ASTM A304-05(符合末端淬透性要求的碳素钢和合金钢棒材)
ASTM A304-05
符合末端淬透性要求的碳素钢和合金钢棒材
1范围
1.1 本标准适用于在末端淬火试验中能够获得规定淬透深度的不同化学成分和规格的合金钢、碳素钢、碳硼钢热加工钢棒。这些化学成分的表示法是在钢号后添加后缀字母“H”。
1.2本标准对不同于表1和表2所列的化学成分也加以规定。当供需双方同意时，也允许指定特殊的淬透性极限值。
1.3英寸—磅单位表示的数值为标准值。
2引用标准
2.1ASTM标准：
A29/29M碳素钢和合金钢热加工棒材一般要求
A108碳钢和合金钢冷加工棒材
A255钢的淬透性试验方法
E112 平均晶粒度试验方法
E527金属和合金编号方法（UNS）
3术语
本标准规定的术语定义：
3.1.1淬透性—当钢以不同的冷却速度进行淬火时，钢会发生不同程度硬化，这显示出钢在热处理条件下的相对淬透能力。相对淬透能力用定量方法测量，一般是将标准尺寸和形状的试样进行标准淬火，与此同时记录淬透的程度和深度。在末端淬火试验中，淬透深度是从试样淬火末端到给定硬度处的距离。
4订货内容
4.1按本标准订货的钢材应该包括以下内容，按适当顺序：
4.1.1数量（重量）
4.1.2材料名称（合金钢、碳钢或碳—硼钢）
4.1.3截面形状
4.1.4规格
4.1.5长度
4.1.6钢号
4.1.7末端淬透性（见第9部分）
4.1.8熔炼分析报告（如果有要求）
4.1.9特殊的平直度（如果有要求）
4.1.10ASTM名称和版本日期
4.1.11最终用途或特殊要求
4.1.12含铅钢（当有要求时）
注1—一个典型的订货内容描述如下：10000磅，合金钢棒，圆材，直径4.0英寸，长度10英尺，钢号1340H，J40/56=6/16英寸，要求熔炼分析，ASTM A304，出版日期——，涡轮。
4.2需方应指定所需的钢号，包括按表1或表2的规定，在钢号后加上字母“H”。
4.3淬透性带的极限值在图2-87中以绘图的形式表示并制成表格。为了统一标准，制表数值采用HRC洛氏硬度。对于20HRC以下硬度值没有规定，因为这个硬度值是在C级标度范围以下。图表表示适用于在末端淬火试验棒各个位置上和对于油淬或水淬圆棒各个位置所获得的硬度值。末端淬火距离和钢棒直径的关系是近似的，因而只应作为一个指导原则使用。
4.4一般按照以下段落中说明的A、B、C、D或E方法之一指定表格两点值。这些不同方法表示在图1中。
4.4.1方法A—在任一所需的距离上最小和最大硬度值。这种方法表示说明在图1中A-A点，并且可规定J3处为43-54HRC。显然选择的距离应是符合需方所用断面的末端淬火试验棒上的距离。
4.4.2方法B—出现所要求的硬度值的最小和最大距离。这种方法表示说明在图1中B-B点，并且可规定最小距离J4和最大距离J9处的硬度值为39HRC。如果要求的硬度值没有精确落在1/16英寸位置，选择的最小距离应是靠近淬火末端最近的1/16位置，最大距离应是远离淬火末端最近的1/16位置。
4.4.3方法C—在两个所要求的距离上的两个最大硬度值，表示在图1中C-C两点。
4.4.4方法D—在两个所要求的距离上的两个最小硬度值，表示在图1中D-D两点。
4.4.5方法E—任一最小硬度加上任一最大硬度。当淬透性按照以上A和E方法之一规定时，其它淬透性带是不适用的。
4.5如果需要的情况下，除了4.4.1-4.4.5中规定的两点之外，还可以规定距淬火末端1/16英寸处的最大和最小极限值。
4.6在需要规定淬透性带上两个以上的点（不包含1/16英寸距离处的最大和最小极限值）的情况下，在任一曲线上某一小段上的两点（不包含1/16英寸处）HRC值的允许偏差为惯例的允许偏差。这种偏差是必要的，因为各炉钢的曲线与标准的淬透性带极限值总有些不同，因此在曲线整个长度上的一个点或更多点处会稍有偏差。
5制造
5.1冶炼方法—钢材应由以下一种或几种最初冶炼方法来生产：平炉、碱性氧气炉或电炉冶炼。一次冶炼可以与炉外脱气或精炼相配合，并且随后可以通过使用电渣重熔进行二次冶炼或真空电弧重熔。采用二次冶炼时，一“炉”应解释为用一次冶炼的单独一炉钢重熔所得的全部钢锭。
5.2缓冷—热加工后立即进行，需要时可立即在适当条件下冷却到一个临界温度以下，以防止过快冷却造成的损害。
6一般要求
6.1按本标准供货的材料应符合A29/A29M或A108标准现行版本的使用要求，除非在本标准中另外说明。
7化学成分
7.1熔炼分析应符合表1和表2中需方规定钢号的化学成分的要求。
7.2当一种钢材按照表1和表2中的标准钢号没有规定，通过供需双方同意可以规定其它成分，一般地，淬透性带不应用这种成分。
7.3当生产方要求，需方同意时，其它钢材有能力满足需方规定的淬透性，可以代替需方规定的钢号供货。
8晶粒度要求
8.1钢材应符合A29/A29M较细奥氏体晶粒度要求。
8.2本标准规定的淬透性值是以细晶粒钢为依据，不适用于粗晶粒材料。如果要求粗晶粒钢，淬透性值应由供需双方协商。
9末端淬透性要求
9.1末端淬透性应符合需方订货中规定的要求。
9.2按照图2-87中规定钢号所适用的值规定淬透性值。规定淬透性方法见图1。
9.3经供需双方同意，可以要求特殊淬透性极限值，并应在需方订单中体现。
10试样
10.1数量和位置—试样的数量和位置应按照供方的标准实施，并应充分代表每炉钢的淬透性。
10.2热处理—所有锻制或轧制淬透性试样必须在试验前正火。浇铸试样不需正火。
11试验方法
11.1晶粒度—试验方法E112。
11.2末端淬火淬透性—试验方法A255。
12证明书和试验报告
12.1当合金钢规定完整的淬透性带时，为标明淬透性，可以按照距试样淬火末端下述距离列出硬度值：从1/16英寸到16/16英寸，然后是18/16、20/16、22/16、24/16、28/16和32/16英寸。
12.2试验方法A255的表2-18是根据试验方法A255的10.1中钢号的化学成分和名义直径计算淬透性。淬透性结果是首先以10/16（16mm）英寸，然后是12/16、14/16、16/16、18/16、20/16、24/16、28/16和32/16英寸而报告的。
注2—使用计算方法的淬透性报告不同于试验方法A255的6.4过程。
12.3对于碳素淬硬钢，距淬火末端距离可以按1/16或1/32标出（而不象合金钢那样只是1/16英寸）。为了避免误解，所有钢都采用1/16单位而不采用1/32英寸单位。当规定完整的淬透性带时，除了12.1列出的距离，也可以采用1/32英寸直至8。
13关键词
13.1合金钢棒材；碳素钢棒材；末端淬火淬透性；钢棒
翻译：杨柳
校对：真娟
表1合金淬透性钢化学成分要求
注1：平炉钢的最大磷含量和最大硫含量分别为0.035%和0.040%。电炉钢（代号之前有字母“E”）最大磷含量和最大硫含量为0.025%。
注2：合金钢中存在有少量的不是规定的，也不是要求的某些元素。这些元素均似为次要元素，其最大含量如下：铜，0.35%；镍，0.25%；铬，0.20%；钼，0.06%。
