不同截面42CrMo钢材热处理后的力学性能
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毛坯直径/mm |
热处理制度 |
取样位置 |
Rm |
ReL |
A |
Z |
KV2/J·cm-2 |
备注 |
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/MPa |
/% |
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55 |
850℃22min油淬，
540℃90min回火水冷
860℃60min油淬
540℃90min回火水冷
900℃油淬，600℃回火油冷 |
1/2R
中心
1/2R
中心
中心 |
762
788
806
765
905 |
574
556
638
599
- |
23.3
21.1
20.7
19.4
24 |
68.8
67.0
62.8
62.8
62.0 |
191
189
134
140
108（65）3 |
1
1
1
1
2 |
注： 1 .用钢成分（%）：0.43 C， 0.88Mn，1.09Cr，0.22Mo，1.017P，0.027S；
2 .用钢成分（%）：0.39C，1.11Cr，0.20Mo;
3 .括弧内为横向冲击值
作为机车的曲轴和连杆，材料的高强度和高韧性是必不可缺少的力学条件。另外连杆和曲轴的滑动摩擦会造成零件的烧损，这就要求材料还要有一定的耐热性。因此，在结构钢中，42CrMo无疑是最经济实用的材料。但是42CrMo的本身的含碳量决定了其在拥有良好的强度性能之外，还导致了材料的焊接性能较差。根据碳当量的计算公式CEQ(W)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15(%)可得出碳当量ceq高达0.88%，而在碳当量大于0.45%时，材料的淬硬倾向明显。
Cr与Fe形成连续固溶体，缩小奥氏体区域，减缓奥氏体的分解速度，能有效地提高钢的淬透性，但是含量高于1.5%时怎没有显著效果。Cr也是碳化物形成元素可形成金属间化合物σ相（FeCr），在焊接时若有σ相析出，会使冲击韧性下降，Cr也能增加低温和高温的回火稳定性，提高材料的耐磨性能，但是Cr能增加钢的回火脆性，并且Cr在钢中容易形成偏析，降低塑性。Cr促使钢的表面形成钝化膜，当有一定Cr时显著提高耐腐蚀性能（特别硝酸），若有铬碳化物析出则会造成耐腐蚀性能降低。
Mo（WMo=0.15~0.25%）在钢中可固溶于铁素体、奥氏体和碳化物中，可以调高钢的强度，是缩小奥氏体区域的元素，Mo的增加提高淬透性，使钢的强度和韧性得到一定的平衡。Mo还能增加钢的回火稳定性，作为单一元素存在时，增加回火脆性；与Cr共存时，Mo又降低其他元素所导致的回火脆性。
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