20Cr2Ni4A
§7-1 钢的合金化天津立兴金属制品有限公司022-26801886 13602061168 宋嫣然

在钢中加入合金元素后，钢的基本组元铁和碳与加入的合金元素会发生交互作用。钢的合金化目的是希望利用合金元素与铁、碳的相互作用和对铁碳相图及对钢的热处理的影响来改善钢的组织和性能
相互作用
合金元素与铁、碳的相互作用
合金元素加入钢中后，主要以三种形式存在钢中。即:与铁形成固溶体;与碳形成碳化物;在高合金钢中还可
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 几乎所有的合金元素(除)都可溶入铁中, 形成合金铁素体或合金按其对α-Fe或γ-Fe的作用, 可将合金元素分为扩大奥氏体相区和缩小奥氏体相区两大类。
扩大γ相区的元素-亦称奥氏体稳定化元素, 主要Ni、Co、C、N、Cu等, 它们使A3点(γ-Fe α-Fe的转变点)下降, A4点( γ-Fe的转变点)上升, 从而扩大γ-相的存在范围。其中Ni、M等加入到一定量后, 可使γ相区扩大到室温以下, 使α相区消失, 称为完全扩大γ相区元素。另外一些元素(如C、N、Cu等), 虽然扩大γ相区, 但不能扩大到室温, 故称之为部分扩大γ相区的元素。
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缩小γ相区元素--亦称铁素体稳定化元素, 主要有Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si、B、、等。它们使A3点上升, A4点下降(铬除外, 铬含量小于7%时, A3点下降; 大于7%后,A3点迅速上升), 从而缩小γ相区存在的范围, 使铁素体稳定区域扩大。按其作用不同可分为完全封闭γ相区的元素(如Cr、Mo、W、V、Ti、Al、Si等)和部分缩小γ相区的元素(如B、、等)。
2. 形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小, 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见非碳化物形成元素有:Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有:M、Cr、W、V、N、Z、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列)，它们在钢中一部分固溶于基体相中，一含量高时可形成新的合金碳化合物。对奥氏体和铁素体存在范围的影响
扩大或缩小γ相区的元素均同样扩大或缩小Fe-Fe3C相图中的γ相区, 且同样Ni或M的含量较多时, 可使钢在室温下得到单相 (如1Cr18Ni9和ZGMn13高锰钢等)， 而Cr、Ti、Si等超过一定含量时, 可使钢在室温获得单相铁素体组织 (如1Cr17Ti高铬等)。
对Fe-Fe3C相图临界点(S和E点)的影响
扩大γ相区的元素使Fe-Fe3C相图中的共析转变温度下降, 缩小γ相区的元素则使其上升, 并都使共析反应在一个温度范围内进行。几乎所有的合金元素都使共析点(S)和共晶点(E)的碳含量降低，即S点和E点左移, 强碳化物形成元素的作用尤为强烈。
合金元素对钢热处理的影响
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合金元素的加入会影响钢在热处理过程中的组织转变。
1. 合金元素对加热时相转变的影响
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合金元素影响加热时奥氏体形成的速度和奥氏体晶粒的大小。
(1)对奥氏体形成速度的影响: Cr、Mo、W、V等强碳化物形成元素与碳的亲合力大, 形成难溶于奥氏体的合金碳化物, 显著减慢奥氏体形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素, 因增大碳的扩散速度, 使奥氏体的形成速度加快;Al、Si、M等合金元素对奥氏体形成速度影响不大。
(2)对奥氏体晶粒大小的影响:大多数合金元素都有阻止奥氏体晶粒长大的作用, 但影响程度不同。强烈阻碍晶粒长大的元素有:V、

 