注3：本标列出的化学成分的范围和极限值应符合标准A29所列的成品分析的允许偏差。
注4可以生产铅含量为0.15-0.35%的标准的淬硬钢。这样的钢的表示法为在牌号的第二个数字和第三个数字之间加上字母“L”，例如，41L40H。铅含量报告的范围一般为0.15-0.35%。
UNS代号A 牌号化学成分，%
C Mn Si Ni Cr Mo
UNS代号A 牌号化学成分，%
C Mn Si Ni Cr Mo
A新代号系按照 E527和SAE J1086“金属和合金数字编号的推荐实施方法”确定的。
B硫含量的范围为0.035-0.050%。
C可以预料这些钢的最小硼含量为0.0005%。
D钒含量的范围为0.10-0.15%。
E最小的钒含量为0.15%。
表2碳素淬硬钢化学成分要求A
UNS代号A 牌号化学成分，%
C Mn P（不大于） S（不大于） Si
A可以生产铅含量范围为0.15-0.35的标准的淬硬钢。这样的钢的标制法为在牌号的第二个数字和第三个数字之间加上字母“L”，例如15L22H。铅含量的报告范围一般为0.15-0.35%。
B新代号系按照 E527和SAE J1086“金属和合金数字编号的推荐实施方法”确定的。
C可以预料这些钢的最小硼含量为0.0005%。
淬透性带
淬火硬度相同的圆棒的直径在圆棒上的位置淬火
3.8 表面用水
1.1
2.0 2.9
3.8
4.8
5.8
6.7 距中心3/4半径软
0.7 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 3.9 中心淬火
0.8 1.8 2.5 3.0 3.4 3.8 表面用油
0.5 1.0 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 4.0 距中心3/4半径软
HRC 0.2 0.6 1.0 1.4 1.7 2.0 2.4 2.8 3.1 中心淬火
距淬火末端的距离，×1/16英寸
方法图中的点末端淬透性的例子
A 在规定距离处最小和最大的硬度 A-A J3为HRC43-54
B 在最小距离处和最大距离处的硬度值 B-B J4（最小）和J9（最大）为HRC39
C在两个规定的距离处的两个最大的硬度值 C-C J5为HRC50（最大）J12为HRC34（最大）D 在两个距离处的两个最小的硬度值 D-D J5为HRC35（最小）J16为HRC21（最小）E任何最小的硬度值和任何最大的硬度值 E-E J6为HRC32（最小）J10为HRC37（最小）
图1规定淬透性要求所用方法举例（订货时用表中列出的硬度值）
20CrMnTi渗碳钢和40Cr对比
20CrMnTi 与40Cr力学性能对比分析报告一：20CrMnTi是一种渗碳钢，齿轮钢，合金结构钢。渗碳齿轮钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢，多用于轴类零件并进行渗碳或进行调质但不能进行渗氮（注意渗氮常用于中合金钢，中碳含Cr钢，淬层深一般为0.1-0.3，表面硬度700-900HV），渗碳淬火后具有良好的耐磨性和抗弯强度，有较高的低温冲击韧度。汽车上多用其制造传动齿轮，是中淬透性渗碳钢中Cr Mn Ti 钢系列。其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，常用于要求强度和韧性均较高的轴（如齿轮轴，蜗杆等）特别是具有较高的低温冲击韧性，但是在高温和腐蚀条件下工作的轴应选用耐热钢和不锈钢1Cr18Ni9Ti,在结构形状复杂的轴常选用球墨铸铁。20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢，它具有良好的加工切削性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。主要用途有：常用于齿轮，轴类，汽车三叉万向节，活塞类零配件以及汽车，飞机等各种特殊零件部位。20CrMnTi 淬火+低温回火后，综合力学性能和低温冲击韧度良好，渗碳后具有良好的耐磨和抗弯强度，热处理工艺简单，热加工和冷加工性较好，但高温回火时有回火脆性倾向。 20CrMnTi工艺路线为：下料，锻造，正火，粗加工，(渗碳，淬火+低温回火，)或调质，精加工或磨削。（锻造件优于同等条件下的铸件）一般渗碳层深度为0.8-1.2毫米，深度渗碳可达2毫米或更深，渗碳后表面硬度可达HRC58-63，心部硬度可达HRC30-42,渗碳可提高零件强度，耐磨性和冲击韧性，以延长零件寿命。 渗碳层深度范围工艺参数： 1.热处理后不需磨制零件：0.7-1.1；1.0-1.4；1.2-1.6mm 2.热处理后需磨制零件：0.6-1.0；0.8-1.2；1.0-1.4 轴表面淬火处理后的淬硬层深度与性能要求，工作条件及淬硬层深度之间的关系： 1.用于耐磨，载荷型不大条件下，淬硬层深度0.5-1.5； 2.用于耐磨载荷较大或有冲击载荷下，淬硬层深度2.0-6.5 3.用于抗疲劳，周期性弯曲或扭转下，淬硬层深度3.0-12. 2. 20CrMnTi特性及适用范围： 是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳+淬火+低温回火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面<300mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在300mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等, 20CrMnTi焊接性比40Cr好，40Cr焊接前注意预热，以防止因基体散热，造成焊缝内部激冷淬裂。焊接后调质前最好加一遍正火。结晶时易偏析，对结晶裂纹（一种热裂纹）比较敏感，在温度低时焊接时容易在弧坑和焊缝中凹下的部分开裂。含碳量较高，快冷时易得到对冷裂纹很敏感的淬硬组织（马氏体组织）。过热区在冷速较大时，很容易形成硬脆的高碳马氏体而使过热区脆化。
碳钢和合金钢
碳钢和合金钢 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
第九章碳钢及合金钢 (工业用钢) 第一节工业用钢的分类及牌号表示方法 钢是经济建设中使用最广、用量最大的金属材料，在现代工农业生产中占有重要地位。 碳钢：含碳量在%～%之间的铁碳合金称为碳素钢，简称碳钢。 合金钢：在碳钢的基础上特意地加入一种或几种合金元素，使其使用性能和工艺性能得以提高的铁基的合金称为合金钢。 钢中除铁、碳及合金元素外，还有炼钢时随生铁、脱氧剂和燃料带入的硅、锰、硫、磷、氮、氢、氧等元素。 钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下几种： 一、钢材的品种 为便于采购、订货和管理，我国目前将钢材按外形分为型材、板材、管材、金属制品四大类，共十六大品种： 1．型材 钢轨、型钢（圆钢、方钢、扁钢、六角钢、工字钢、槽钢、角钢及螺纹钢等）、线材（直径 5-10毫米的圆钢和盘条）等。 2．板材 薄钢板：厚度等于和小于 4毫米的钢板； 厚钢板：厚度大于 4毫米的钢板；又可分为中板（厚度大于4mm小于20mm）、厚板（厚度大于20mm小于60mm）、特厚板（厚度大于60mm）；
