃回火--28HRC
650℃回火--24HRC
700℃回火--20HRC
特性用途
特性
中碳調質鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價格適中，加工容易，經適當的熱處理以後可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進組織細化，接近平衡狀態，可改進毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進行回火，該鋼具有最佳的綜合力學性能。該鋼的淬透性高於45鋼，適合於高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。
用途
這種鋼經調質後用於製造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件，如汽車的轉向節、後半軸以及工具機上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等；
經淬火及中溫回火後用於製造承受高負荷、衝擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉子、滑塊、套環等；
經淬火及低溫回火後用於製造承受重負荷、低衝擊及具有耐磨性、截面上實體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環等；
經調質並高頻表面淬火後用於製造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大衝擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連桿、 螺釘、螺帽、進氣閥等。
此外，這種鋼又適於製造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。
【 供貨狀態及硬度】
退火態，硬度≤207HBW。
40cr軸類零件
軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零 部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大於直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端面所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。
軸的長徑比小於5的稱為短軸，大於20的稱為細長軸，大多數軸介於兩者之間。
軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質量一般要求較高，其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：
(一).尺寸精度.
起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5～IT7）。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6～IT9）。
(二).幾何形狀精度
軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應將其公差限制在尺寸公差範圍內。對精度要求較高的內外圓表面，應在圖紙上標註其允許偏差。
(三).相互位置精度
軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，並產生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～0.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.001～0.005mm。
(四).表面粗糙度
一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。
毛坯和材料
(一).軸類零件的毛坯
軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對於外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對於外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。
根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多採用自由鍛，大批大量生產時採用模鍛。
(二).軸類零件的材料
40Cr是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質（或正火）後，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火後表面硬度可達45～52HRC。
40Cr等合金結構鋼適用於中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火後，具有較好的綜合機械性能。
軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經調質和表面高頻淬火後，表面硬度可達50～58HRC，並具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可製造較高精度的軸。
精密工具機的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化後，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐衝擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。
40Cr廣泛用於機械製造，這種鋼的機械性能很好。這是一種中碳合金鋼，淬火性能好，40Cr可以淬硬至HRC45~52。所以如果需要提高表面硬度，又希望發揮40Cr優越的機械性能，常將40Cr調質後進行表面高頻淬火處理，硬度可達55-58HRC,這樣就能得到需要的高的表面硬度又保持了心部好的韌性。
40Cr彈性模量E(20℃) /MPa 200000～211700 ，切變模量G(20℃) 80800
淬火工藝
40Cr淬火850℃,油冷；回火220℃,水冷、油冷、空冷。40Cr表面淬火硬度為52-60HRC，火焰淬火能達到48-55HRC。
氮化處理
40Cr屬於可氮化鋼，其所含元素有利於氮化。40Cr經氮化處理後可獲得較高的表面硬度，40Cr調質後氮化處理硬度最高能達到72~78HRA，心部硬度達到43~55HRC。
氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調質－精加工－除應力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由於氮化層薄，並且較脆，因此要求有較高強度的心部組織，所以要先進行調質熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機械性能和氮化層質量。
焊接
40Cr焊接前注意預熱，以防止因基體散熱，造成焊縫內部激冷淬裂。焊接後調質前最好加一遍正火。
40Cr的焊接性：
結晶時易偏析，對結晶裂紋（一種熱裂紋）比較敏感，焊接時容易在弧坑和焊縫中凹下的部分開裂。含碳量較高，快冷時易得到對冷裂紋很敏感的淬硬組織（馬氏體組織）。過熱區在冷速較大時，很容易形成硬脆的高碳馬氏體而使過熱區脆化。
焊接工藝要點：
1、一般在退火（正火）狀態下進行焊接。
2、焊接方法不受限制
3、用較大線能量，適當提高預熱溫度，一般預熱溫度及層間溫度可控制在250～300℃之間。
4、焊接材料應保證熔敷金屬的成分與母材基本相同，如J107－Cr
5、焊後應及時進行調質熱處理。若及時進行調質處理有困難，可進行中間退火或在高於預熱的溫度下保溫一段時間，以排除擴散氫並軟化組織。 對結構複雜、焊縫較多的產品，可在焊完一定數量的焊縫後，進行一次中間退火。
生鐵屑保護擺動回火規範
（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，隨爐降溫，
（670±10）℃×2h，隨爐升溫，（710±10）℃×2h，再隨爐降溫，
（670±10）℃×2h，隨爐升溫, （710±10）℃×2h，隨爐降溫,
共3個循環， 再降溫至550℃，出爐空冷。處理後硬度153HBS。
交貨狀態
40Cr交貨狀態以熱處理(正火、退火或高溫回火)或不熱處理狀態交貨,交貨狀態應在契約中註明。
表示方法
① 鋼號開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管
②鋼中主要合金元素，除個別微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量<1.5%時，鋼號中一般只標出元素符號，而不標明含量，但在特殊情況下易致混淆者，在元素符號後亦可標以數字"1"，例如鋼號"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者鉻含量為0.4-0.6%，後者為0.9-1.2%，其餘成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符號後面應標明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。
③鋼中的釩V、鈦Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼號中標出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。
④高級優質鋼應在鋼號最後加"A"，以區別於一般優質鋼。
重量計算
◆扁鋼:每米重量(公斤)=0.00785×厚度×邊寬
◆管材:每米重量(公斤)=0.02466×壁厚×(外徑-壁厚)
◆板材:每米重量(公斤)=0.785×厚度
◆圓鋼:每米重量(公斤)=0.00617×直徑×直徑(注:螺紋鋼和圓鋼相同)
