40Cr:中國GB的标準鋼号-中文百科頻道

基本信息

化學成分

C:0.37~0.44

Si:0.17~0.37

Mn:0.50~0.80

Cr:0.80~1.10

Ni:≤0.30

P:≤0.035

S:≤0.035

Cu:≤0.030

力學性能

試樣毛坯尺寸（mm）：25

熱處理

第一次淬火加熱溫度（℃）：850；冷卻劑：油

第二次淬火加熱溫度（℃）

回火加熱溫度（℃）：520；

抗拉強度（σb/MPa）：≥980

屈服點（σs/MPa）：≥785

斷後伸長率（δ5/%）：≥9

斷面收縮率（ψ/%）：≥45

沖擊吸收功（Aku2/J）：≥47

布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高溫回火狀态）：≤207

介紹

【參考對應鋼号】

我國GB的标準鋼号是40Cr、德國DIN标準材料編号1.17035/1.7045、德國DIN标準鋼号41Cr4/42Gr4、英國EN标準鋼号18、英國BS标準鋼号41Cr4、法國AFNOR标準鋼号42C4、法國NF标準鋼号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标準鋼号41Cr4、比利時NBN标準鋼号42Cr4、瑞典SS标準鋼号2245、美國AISI/SAE/ASTM标準鋼号5140、日本JIS标準鋼号SCr440(H)/SCr440、國際标準化組織ISO标準鋼号41Cr4。

【臨界點溫度】

（近似值）Acm=780℃

【正火規範】

溫度850~870℃，硬度179~229HBS。

【冷壓毛坯軟化處理規範】

溫度740~760℃，保溫時間4~6h，再以5~10℃/h的冷速，降溫到≤600℃，出爐空冷。

處理前硬度≤217HBS，軟化後硬度≤163HBS。

【生鐵屑保護擺動回火規範】

（670±10）℃×2h，随爐升溫，（710±10）℃×2h，随爐降溫，（670±10）℃×2h，随爐升溫，（710±10）℃×2h，再随爐降溫，（670±10）℃×2h，随爐升溫,（710±10）℃×2h，随爐降溫,共3個循環，再降溫至550℃，出爐空冷。處理後硬度153HBS。

【調質處理規範】

淬火溫度850℃±10℃，油冷；回火溫度520℃±10℃，水、油空冷。

調質硬度

40Cr調質以後的硬度大概在HRC32-36之間,也就是說大概HB301-340之間

40Cr--830-860℃油淬-->55HRC

150℃回火--55HRC

200℃回火--53HRC

300℃回火--51HRC

400℃回火--43HRC

500℃回火--34HRC

550℃回火--32HRC

600℃回火--28HRC

650℃回火--24HRC

特性用途

特性

中碳調制鋼，冷镦模具鋼。該鋼價格适中，加工容易，經适當的熱處理以後可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進組織球化，改進硬度小于160HBS毛坯的切削性能。在溫度550~570℃進行回火，該鋼具有最佳的綜合力學性能。該鋼的淬透性高于45鋼，适合于高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。

用途

這種鋼經調質後用于制造承受中等負荷及中等速度工作的機械零件，如汽車的轉向節、後半軸以及機床上的齒輪、軸、蝸杆、花鍵軸、頂尖套等；經淬火及中溫回火後用于制造承受高負荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉子、滑塊、套環等；經淬火及低溫回火後用于制造承受重負荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實體厚度在25mm以下的零件，如蝸杆、主軸、軸、套環等。

經調質并高頻表面淬火後用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷子、連杆、螺釘、螺帽、進氣閥等。此外，這種鋼又适于制造進行碳氮共滲處理的各種傳動零件，如直徑較大和低溫韌性好的齒輪和軸。

【供貨狀态及硬度】

退火态，硬度≤207HBS。

40cr軸類零件

軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、内孔和螺紋及相應的端面所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。

軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細長軸，大多數軸介于兩者之間。

軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準，它們的精度和表面質量一般要求較高，其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：

(一)尺寸精度起支承作用的軸頸為了确定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高（IT5～IT7）。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低（IT6～IT9）。

(二)幾何形狀精度軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應将其公差限制在尺寸公差範圍内。對精度要求較高的内外圓表面，應在圖紙上标注其允許偏差。