钢带：也叫带钢，实际上是长而窄并成卷供应的薄钢板； 电工硅钢薄板：也叫硅钢片或矽钢片。 3．管材 无缝钢管：用热轧、热轧—冷拔或挤压等方法生产的管壁无接缝的钢管； 焊接钢管：将钢板或钢带卷曲成型，然后焊接制成的钢管。 4．金属制品：包括钢丝、钢丝绳、钢绞线等。 二、钢的分类 钢的种类繁多，为了便于生产、使用和研究，可以按照化学成分、冶金质量和用途对钢进行分类。 1．按化学成分分类。碳钢、合金钢两大类。 碳钢：低碳钢（Wc＜%）、中碳钢（Wc=%～%）和高碳钢（Wc>%） 合金钢：按钢中含合金元素总量（Me%）分为低合金钢（Me<5%）、中合金钢（Me=5～10%）和高合金钢（Me>10%）。 按合金元素的种类可分为锰钢、铬钢、硼钢、铬镍钢、硅锰钢等。 2．按冶金质量分类。按钢中所含有害杂质硫、磷的多少，可分为： 普通钢：S%≤%，P%≤% 优质钢：S%、P%≤% 高级优质钢：S%≤%，P%≤% 此外，按冶炼时脱氧程度，可将钢分为沸腾钢（脱氧不完全）、镇静钢（脱氧较完全）和半镇静钢三类。 3．按金相组织分类 按钢退火态的金相组织可分为亚共析钢、共析钢、过共析钢三种。
碳素钢与合金钢
碳素钢与合金钢的区别 钢是泛指铁碳合金,或者叫做碳元素在晶体铁中的固溶体. 20 30 35 40 45号钢分别表示含碳量为0.2%、0.3%、0.35%、0.45%的优质碳素钢 所谓碳素钢,即除了铁元素外,材料中一般只有碳硅锰磷硫这五大天然元素，而再没有添加其他合金元素. 合金钢,是钢中除了铁和五大天然元素以外,还人为添加了另外的合金元素,以改变或者提高钢的某些特性.如CrNiMnMoWVB等。 可以理解为，碳素钢不含有其他合金元素；含有其他合金元素的钢即是合金钢。 马氏体不锈钢： 强度高，但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。锻造、冲压后需退火。铁素体不锈钢： 含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。 奥氏体不锈钢： 含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的C<0.08%，钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性、耐蚀性能和无磁或弱磁性，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等，另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷或风冷，以获得单相奥氏体组织。
渗碳钢
四、渗碳钢 渗碳钢是用于制造渗碳零件的钢种。常用渗碳钢的牌号、化学成分、热处理、性能及用途如表6~8所示。 1、用途渗碳钢主要用于制造要求高耐磨性、承受高接触应力和冲击载荷的重要零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮，内燃机上凸轮轴、活塞销等。 2、性能要求①表面具有高硬度和高耐磨性，心部具有足够的韧性和强度，即表硬里韧； ②具有良好的热处理工艺性能，如高的淬透性和渗碳能力，在高的渗碳温度下，奥氏体晶粒长大倾向小以便于渗碳后直接淬火。 3、成分特点①低碳：含碳量一般为0.1~0.25%，以保证心部有足够的塑性和韧性，碳高则心部韧性下降。②合金元素：主加元素为Cr、Mn、Ni、B等，它们的主要作用是提高钢的淬透性，从而提高心部的强度和韧性；辅加元素为W、Mo、V、Ti等强碳化物形成元素，这些元素通过形成稳定的碳化物来细化奥氏体晶粒，同时还能提高渗碳层的耐磨性。 4、热处理和组织特点渗碳件一般的工艺路线为：下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火+低温回火→磨削。渗碳温度为900~950℃，渗碳后的热处理通常采用直接淬火加低温回火，但对渗碳时易过热的钢种如20、20Mn2等，渗碳后需先正火，以消除晶粒粗大的过热组织，然后再淬火和低温回火。淬火温度一般为Ac1+30~50℃。使用状态下的组织为：表面是高碳回火马氏体加颗粒状碳化物加少量残余奥氏体（硬度达HRC58~62），心部是低碳回火马氏体加铁素体（淬透）或铁素体加托氏体（未淬透）。 5、常用钢种 根据淬透性不同，可将渗碳钢分为三类。 ①低淬透性渗碳钢：典型钢种如20、20Cr等，其淬透性和心部强度均较低，水中临界直径不超过20~35mm。只适用于制造受冲击载荷较小的耐磨件，如小轴、小齿轮、活塞销等。 ②中淬透性渗碳钢：典型钢种如20CrMnTi等，其淬透性较高，油中临界直径约为25~60mm，力学性能和工艺性能良好，大量用于制造承受高速中载、抗冲击和耐磨损的零件，如汽车、拖拉机的变速齿轮、离合器轴等。 ③高淬透性渗碳钢：典型钢种如18Cr2Ni4W A等，其油中临界直径大于100mm，且具有良好的韧性，主要用于制造大截面、高载荷的重要耐磨件，如飞机、坦克的曲轴和齿轮等。
碳素钢及合金钢的焊接
6 碳素钢及合金钢的焊接 6.1 一般规定 6.1.1 本章适用于含碳量小于或等于0.30%的碳素钢、低合金结构钢、低温钢、耐热钢、不锈钢、耐热耐蚀高合金钢现场焊接设备和管道的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊、埋弧焊及氧乙炔焊。 6.1.2 焊缝的设置应避开应力集中区，便于焊接和热处理，并应符合下列规定： 6.1.2.1 钢板卷管或设备、容器的筒节与筒节、筒节与封头组对时，相邻两纵向焊缝间的距离应大于壁厚的3倍，且不应小于100 mm，同一筒节上两相邻纵缝间的距离不应小于200 mm； 6.1.2.2 加热炉受热面管子的焊缝中心与管子弯曲起点、联箱外壁及支、吊架边缘的距离不应小于70 mm；同一直管段上两个对接焊缝间的距离不应小于150 mm； 6.1.2.3除焊接及成型管件外的其他管子对接焊缝的中心到管子弯曲起点的距离不应 小于管子外径，且不应小于l00 mm；管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于50 mm。同一直管段上两对接焊缝中心面间的距离：当公称直径大于或等于150mm时不应小于150mm；公称直径小于150mm时不应小于管子外径； 6.1.2.4 不宜在焊缝及其边缘上开孔，当不可避免时，应符合本规范第11.3.9条的规定。 6.1.3焊缝的坡口形式和尺寸应符合设计文件和焊接作业指导书的规定。