40Cr钢板40Cr合金钢板40Cr合金板

工程机械、矿山机械、煤矿机械、环保机械、冶金机械等制造企业舞钢 生产用于挖掘机、装载机、推土机铲斗板、刃板、侧刃板、刀片、破碎机衬板、叶片建设项目的 需要定扎，可供8-120mm厚宽至3900mm。舞钢产专用特殊钢(12MnNiVR、14Cr1MoR(H)、SA387Gr11(22)CL2、07MnNiMoVDR、NM400、NM500、SA203E、WDB620、15CrMoR、09MnNiDR、16MnDR、15MnNiDR、P355GH、16Mo3、13CrMo4-5、P265GH、P295GH、20g、16Mng、15CrMog、12CrMoVg、Q345R、19Mng、22Mng、13MnNiCrMoNbg、13MnNiMoNbR、15MnNbR、20R、16MnR、15MnVR 、13MnNiMoNbR、15MnNbR 、15MnVNiR、A515Gr60、A516Gr65、A515Gr70、A516Gr55 、A516Gr60、A516Gr65、A516Gr70、A537CL1、A537CL2、EQ56、EQ70、NVE690、E420、E550、WH70Q、(C、D、E、)、WH80QD、E)、WH100QD、WQ690D、WQ690E 、WQ700D、WQ700E、 Q690D、Q690E、A/SA533B、A/SA533C、SA514系列、SA514Q、SA514QF、SA514GrF、A514GrQ、A517GrQ、S690Q、S690QL、S890Q、S960Q、S960QL、WQ890D、WQ960C、WQ960D、WQ960E、WQ1100D/E等)锅炉及压力容器用钢板，造船及采油平台用钢板，耐磨钢，低合金高强度钢板，高强度高韧性钢板等。
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40Cr钢板是机械制造业使用广泛的钢之一，适于制作中型塑料模具。
40Cr钢板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Ф28~60mm,油淬时可淬透到Ф15~40mm。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HB174~229时，相对切削加工性为60%。该钢适于制作中型塑料模具。
执行标准
中国执行标准:GB/T3077-1999
美国执行标准:ASTM A29/A29M-04
日本执行标准:JIS G4053-2003
德国执行标准:EN 10083/1-1991
英国执行标准:EN 10083/1-1991
法国执行标准:EN 10083/1-1991
俄罗斯执行标准:TOCT 4543-71
按中国执行标准(GB/T3077-1999)
化学成分
C 0.37~0.44、Si 0.17~0.37、Mn 0.50~0.80、Cr0.80~1.10、Ni≤0.30
折叠 机械性能
试样毛坯尺寸(mm):25
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;冷却剂:水、油
抗拉强度(σb/MPa):≥980
屈服点(σs/MPa):≥785
断后伸长率(δ5/%):≥9
断面收缩率(ψ/%):≥45
冲击吸收功(Aku2/J):≥47
布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≤207
45钢属于GB699"(优质)碳素结构钢"，40Cr属于GB3077"合金结构钢"。区别就在于热处理以后。Cr在热处理中的主要作用是提高钢的淬透性。由于淬透性提高，淬火(或调质)处理后40Cr的强度、硬度、冲击韧性等机械性能也明显比45钢高，但也是由于淬透性强，在淬火时40Cr的内应力也就比45钢大，同样的条件下40Cr材料的工件开裂倾向也就比45钢材料的工件大。因此为避免工件开裂，40Cr淬火时大多选用导热性较低的油作为淬火介质(有时也用双液淬火法，俗话叫水淬油冷)，而45刚则用导热性较高的水作为淬火介质。

①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管②钢中主要合金元素，除个别合金元素外，一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时，钢号中一般只标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情况下易致混淆者，在元素符号后亦可标以数字"1"，例如钢号"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者铬含量为0.4-0.6%，后者为0.9-1.2%，其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。 ③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素，均属合金元素，虽然含量很低，仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%，硼为0.001-0.005%。 ④高级优质钢应在钢号 加"A"，以区别于一般优质钢。 圆钢:每米重量(公斤)=0.00617×直径×直径(注:螺纹钢和圆钢相同)
重量计算
扁钢:每米重量(公斤)=0.00785×厚度(mm)×边宽(mm) 管材:每米重量(公斤)=0.02466×壁厚(mm)×(外径-壁厚(mm)) 板材:每米重量(公斤)=0.785×厚度(mm)

 

 

40	9.86	140	121
42	10.9	150	139
45	12.5	160	158
48	14.2	170	178
50	15.4	180	200
53	17.3	190	223
55	18.6	200	247
56	19.3	220	298
58	20.7	250	385
60	22.2

250 mm × 118mm × 10mm 的工字钢每 m 重量。中查出该工字钢 t 为 13 ， R 为 10 ， r 为 5 ，则每 m 重量 = 0.00785 ×[250 ×10+2 ×13 × ( 118 –10 ) +0.615 × ( 10 2 –5 2 ) ]= 41.91kg

规格	高度	腿宽	腰厚	理重
10#	100	68	4.5	11.261
12#	120	74	5	13.987
14#	140	80	5.5	16.89
16#	160	88	6	20.513
18#	180	94	6.5	24.143
20#a	200	100	7	27.929
20#b	200	102	9	31.069
22#a	220	110	7.5	33.07
22#b	220	112	9.5	36.524
25#a	250	116	8	38.105
25#b	250	118	10	42.03