不同截面42CrMo鋼材熱處理后的力學性能
毛坯直徑/mm |
熱處理制度 |
取樣位置 |
Rm |
ReL |
A |
Z |
KV2/J·cm-2 |
備注 |
/MPa |
/% |
|
|
55 |
850℃22min油淬,
540℃90min回火水冷
860℃60min油淬
540℃90min回火水冷
900℃油淬,600℃回火油冷 |
1/2R
中心
1/2R
中心
中心 |
762
788
806
765
905 |
574
556
638
599
- |
23.3
21.1
20.7
19.4
24 |
68.8
67.0
62.8
62.8
62.0 |
191
189
134
140
108(65)3 |
1
1
1
1
2 |
注: 1 .用鋼成分(%):0.43 C, 0.88Mn,1.09Cr,0.22Mo,1.017P,0.027S;
2 .用鋼成分(%):0.39C,1.11Cr,0.20Mo;
3 .括弧內為橫向沖擊值
作為機車的曲軸和連桿,材料的高強度和高韌性是必不可缺少的力學條件。另外連桿和曲軸的滑動摩擦會造成零件的燒損,這就要求材料還要有一定的耐熱性。因此,在結構鋼中,42CrMo無疑是最經濟實用的材料。但是42CrMo的本身的含碳量決定了其在擁有良好的強度性能之外,還導致了材料的焊接性能較差。根據碳當量的計算公式CEQ(W)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)可得出碳當量ceq高達0.88%,而在碳當量大于0.45%時,材料的淬硬傾向明顯。
Cr與Fe形成連續固溶體,縮小奧氏體區域,減緩奧氏體的分解速度,能有效地提高鋼的淬透性,但是含量高于1.5%時怎沒有顯著效果。Cr也是碳化物形成元素可形成金屬間化合物σ相(FeCr),在焊接時若有σ相析出,會使沖擊韌性下降,Cr也能增加低溫和高溫的回火穩定性,提高材料的耐磨性能,但是Cr能增加鋼的回火脆性,并且Cr在鋼中容易形成偏析,降低塑性。Cr促使鋼的表面形成鈍化膜,當有一定Cr時顯著提高耐腐蝕性能(特別硝酸),若有鉻碳化物析出則會造成耐腐蝕性能降低。
Mo(WMo=0.15~0.25%)在鋼中可固溶于鐵素體、奧氏體和碳化物中,可以調高鋼的強度,是縮小奧氏體區域的元素,Mo的增加提高淬透性,使鋼的強度和韌性得到一定的平衡。Mo還能增加鋼的回火穩定性,作為單一元素存在時,增加回火脆性;與Cr共存時,Mo又降低其他元素所導致的回火脆性。
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