当无规定时，埋弧焊焊缝坡口形式及尺寸应符合现行国家标准《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB 986的规定，其他焊缝坡口形式和尺寸应符合本规范附录C第C.0.1条的规定。 6.2 焊前准备 6.2.1焊件的切割和坡口加工宜采用机械方法，也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法，在采用热加工方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。 6.2.2焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于l o mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。 6.2.3除设计规定需进行冷拉伸或冷压缩的管道外，焊件不得进行强行组对。 6.2.4 管于或管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm； 6.2.5设备、容器对接焊缝组对时的错边量应符合表6.2.5及下列规定。 6.2.5.1只能从单面焊接的纵向和环向焊缝，其内壁最大错边量不应超过2mm； 6.2.5.2 复合钢板组对时，应以复层表面为基准，错边量不应超过钢板复层厚度的50%，且不应大于1mm。 6.2.6 不等厚对接焊件组对时，薄件端面应位于厚件端面之内。当内壁错边量超过本规范第6.2.4条及第6.2.5条规定或外壁错边量大于3nim时，应对焊件进行加工(图6.2.6)。
钢的淬透性曲线的测定
钢的淬透性曲线的测定 一、实验目的与要求 1．建立淬透性的概念，熟悉测定结构钢淬透性的方法。 2．了解淬透性及淬透性曲线在热处理工艺上的一些应用。 二、实验设备及材料 1. 设备：箱式电阻加热炉；端淬装置。 2. 材料：45钢和40Cr钢制成的标准端淬试样若干个。 三、实验原理 所谓钢的淬透性，是指钢在淬火时获得马氏体的能力。它是钢材本身固有的一个属性。 淬透性的大小是用淬透层深度来表示的。从理论上讲，淬透性应以全部马氏体（或含少量残余奥氏体)组织的深度来定。但实际土，要用测硬度的办法来确定这一深度很困难。因为当马氏体组织中含有少量非马氏体组织时，在硬度值上并无明显变化。只有当钢中含有50％马氏体组织时，硬度才会发生明显变化，且在宏观腐蚀时，此区域又是白亮层与未硬化区的分界，容易确认。因此，在实践中人为地把工件表面到半马氏体组织的深度作为淬透层深度。半马氏体组织的硬度主要取决于钢的含碳量。图1-3表明了含碳量与半马氏体组织硬度的关系。 钢的淬透性的大小对其热处理后的机械性能有很大的影响，对合理选材及正确制定热处理工艺都是十分重要的。 影响钢的淬透性的因素很多，如钢的化学成分、奥氏体化温度及钢的原始组织等。 应当指出，钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念。淬硬性是指钢淬火后获得马氏体的最大硬度值，与钢的含碳量有关，含磷量高，淬硬性相应就好。 四、实验内容及步骤 一）内容：45钢末端淬透性实验。 试样按GB225-63中规定了试样的形状和尺寸 （见图3-1）。
图3-1 端淬试验原理图 二）步骤： 1. 将试样按热处理工艺规范进行加热并保温后，迅速从炉中取出，放在顶端淬火器上（见图2-1）。同时打开喷水阀门进行喷水，喷水时间不应少于10分钟，水温应保持在10—30℃，自由水柱高度以65mm 为准 2. 淬火后将试样圆柱表面相对称的两侧各磨去0.4mm 的深度，以得到两个相互平行的平面。磨制过程中要进行冷却，以免试样产生回火而影响硬度的测量。 3. 用洛氏硬度计从试样末端起每隔1.5mm 测其硬度值。当硬度值下降趋于平稳时，可每隔3mm 测量一次。一般约测到40—50mm 处 4. 根据实验测得的数据，绘制硬度值（纵坐标）与水冷端距离（横坐标） 曲线，即钢的淬透性曲线，如图3-2所示。由于材料的化学成分有一定的波动，硬度值也在一定范围内变化，因此淬透性曲线通常为淬透性带。 至水冷端距离：mm 含碳量：％ 图3-2 淬透性曲线 图 3-3 含碳量与半马氏体硬度的关系 钢的淬透性以“d HRC J ”表示。其中J 表示末端淬透性试验，d 表示距试样末端的距离，HRC 是指在距离d 处所测得的硬度值（即指该钢的半马氏体硬度)。末端淬火实验测得的淬透性曲线并不能直接用来确定钢的临界直径。而临界直径又是衡量钢的淬透性的重要标准。为此，还需借助其它图表进行换算。 5. 根据实验测得的d 值，再利用图3-4，查出钢的实际淬火临界直径D 临。 图3-4是圆棒700oC 时，在水中和油中淬火时，其截面不同位置与端淬距离的关系图。
碳素钢和低合金钢的定义
碳钢 主要指力学性能取决于钢中的碳含量，而一般不添加大量的合金元素的钢，有时也称为普碳钢或碳素钢。 碳钢也叫碳素钢，指含炭量WC小于2%的铁碳合金。 碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。 按用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类，碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器制造结构钢两种； 按冶炼方法可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢； 按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（T Z）； 按含碳量可以把碳钢分为低碳钢（WC ≤ 0.25%）,中碳钢（WC0.25%—0.6%）和高碳钢（WC>0.6%）； 按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢（含磷、硫较高）、优质碳素钢（含磷、硫较低）和高级优质钢（含磷、硫更低）和特级优质钢。 一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也越高，但塑性较低。 按国际标准，把钢区分为非合金钢和合金钢两大类，非合金钢是通常叫做碳素钢的一大钢类，钢中除了铁和碳以外，还含有炉料带入的少量合金元素Mn、Si、Al，杂质元素P、S及气体N、H、O等。合金钢则是为了获得某种物理、化学或力学特性而有意添加了一定量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并对杂质和有害元素加以控制的另一类钢。 原则上讲，合金钢分为低合金钢、中合金钢和高合金钢，顾名思义，以含有合金元素的总量来加以区分，总量低于3%称为低合金钢，5～10%为中合金钢，大于10%为高合金钢。在国内习惯上又将特殊质量的碳素钢和合金钢称为特殊钢，全国31家特钢企业专门生产这类钢，如优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、碳素弹簧钢、合金弹簧钢、轴承钢、不锈钢、耐热钢、电工钢，还包括高温合金、耐蚀合金和精密合金等等。