1.按化学成分分类
碳素钢按化学成分(即以含碳量)可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
(1) 低碳钢
又称软钢,含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,轴等。
(2) 中碳钢
碳量0.25%~0.60%的碳素钢。有镇静钢、半镇静钢、沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的最高硬度约为HRC55(HB538),σb为600~1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。
(3)高碳钢
常称工具钢,含碳量从0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。
军工特钢:
40CrNiMoA、45CrNiMoV、20Ni4Mo、30CrMnSiA、35CrMnSiA、38CrSi、12CrNi3A、20CrNi3A、30CrNi3A、34-37CrNi3A、34-37CrNi3MoA、PCrNiMoA、PCrNiMoA PCrNi3MoA 12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A 18-25Cr2NI4WA
热处理工艺
淬火工艺
40Cr淬火850℃,油冷;回火520℃,水冷、油冷。40Cr表面淬火硬度为HRC52-60,火焰淬火能达到HRC48-55。
软化处理
温度740~760℃,保温时间4~6h,以50~100℃/h的冷速,随炉降至温度≤600℃,出炉空冷.处理前硬度≤217HBS,处理后硬度≤163HBS。
摆动规范
(670±10)℃×2h,随炉升温,(710±10)℃×2h,随炉降温,(670±10)℃×2h,随炉升温,(710±10)℃×2h,再随炉降温,(670±10)℃×2h,随炉升温,(710±10)℃×2h,随炉降温,共3个循环,再降温至550℃,出炉空冷。处理后硬度153HBS.
调质处理规范
淬火温度850±10℃,油冷;回火温度520±10℃,水、油冷却。
氮化处理
40Cr属于可氮化钢,其所含元素有利于氮化。40Cr经氮化处理后可获得较高的表面硬度,40Cr调质后氮化处理硬度最高能达到HRA72~78,即HRC43~55。
氮化工件工艺路线:锻造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。由于氮化层薄,并且较脆,因此要求有较高强度的心部组织,所以要先进行调质热处理,获得回火索氏体,提高心部机械性能和氮化层质量。软氮化是活性氮化,当前比较常用的是气体氮化.