(三)相互位置精度軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，并産生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～0.03mm，高精度軸（如主軸）通常為0.001～0.005mm。

(四)表面粗糙度一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm，與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。

毛坯和材料

(一)軸類零件的毛坯軸類零件可根據使用要求、生産類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。

根據生産規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生産多采用自由鍛，大批大量生産時采用模鍛。

(二)軸類零件的材料軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規範（如調質、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。

40Cr是軸類零件的常用材料，它價格便宜經過調質（或正火）後，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火後表面硬度可達45～52HRC。

40Cr等合金結構鋼适用于中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火後，具有較好的綜合機械性能。

軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn，經調質和表面高頻淬火後，表面硬度可達50～58HRC，并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。

精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐标镗床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化後，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。

40Cr廣泛用于機械制造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能比45鋼好，40Cr可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發揮40Cr優越的機械性能，常将40Cr表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度。

工藝

淬火工藝

40Cr淬火850℃,油冷；回火520℃,水冷、油冷。40Cr表面淬火硬度為HRC52-60，火焰淬火能達到HRC48-55。

氮化處理

40Cr屬于可氮化鋼，其所含元素有利于氮化。40Cr經氮化處理後可獲得較高的表面硬度，40Cr調質後氮化處理硬度最高能達到HRA72~78，即HRC43~55。

氮化工件工藝路線：鍛造－退火－粗加工－調質－精加工－除應力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由于氮化層薄，并且較脆，因此要求有較高強度的心部組織，所以要先進行調質熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機械性能和氮化層質量。軟氮化是活性氮化,現在比較常用的是氣體氮化。

焊接

40Cr焊接前注意預熱，以防止因基體散熱，造成焊縫内部激冷淬裂。焊接後調質前最好加一遍正火。

40Cr的焊接性

結晶時易偏析，對結晶裂紋（一種熱裂紋）比較敏感，焊接時容易在弧坑和焊縫中凹下的部分開裂。含碳量較高，快冷時易得到對冷裂紋很敏感的淬硬組織（馬氏體組織）。過熱區在冷速較大時，很容易形成硬脆的高碳馬氏體而使過熱區脆化。

焊接工藝要點

1、一般在退火（正火）狀态下進行焊接。

2、焊接方法不受限制

3、用較大線能量，适當提高預熱溫度，一般預熱溫度及層間溫度可控制在250～300℃之間。

4、焊接材料應保證熔敷金屬的成分與母材基本相同。

5、焊後應及時進行調質熱處理。若及時進行調質處理有困難，可進行中間退火或在高于預熱的溫度下保溫一段時間，以排除擴散氫并軟化組織。對結構複雜、焊縫較多的産品，可在焊完一定數量的焊縫後，進行一次中間退火。

生鐵屑保護擺動回火規範（670±10）℃×2h，随爐升溫，（710±10）℃×2h，随爐降溫，（670±10）℃×2h，随爐升溫，（710±10）℃×2h，再随爐降溫，（670±10）℃×2h，随爐升溫,（710±10）℃×2h，随爐降溫,共3個循環，再降溫至550℃，出爐空冷。處理後硬度153HBS。

表示方法

①鋼号開頭的兩位數字表示鋼的碳含量，以平均碳含量的萬分之幾表示，如40Cr、25Cr2MoVA合金管

②鋼中主要合金元素，除個别微合金元素外，一般以百分之幾表示。當平均合金含量<1.5%時，鋼号中一般隻标出元素符号，而不标明含量，但在特殊情況下易緻混淆者，在元素符号後亦可标以數字"1"，例如鋼号"12CrMoV"和"12Cr1MoV"，前者鉻含量為0.4-0.6%，後者為0.9-1.2%，其馀成分全部相同。當合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……時，在元素符号後面應标明含量，可相應表示為2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。

③鋼中的釩V、钛Ti、鋁AL、硼B、稀土RE等合金元素，均屬微合金元素，雖然含量很低，仍應在鋼号中标出。例如20MnVB鋼中。釩為0.07-0.12%，硼為0.001-0.005%。

④高級優質鋼應在鋼号最後加"A"，以區别于一般優質鋼。