在钢的分类上，近年虽努力向国际通用标准靠拢，但还有许多不同之处。 ①随着特钢向“特”、“精”、“高”发展，向深加工方向延伸，特钢的领域越来越窄。美国特钢协会将特钢定位在工模具钢、不锈钢、电工钢、高温合金和镍合金。日本把结构钢和高强度钢归并在特钢范畴。随着我国普钢企业的技术改造和工艺进步，特钢企业的产品领域也在缩小，1999年普钢厂已生产特钢产品总量的34%。 ②国外的低合金钢，实际上是我们所熟悉的低合金高强度钢，属于特殊钢范畴，在美国叫做高强度低合金钢（HSLA—Steel），俄罗斯及东欧各国称为低合金建筑钢，日本命名为高张力钢。而在国内，首先是把低合金钢划入了普钢范围，概念上的区别导致在产品质量上的差异。在名称上也几经变化，如低合金建筑钢、普通低合金钢、低合金结构钢，至1994年叫做低合金高强度结构钢（GB/T1591—94）。到目前为止，从发表的资料文献来看，低合金钢的名称仍然随着国家、企业和作者而异。
结构钢的淬透性曲线测定
结构钢的淬透性曲线测定（3学时） 一、实验目的 1、学会用末端淬火法测定钢的淬透性曲线。 2、学会确定钢的“临界淬透直径”的方法。 二、实验内容： 1、概述： 钢的淬透性是指钢在淬火时所能得到的淬硬层深度大小的能力，淬硬层是指有钢的表面至半马氏体区的深度。它决定了钢淬火后，从表面到心部硬度的分布情况。它是钢的一种热处理工艺性能，它已成为机械设计时合理的选择钢材和生产上正确制定热处理工艺的主要依据之一。 半马氏体区的深度取决于钢的含碳量，图5—1为不同含碳量的碳钢的半马氏体的硬度。由图可知半马氏体区的深度随含碳量的增加而有规律性的提高。 按国家标准规定淬透性的测定方法有以下两种： 1）、碳素工具钢淬透性试验法（GB227—63）；按断口状态评定淬透性的一种方法 2）、结构钢末端淬透性试验法（GB225—63）。适用于碳素及一般合金结构钢。 本实验为结构钢末端淬透性试验。 图5—1 图5—2 图5—3 （1）、碳素工具钢淬透性试验法（GB227—63）；按断口状态评定淬透性的一种方法，（2）、结构钢末端淬透性试验法（GB225—63）。适用于碳素及一般合金结构钢。 本实验为结构钢末端淬透性试验。 2、末端淬透性实验法： 末端淬透性试验通常用于测定碳素结构钢及一般合金结构钢的淬透性供实验用的试样，在标准中已作了规定，其尺寸与加工精度如 图5—2所示： 试样放在控温准确的电炉中加热，淬火加热温度应与该钢种标准技术条件中规定的淬火温度为准，保温时间为30分钟。加热试样自炉内取出至水淬开始时间不得超过5秒钟淬火时试样应放在特殊支架上冷却，如图5—3所示。试样支架必须保证在淬火过程水柱垂直向上喷射在试样末中心部位，试样顶端至喷水口距离为12.5毫米，喷水口直径为12.5毫米，在淬火过程中注意不能让水溅到试样侧面。为了保证冷却条件一致，必须事先调整好水柱的自由高度65±10毫米，支架上有水应事先擦干，淬火过程中水压要稳定，水淬时间不得少于10分钟。 淬火后的试样沿圆柱表面纵向相对的两边磨去0.3—0.5毫米的深度，以获得相互平行的两个面，便于测定硬度。在磨制过程中要进行冷却，以免试样回火影响硬度测量。进行硬
美国常用的齿轮渗碳钢化学成份
美国常用的齿轮渗碳钢化学成份(%) 标准: AISI SAE 钢号 C Si Mn P S Ni Cr Mo 4118H 0.17～0.23 0.20～0.35 0.60～1.00 ＜0.040 ＜0.040 - 0.35～0.65 0.08～0.15 4320H 0.16～0.23 0.20～0.35 0.40～0.70 ＜0.040 ＜0.040 1.50～2.00 0.35～0.65 0.20～0.30 4620H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.40～0.70 ＜0.040 ＜0.040 1.50～2.00 - 0.20～0.30 4720H 0.17～0.23 0.20～0.35 0.45～0.75 ＜0.040 ＜0.040 0.85～1.25 0.30～0.60 0.15～0.25 4820H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.45～0.75 ＜0.040 ＜0.040 3.20～3.80 - 0.20～0.30 8620H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.60～0.95 ＜0.040 ＜0.040 0.35～0.75 0.35～0.65 0.15～0.25 6720H 0.17～0.24 0.20～0.35 0.60～0.95 ＜0.040 ＜0.040 0.35～0.75 0.35～0.65 0.20～0.30 8822H 0.19～0.25 0.20～0.35 0.70～1.05 ＜0.040 ＜0.040 0.35～0.75 0.35～0.65 0.30～0.40 9310H 0.01～0.14 0.20～0.35 0.40～0.70 ＜0.040 ＜0.040 2.05～3.55 1.00～1.45 0.08～0.15
钢的渗碳和渗氮
钢的渗碳---就是将低碳钢在具有丰富碳的介质中加热到高温(一般为900--950C),使活性碳原子渗入钢的表面,以获得高碳的渗层组织。随后经淬火和低温回火,使表面具有高的硬度、耐磨性及疲劳抗力,而心部仍保持足够的强度和韧性。 渗碳钢的化学成分特点 : (1)渗碳钢的含碳量一般都在0.15--0.25％范围内,对于重载的渗碳体,可以提高到 0.25--0.30％,以使心部在淬火及低温回火后仍具有足够的塑性和韧性。但含碳量不能太低,否则就不能保证一定的强度。 (2)合金元素在渗碳钢中的作用是提高淬透性,细化晶粒,强化固溶体,影响渗层中的含碳量、渗层厚度及组织。在渗碳钢中通常加入的合金元素有锰、铬、镍、钼、钨、钒、硼等。 常用渗碳钢可以分碳素渗碳钢和合金渗碳钢两大类。 (1)碳素渗碳钢中,用得最多的是15和20钢,它们经渗碳和热处理后表面硬度可达 56--62HRC。但由于淬透性较低,只适用于心部强度要求不高、受力小、承受磨损的小型零件,如轴套、链条等。 (2)低合金渗碳钢如20Cr、20Cr2MnVB、20Mn2TiB等,其渗透性和心部强度均较碳素渗碳钢高,可用于制造一般机械中的较为重要的渗碳件,如汽车、拖拉机中的齿轮、活塞销等。 (3)中合金渗碳钢如20Cr2Ni4、18Cr2N4W、15Si3MoWV等,由于具有很高的淬透性和较高的强度及韧性,主要用以制造截面较大、承载较重、受力复杂的零件,如航空发动机的齿轮、轴等。 固体渗碳;液体渗碳;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2％,层深为0.5--2.0mm。 渗碳后的热处理---渗碳工件实际上应看作是由一种表面与中心含量相差悬殊码复合材料。