合金调质钢在汽车上有哪些应用

A. 40cr是什么材料

40Cr属于国标合金来结构源钢，执行标准：GB/T 3077-1999

40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。这是最常用的合金调质结构钢，用于制造承受中等负荷和中等速度工作条件下的机械零件，如汽车的转向节、后半轴及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；也可经调质并高频淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、螺钉、进气阀等；也可经淬火、中温或低温回火，制造承受重负荷的零件；又适用于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和要求低温韧性好的齿轮和轴。

40Cr化学成分如下图：

B. 钢板的合金调质钢

1. 用途
合金调质钢广泛用于制造汽车、拖拉机、机床和其它机器上的各种重要零件，如齿轮、轴类件、连杆、螺栓等。
2. 性能要求
调质件大多承受多种工作载荷，受力情况比较复杂，要求高的综合机械性能，即具有高的强度和良好的塑性、韧性。合金调质钢还要求有很好的淬透性。但不同零件受力情况不同，对淬透性的要求不一样。
3. 成分特点
(1) 中碳：碳含量一般在0.25%～0.50%之间，以0.4%居多；
(2) 加入提高淬透性的元素Cr、Mn、Ni、Si等：这些合金元素除了提高淬透性外，还能形成合金铁素体，提高钢的强度。如调质处理后的40Cr钢的性能比45钢的性能高很多；
(3) 加入防止第二类回火脆性的元素：含Ni、Cr、Mn的合金调质钢，高温回火慢冷时易产生第二类回火脆性。在钢中加入Mo、W可以防止第二类回火脆性，其适宜含量约为0.15%～0.30%Mo或0.8%～1.2%的W。
45钢与40Cr钢调质后性能的对比
钢号及热处理状态 截面尺寸/ mm sb/ MPa ss/MPa d5/ % y/% ak/kJ/m2
45钢 850℃水淬, 550℃回火 f50 700 500 15 45 700
40Cr钢 850℃油淬, 570℃回火 f50 (心部) 850 670 16 58 1000
4. 钢种及牌号
(1)40Cr低淬透性调质钢：这类钢的油淬临界直径为30mm～40mm，用于制造一般尺寸的重要零件。
(2)35CrMo中淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为40mm～60mm,加入钼不仅可提高淬透性，而且可防止第二类回火脆性。
(3)40CrNiMo高淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为60mm-100mm，多半是铬镍钢。铬镍钢中加入适当的钼，不但具有好的淬透性，还可消除第二类回火脆性。
5. 热处理和组织性能 合金调质钢的最终热处理是淬火加高温回火（调质处理）。合金调质钢淬透性较高，一般都用油，淬透性特别大时甚至可以空冷，这能减少热处理缺陷。
合金调质钢的最终性能决定于回火温度。一般采用500℃-650℃回火。通过选择回火温度，可以获得所要求的性能。为防止第二类回火脆性，回火后快冷（水冷或油冷），有利于韧性的提高。
合金调质钢常规热处理后的组织是回火索氏体。对于表面要求耐磨的零件（如齿轮、主轴），再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体。表面硬度可达55HRC～58HRC。
合金调质钢淬透调质后的屈服强度约为800MPa, 冲击韧性在800kJ/m2心部硬度可达22HRC～25HRC。若截面尺寸大而未淬透时，性能显著降低。

C. 合金调质钢常用牌号

合金调质钢在工业制造中广泛应用，其中常见的牌号包括:

40Cr钢是最广泛的选用材料，适用于制造如机床齿轮、主轴、花键轴、顶尖套等中小型调质件，对性能要求较高。

35CrMo钢适用于制造承受较大载荷和重要性的中大型调质件，例如汽轮机转子、重型汽车曲轴等，对强度和耐磨性有较高要求。

40CrNiMoA则适用于制作承受重载和大截面的高强度调质件，如挖掘机传动轴和卷板机轴，对材料的强度和稳定性有严格标准。

38CrMoAl作为氮化钢，其特点在于能提供高精度和表面耐磨性，适用于精密磨床主轴和精密镗床丝杠等精密部件制造，对尺寸精度和耐磨性能要求极高。

D. 机械结构用合金钢分类

机械结构用合金钢，按照其用途和热处理特性，可分为多种类型。其中，合金渗碳钢是通过渗碳淬火和低温回火后使用的，主要用于制造对性能要求高、尺寸大，且需承受强烈冲击和磨损的零件，如汽车变速箱齿轮和后桥齿轮。它具有耐磨、抗疲劳的渗碳层，以及心部有足够强度和韧性的特点。低、中、高淬透性合金渗碳钢分别适用于不同载荷条件的零件制造。

合金调质钢则通过调质处理后使用，主要用于制造承受复杂载荷的重要零件，如机床主轴和汽车底盘半轴。其性能取决于综合力学性能和韧性，成分一般在0.25%～0.50%的碳含量范围内。

合金弹簧钢用于制造弹簧和弹性零件，含碳量在0.5%～0.7%，需考虑塑性、韧性和疲劳强度。热处理包括热成形和冷成形弹簧钢，具体工艺根据弹簧尺寸调整。

滚动轴承钢是专用于轴承制造的高碳铬钢，确保高强度、耐磨性。大型轴承钢还需加入硅、锰等元素提高淬透性和性能。轴承钢热处理包括球化退火和淬火低温回火，以达到理想的硬度和组织。

耐磨钢，如高锰耐磨钢，含高碳和锰，主要用于耐磨损的机械零件，如拖拉机履带和挖掘机铲齿。其铸造后需进行水韧处理以提高耐磨性。

这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢。它是在优质碳素钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素，用来提高钢的强度、韧性和淬透性。这类钢通常要经过热处理后使用。主要包括常用的合金结构钢和合金弹簧钢两大类，其中包括调质处理的合金钢、表面硬化处理的合金钢、冷塑性成型用合金钢。按化学成分基本组成系统可分为Mn系钢、SiMn系钢、Cr系钢、CrMo系钢、CrNiMo系钢、Ni系钢、B系钢等