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36NiCr6 合金结构钢良好的综合力学性能(强度、韧性、淬透性)而被广泛用于制造承受较高应力的重要零件

发布日期:2025-11-24 09:54    点击次数:200

36NiCr6 是一种常见的合金结构钢,属于德标(DIN标准)牌号。它在中国的对应牌号通常是40CrNi(GB/T 3077标准)。这类钢因其良好的综合力学性能(强度、韧性、淬透性)而被广泛用于制造承受较高应力的重要零件。

以下是关于 36NiCr6 (40CrNi) 合金结构钢的详细介绍:

主要化学成分 (典型范围):

碳(C): 0.36% - 0.44% (提供强度和硬度基础)

硅(Si): ≤ 0.40% (脱氧剂,提高强度)

锰(Mn): 0.50% - 0.80% (提高淬透性和强度)

铬(Cr): 0.60% - 0.90% (提高淬透性、强度、耐磨性和抗回火软化能力)

镍(Ni): 1.00% - 1.40% (显著提高淬透性、韧性和低温韧性,降低韧脆转变温度)

磷(P): ≤ 0.035% (有害杂质,降低韧性)

硫(S): ≤ 0.035% (有害杂质,影响热加工性)

主要特性:

高强度: 经过适当热处理(通常是调质处理)后,能达到很高的强度和硬度。

良好的韧性: 镍的加入显著提高了钢的韧性,尤其是在低温下。

优异的淬透性: 铬、镍和锰的共同作用使其具有较好的淬透性,适合制造截面尺寸较大的零件。

良好的疲劳强度: 能够承受交变载荷。

耐磨性: 具有一定的耐磨性能。

加工性: 退火状态下可进行切削加工;热处理后硬度较高,加工相对困难。

焊接性: 焊接性中等。焊接前需预热,焊后通常需要进行去应力退火或重新调质处理,以防止裂纹和保证性能。

热处理:

退火: 通常在轧制或锻造后进行,目的是软化组织、降低硬度、改善切削加工性、消除内应力,为后续加工或最终热处理做准备。温度一般在 820°C - 850°C,炉冷。

正火: 细化晶粒,改善组织均匀性,为后续淬火做准备或作为最终热处理(要求不高时)。温度在 850°C - 880°C,空冷。

淬火: 获得高硬度的马氏体组织。典型淬火温度为 820°C - 860°C,常用油冷。

回火:

调质处理(淬火+高温回火): 这是最常用、最重要的热处理工艺。淬火后,在 500°C - 650°C 范围内进行回火(具体温度根据所需强度/韧性要求而定)。得到回火索氏体组织,使材料获得优异的综合力学性能(高强度、高韧性和良好塑性)。

低温回火: 淬火后在 150°C - 250°C 回火,得到回火马氏体。硬度最高,韧性较低,适用于要求高硬度和耐磨性、承受冲击较小的场合。

力学性能 (调质处理后 - 典型值):

抗拉强度 (Rm): ≥ 980 MPa (1000 N/mm²)

屈服强度 (Rp0.2): ≥ 785 MPa (800 N/mm²)

断后伸长率 (A): ≥ 10%

断面收缩率 (Z): ≥ 45%

冲击功 (KV2 - 室温): ≥ 55 J

硬度: 约 270 - 320 HB (取决于具体回火温度)

注:实际力学性能受具体化学成分波动、热处理工艺参数(温度、时间、冷却速度)、取样位置和方向、零件尺寸等因素影响,上述值为常见范围或最低要求。

应用领域 (典型零件):

凭借其优良的综合性能,36NiCr6 (40CrNi) 常用于制造承受较大载荷、冲击以及要求高强度和良好韧性的关键部件:

汽车工业: 曲轴、连杆、齿轮(如变速箱齿轮、后桥传动齿轮)、半轴、转向节、重要螺栓。

工程机械: 传动轴、齿轮、齿圈、液压杆、销轴。

通用机械: 主轴、蜗杆、凸轮轴、活塞杆、重要的连接螺栓和螺母。

石油化工设备: 泵轴、阀杆、钻铤。

其他: 需要高强度和高韧性的轴类、杆类零件。

合结钢的含义:

“合结钢”是“合金结构钢”的简称。

合金结构钢是指在碳素结构钢的基础上,有目的地加入一种或多种合金元素(如 Cr, Ni, Mo, V, W, Ti, B 等)以提高其力学性能(强度、韧性、淬透性、耐磨性等)或获得某些特殊性能(如耐热、耐低温、耐腐蚀)的钢种。

它们主要用于制造重要的机械零件和工程结构件,如轴、齿轮、连杆、螺栓、弹簧等。

总结:

36NiCr6 (40CrNi) 是一种中碳镍铬合金结构钢。它的核心优势在于通过调质处理后能获得非常优异的强度与韧性的结合(高综合力学性能) 以及良好的淬透性。这使得它成为制造承受重载、冲击载荷且要求高可靠性的关键零部件(如发动机曲轴、传动齿轮、重要轴类) 的理想材料选择之一。