渗碳只能改变工件表面的含碳量,而其表面以及心部的最终强化则必须经过适当的热处理才能实现。渗碳后的工件均需进行淬火和低温回火。淬火的目的是使在表面形成高碳马氏体或高碳马氏体和细粒状碳化物组织。低温回火温度为150--200C 。 渗碳零件注意事项: (1)渗碳前的预处理正火--目的是改善材料原始组织、减少带状、消除魏氏组织,使表面粗糙度变细,消除材料流线不合理状态。正火工艺;用860--980C空冷。 (2)渗碳后需进行机械加工的工件,硬度不应高于30HRC。 (3)对于有薄壁沟槽的渗碳淬火零件,薄壁沟槽处不能先于渗碳之前加工。 (4)不得用镀锌的方法防渗碳。 防止渗碳方法： (1)加大余量法---在不需要渗碳的部位预先留出一定的加工余量,其留量比渗碳层深度大一倍以上。渗碳后先车去渗碳层再转淬火。 (2)镀铜法---在不需渗碳的部位电镀一层0.02--0.04mm的铜,铜层要致密,不得暴露原金属。 (3)涂料法---在不需渗碳的部位涂上防渗涂料。 (4)工装法----自制专用工装,把不需渗碳的部位封闭密封。 钢的渗氮---(强化渗氮;抗蚀渗氮)使氮原子渗入钢的表面,形成富氮硬化层的一种化学热处理工艺。与渗碳相比，渗氮处理后零件具有:高的硬度和耐磨性,高的疲劳强度,较高的抗咬合性,较高的抗蚀性,渗氮过程在钢的相变温度以下(450-600C)进行,因而变形小,体积稍有胀大。缺点是周期长(一般气体渗氮土艺的渗氮时间长达数十到100h)、成本高、渗层薄(一般为0.5mm左右)而脆,不能承受太大问接触应力和冲击载荷。 渗氮用钢---从理论上讲,所有的钢铁材料都能渗氮。但我们只将那些适用可渗氮处理并能获
碳钢及普通低合金钢的焊接
碳钢及普通低合金钢的焊接 1.什么是碳素钢？常用的有哪几种？ 答：碳素钢也叫碳钢。常用焊接的有低碳钢（含C≤0.25%）和中碳钢 （含C=0.25%--0.60%）；优质碳素结构钢（08、10、15、20、25、30、35、40、45）2.为什么叫普通低合金钢？它们是如何分类的？ 答：在普通低合金钢中，除碳以外，还含有少量其他元素，如：锰、硅 、钒、钼、钛、铝、铌、铜、硼、磷、稀土等，性能发生变化，得到比一般碳钢更优良的性能，如：高强度钢、耐蚀钢、低温钢、耐热钢等。 3.什么是金属材料的机械性能？ 答：强度、硬度、朔性、韧性、耐疲劳和蠕变性能等。 4.什么是钢材的工艺性能？ 答：钢材承受各种冷热加工的能力，如：可切削性、可锻性、可铸性和可焊接性等。 5.什么是金属的焊接性？ 答：在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。包括两方面的内容： 一是接合性能，又称工艺可焊性；二是使用性能，又称使用可焊性。 6.为什么ER50-6实心焊丝使用十分普遍？它适合哪些钢材？ 答：ER50-6实心焊丝（如：唐山神钢MG-51T）适合的钢材有： 〈1〉普通碳素结构钢：Q215 Q235 Q255 Q275 〈2〉优质碳素结构钢： 08 10 15 20 25 30 35 40 45 15Mn 20Mn 25Mn 30Mn 35Mn 〈3〉碳素铸钢：ZG200-400H ZG230-450H ZG275-485H 〈4〉压力容器用碳素钢： 20R 〈5〉锅炉用碳素钢： 20g 〈6〉桥梁用碳素结构钢： 16q 〈7〉核压力容器用碳素钢： 20HR 〈8〉汽车制造用碳素结构钢： 08Al 15Al 〈9〉普通低合金高强度结构钢：Q295 （09MnV、09MnNb、09Mn2） Q345 （14MnNb、16Mn、16MnRE）Q390 （15MnV、15MnTi、16MnNb） Q420 （15MnVN、14MnVTiRE） 〈10〉船体用低合金高强度结构钢 AH32 DH32 EH32 AH36 〈11〉压力容器用低合金高强度结构钢 16MnR 15MnVR 15MnVNR 〈12〉锅炉用低合金高强度结构钢 16Mng 19Mng 22Mng 〈13〉桥梁用低合金高强度结构钢 16Mnq（16MnCuq）15MnVq 15MnVNq 〈14〉石油天然气管道用低合金高强度结构钢 S290 S315 S360 S380 S415 7.为什么低合金高强钢会出现裂纹？有哪些影响因素？ 答：随含碳量和合金元素的增加，产生冷裂纹的敏感性增加。产生冷裂纹的三要素是：〈1〉焊接接头中产生淬硬的马氏体组织〈2〉焊接接头中扩散氢〔H〕含量高 〈3〉焊接接头中有较高的残余应力 8.为什么防止冷裂纹要采取工艺措施？ 答：防止冷裂纹要采取的工艺措施有： 〈1〉建立低氢的焊接环境 〈2〉制定合理的焊接工艺和焊接顺序
中国古代的钢铁渗碳和渗氮技术全解
中国古代的钢铁渗碳和渗氮技术 我国是最古老的文明古国之一,在金属热处理技术发展史上,我国古代先民做出过杰出的贡献,取得了许多伟大的成就。在化学热处理方面,我国先民依靠自己的聪明才智,发展了多种工艺,包括渗碳、渗氮、碳氮共渗等。这些技术的发展,推动了我国古代金属材料的应用和对材料的表面改性,形成了具有特色的古代热处理技术。本文在文献史料和考古成果综合分析的基础上,力图反映我国古代钢铁渗碳和渗氮技术状况,并提出一些分析见解,以求同行较全面准确地认识古代化学热处理的发展历程。限于热处理考古属交叉领域,不当之处在所难免,望予以指正。 1 钢铁渗碳技术 1．1 固体渗碳 固体渗碳是将工件埋入固体渗碳物质中进行处理的工艺,它是最古老的热处理技术之一。从公元前18世纪一直到18世纪,固体渗碳都是西方钢铁增碳的主流手段。因此在国外产生了多种不同的固体渗碳工艺,大体可分为灼烧法、焖熬法和层叠法。其渗碳工艺水平相当高,甚至在17世纪以后还开发出固体渗碳专用的窑炉和箱式炉。我国古代除了拥有传统的灼烧法固体渗碳方法以外,古文献中还描述了焖熬法固体渗碳方法。
1．1．1 灼烧法固体渗碳 一般认为人工冶铁的发源地是两河流域北部、土耳其及其附近地区。该地有很多的铁矿,而铜矿又较少。在靠近土耳其的Changar Ba zar镇出土的匕首柄,其年代可定为公元前2700年以前。而根据报道,在Gizeh的大金字塔内遗存一块铁板,使人工冶炼金属铁板的年代提前到公元前2761年以前。这些人工冶铁器件是将铁矿石还原后经锻接的产物。人工冶铁的初级产品是海绵铁,它是由铁矿石在约1200℃的木炭火的温度下还原出来的,海绵铁是杂质含量很高的松散、柔软的金属块,其杂质主要有未还原的氧化铁、铁橄榄石、木炭粉等,为了用它制作器物,只有将其反复加热锻打、去渣、聚块、分散杂质后,才能获得可以造型的熟铁,这种熟铁通常被称为块炼铁。海绵铁的加热往往是在灼热的木炭中进行,其时铁被埋在木炭之间,在铁的作用下,未完全燃烧的一氧化碳发生分解,分解的活性碳形成高的碳势,铁在碳势气氛中,自然而然地被渗碳。这种不自觉的固体渗碳可以认为基本是与块炼铁同时出现的,可以说这是金属化学热处理的开端。 对中国冶铁术的起源年代有很大的争议,迄今为止,我国发掘的年代最久远的块炼铁制品可能是新疆哈密三堡焉不拉克墓地出土的公元前1300年的弧背直刃刀。我国出土的较早的铁器还有和静察吾乎沟口一号墓地中出土的公元前1000年左右的铁器残片和河南三门峡市上村岭虢国西周晚期墓葬中发掘出土的公元前9至8世纪的铜茎玉柄铁剑等。也就是说在我国不自觉地应用固体渗碳工艺可能始于公
钢的淬透性影响因素
钢材的淬透性是指钢在一定条件下淬火时获得淬透层（马氏体层）深度的能力，主要与钢的过冷奥氏体稳定性和钢的临界冷却速度有关。 钢淬透性的影响因素 1.化学成分的组成：首先从元素来看，提高淬透性的元素有C、MN、P、SI、NI、CR、MO、B、CU、SN、AS、SB、BE、N；而降低淬透性的元素有S、V、TI、CO、NB、TA、W、TE、ER、S E；对淬透性影响不大的元素有（AI）。而这其中，尤以C元素影响最大，它有一个临界点，当碳含量大于百分之1.2的时候，钢材的冷却速度就升高，C曲线左移，淬透性也就发生下降。当碳含量小鱼百分之1.2的时候，随着钢中碳浓度的升高，其冷却速度也显著降低，那么C曲线也就发生右移，钢的淬透性也就增大了。 2.热处理过程中冷却介质的冷却特性和冷却速度：在热处理过程中，冷却速度的快与慢大大影响着钢的淬透性能的高低。简单来说，冷却速度快的，淬透性就提高，冷却速度慢的，淬透性就降低。我们常用的45钢就是一个很好的例子，在水中冷却时，可淬透11一20毫米，在油中冷却时，可淬透3．5―9．5毫米，这其中就是因为介质的不同导致其冷却速度的差异。 3.零件的加工尺寸大小：钢材产品尺寸的大小也在一定程度上影响着钢的淬透性的高低。 钢淬透性对变形量的淬裂性影响的大小 钢的淬透性对对变形的影响比较小而对于淬裂则影响非常大。 淬透性与淬硬性的区别 首先我们先来看下两个名词的定义。淬透性上面已经提到过了，而淬硬性又叫可硬性，是指钢在正常淬火条件下，以超过临界淬火速度冷却所形成的马氏体组织能够达到的最高硬度。它主要与钢的含碳量有关。更确切地说，它取决于淬火加热时固溶于奥氏体中的含碳量。其中，淬透性取决于其本身的内在因素（如化学成分、纯净度、晶粒度、组织均匀性等），而与外部因素无关；而钢的淬硬层厚度除取决于淬透性外，还与所采用的淬冷介质，工件尺寸、形貌、质量效应等外部因素有关。 影响钢的淬硬性的主要因素是; 1.钢的含碳量; 2.钢中Cr,Si,B等能提高淬透性的合金元素的含量.
渗碳钢的渗碳淬火指定标准hes
渗碳钢的渗碳淬火指定标准 HES A 3014-99A（版本号：1） 1 范围 本标准指定了渗碳钢（*1）零件的渗碳淬火的热处理标准。 注（*1）：渗碳钢是指表1所示的钢种。 注（*2）S20C钢、SCr钢及SCM钢请查阅HES C 006。 注（*3）SPCC钢请查阅JIS G 3141。 注（*4）SPHC钢请查阅JIS G 3131。 备注：使用表1以外的钢种时，必须与材料热处理部门协商。 2 渗碳层深度的指定标准 渗碳层深度的指定标准见附表1。渗碳层深度是指成品零件的有效硬化层深度（*5）。但对碳素钢，渗碳层深度不是指有效硬化层深度，而是指用显微镜方法等判定的总硬化层深度（*6）。注（*5）有效硬化层深度，是指从硬化层的表面到硬度为HV513处的距离。 注（*6）总硬化层深度，是指从硬化层的表面到已无法用化学或物理性质的差异将硬化层中心部与其它部分加以区分处的距离。 3 渗碳部位的标准表面硬度 渗碳部位的标准表面硬度见附表1。 4防渗碳部位的允许渗碳层深度 当图面上没有指示防渗碳部位的允许渗碳层深度时，请按附表1。 备注1）当要求允许渗碳层深度的值小于附表1的规定值时，须在HES A 3013规定的热处理指定项目表的备注栏中填出所要求的深度。 例：防渗碳部位允许渗碳层深度应0.3以下。 备注2）当要求完全防渗碳时，应在热处理指定项目表的备注栏中填写此项要求。 例：螺纹部应完全防渗碳。 5 内部硬度的指定标准 5.1 渗碳淬火零件（齿轮类除外）的内部硬度。 渗碳淬火零件（齿轮类除外）的内部硬度应在参考图面指示的基础上确定，且应符合附表2。 5.2 渗碳淬火的齿轮以及有强度要求的重要零件的内部硬度。 渗碳淬火的齿轮以及有强度要求的零件的内部硬度，不论何种材料都应为HRC25～40（或
钢的淬透性的测定
端淬试验机测定钢淬透性的方法 一、试验要求 1.了解测定淬透性的一般方法； 2.熟悉并利用端淬试验法测定钢的淬透性； 3.建立淬透性的概念及对热处理工艺的作用。 二、试验原理 钢的淬透性是表示钢获得马氏体的能力，是钢本身所固有的属性。 淬透性与淬硬性是两个概念，淬硬性是钢的表面由于马氏体转变所能得到最大硬度，它与钢的含碳量有关。 在生产实践中人们通常把工件表面到半马氏体组织区域的深度作为淬透层深度。钢的淬透性与淬火临界冷却速度有着密切的关系，而淬火临界冷却速度的大小又取决于钢的过冷奥氏体的稳定性，因此，凡是影响过冷奥氏体稳定性的诸因素，都会影响钢的淬透性。 淬透性的大小对钢材热处理的机械性能有很大的影响。如果工件被淬透了，则表里的组织和性能均匀一致，能充分发挥钢的机械性能的潜力，如工件未淬透，则表面的组织和性能存在差异，经回火后的屈服强度和冲击韧性较低。造成这种差别的重要原因在于：在淬火时，中心未淬透部分形成了非马氏体组织，回火后仍保持其片状组织特性；而在表面获得马氏体的部分，经回火后为粒状碳化物分布在铁素体基体上的混合组织，综合性能较好。 由上所述，淬透性的大小对钢材的合理选用及热处理工艺的正确制定都是十分重要的。 目前，测定钢的淬透性方法很多，常用的方法有两种： 三、淬透性的测定
1.断口法： 从淬透层和未淬透层的宏观断口观察，可以较明显的分成两部分，淬透层呈暗黑色。从硬度分布来看，因为碳钢的半马氏体区的硬度与碳含量有关（合金钢的半马氏体硬度一般比碳钢略高一些）见表1 不同含碳量半马氏体区硬度 表一 含碳量％ 半马氏体区硬度HRC 含碳量％ 半马氏体区硬度HRC 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 — 32 35 39 44 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 47 51 53 54 — 在同样尺寸同样冷却条件下，通过硬度测定，可以测出不同钢由表层至至中心的硬度分 布情况，比较它们截面上硬度分布曲线，就可以知道它们淬透层的深度及淬透性的好坏，图1为φ50毫米的40Cr 钢与40＃钢水淬后的截面硬度分布曲线。
渗碳钢20CrMnTi
1简要介绍 牌号：20CrMnTi 执行标准：GB/T 3077-1999[1] ●特性及适用范围： 是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面<30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。是18CrMnTi 的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在30mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等。 2化学成分
硅Si：0.17～0.37 ●力学性能：
5热处理规范 ●热处理规范及金相组织： 热处理规范：淬火:第一次880℃,第二次870℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷。 详细的热处理规范与力学性能: 试样毛坯尺寸/mm: 15
20CrMnTi圆钢 热处理|淬火|加热温度/℃|第一次淬火: 880 热处理|淬火|加热温度/℃|第二次淬火: 870 热处理|淬火|冷却剂: 油 热处理|回火|加热温度/℃: 200 热处理|回火|冷却剂: 水、空 力学性能|抗拉强度σb/MPa|≥: 1080 力学性能|屈服点σs/MPa|≥: 850 力学性能|伸长率δ5(%)|≥: 10 力学性能|面缩率ψ(%)|≥: 45 力学性能|冲击吸收功AKV/J|≥: 55 交货状态硬度HBS|≥: 217 ●热处理规范及金相组织： 热处理规范：淬火:第一次880℃,第二次870℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷； 金相组织：回火马氏体。 ●交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。 ●20CrMnTi的密度及弹性模量： 密度:7.8×103kg/m3弹性模量:207GPa泊松比:0.25导热率:1.26×10-51/℃ ●20CrMnTi正火 20CrMnTi正火，20CrMnTi钢材在加热860℃保温速冷到680℃保温后空冷的等温正火工艺与加热960℃保温后雾冷的高温正火工艺，两种工艺相对比不同之处及作用. 6表示方法 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，除个别微合金元素外，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
渗碳钢技术条件-Cr系
本标准是《渗碳钢技术条件》系列标准的第一项。该系列标准的预计结构由五项标准组成，名称如下： 渗碳钢技术条件Cr系列 渗碳钢技术条件Mn-Cr系列 渗碳钢技术条件Cr-Mn-Ti系列 渗碳钢技术条件Cr-Mo系列 渗碳钢技术条件Cr-Ni-Mo系列。 本标准由中国第一汽车集团公司技术中心提出并归口。 本标准由中国第一汽车集团公司技术中心材料部金属研究室负责起草。 本标准主要起草人：曹正、徐香秋、杨林、杨冬。 渗碳钢技术条件 Cr系列 1范围 本标准规定了Cr系列渗碳钢的技术要求。 本标准适用于中国第一汽车集团公司各专业厂及配套厂产品的设计和制造。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 225 钢的淬透性末端淬火试验方法 GB 702 热轧圆钢和尺寸、外形、重量及允许偏差 GB 908 锻制圆钢和尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 1979 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 3077 合金结构钢技术条件 GB 10561 钢中非金属夹杂物显微评定方法 YB/T 5148 金属平均晶粒度测定法 3尺寸、外形、重量 尺寸、外形、重量及允许偏差按GB 702、GB 908中第二组的规定执行。 4技术要求 4.1钢材氧含量≤20ppm。 4.2牌号及化学成分应符合表1中的要求。 4.3电炉或转炉冶炼，模铸钢锭轧制比大于三比一；连铸钢锭轧制比大于五比一，钢材以热轧状态交货。 4.4非金属夹杂物按GB 10561中JK分级标准检验，应达到表2中的要求：
钢碳钢和合金钢(终审稿)
钢碳钢和合金钢 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-
碳素钢1.概述 钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。 碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。 为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti 等），这种钢称为合金钢。 合金钢的分类方法有多种，常见的有以下两种。 （1）按用途分类分为三类： 合金结构钢，用于制造各种性能要求更高的机械零件和工程构件； 合金结构钢，用于制造各种性能要求更高的刃具、量具和模具； 特殊性能钢，具有特殊物理和化学性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等。（2）铵合金元素总含量多少分类分为三类： 低合金钢，合金元素总含量小于5%； 中合金钢，合金元素总含量为5%～10%； 高合金钢，合金元素总含量大于10%。 2．合金钢牌号的表示方法 合金钢是按钢材的含碳量以及所含合金元素的种类和数量编号的。 ①钢号首部是表示含碳量以及所含合金结构钢与碳素结构钢相同，以万分之一的碳作为单位，如首部数字为45，则表示平均含碳量为0.45%；合金工具钢以千分之一的碳作为单位，如首部数字为5，则表示平均含碳量为0.5%。
②在表示含碳量的数字后面，用元素的化学符号表示出所含的合金元素。合金元素的含量以百分之几表示，当平均含量小于1.5%时，只标明元素符号，不标含量。如25Mn2V，表示平均含碳量为0.25%，含锰量约为2%，含钒量小于1.5%的合金结构钢。又如9SiCr，表示平均含碳量为0.9%，含硅、铬都少于1.5%的合金工具钢。 ③对于含碳量超过1.0%的合金工具钢，则在牌号中不表示含碳量。如CrWMn钢，表示含碳量大于1.0%并含有铬、钨、锰三种合金元素的合金工具钢。但也有特例，高速钢的含碳量小于1.0%，牌号中也不表示含碳量。如W18Cr4V钢，其含碳量仅为0.7%～0.8%。 ④特殊性能钢牌号中也不表示方法基本上与合金工具钢相同。如2Cr13，表示平均含碳量为0.2%，含铬量约为13%的不锈钢。 ⑤有些特殊用钢，则用专门的表示方法，如滚动轴承钢，其牌号以G表示，不标含碳量，铬的平均含量用千分之几表示。如GCr15，表示含铬量为1.5%的滚动轴承钢。 ⑥对于高级优质钢，在钢号末尾加一个“A”字，如38CrMoAIA。 低合金工具钢中常用的有9Mn2v、9SiCr、CrWMn等。9SiCr可用于制作丝锥、板牙等。由于铬、硅同时加入，淬透性明显提高，油淬直径可达40~50mm；同时还能强化铁素体，尤其是硅的强化作用显着；另外Cr还能细化碳化物，使之均匀分部，因而耐磨性提高，不易崩刀；Si还能提高回火稳定性，使钢在250~300℃仍能保持HRC60以上。9SiCr可采用分级或等温淬火，以减少变形，因而常用于指作形状复杂的、要求变形小的刀具。 硅使钢在加热时容易脱碳，退火后硬度偏高（HB217~241），造成切削加工困难，热处理时要予以注意。