A3,42CrMo,40Cr,45號鋼鋼種區別

2021-03-04 09:50:07 字數 4899 閱讀 3802

a3鋼是過去的叫法,現在雖然還在用,但已限於口語,在書面檔案中最好別用,它是甲類鋼,這類鋼生產廠家出廠時只保證機械效能而不保證化學成份,所以雜質成份如s、p可能多一點,其含碳量在0.2%左右,大致相當於20號鋼,與新標準中q235相當。

焊接:由於低碳鋼含碳量低,錳、矽含量也少,所以,通常情況下不會因焊接而產生嚴重硬化組織或淬火組織。低碳鋼焊後的接頭塑性和衝擊韌度良好,焊接時,一般不需預熱、控制層間溫度和後熱,焊後也不必採用熱處理改善組織,整個焊接過程不必採取特殊的工藝措施,焊接性優良。

45#,即45號鋼,由於良好的加工效能和多方位的處理工藝而成為鋼材中最常用的加工材料。   是gb中的叫法,jis中稱為:s45c,astm中稱為1045,080m46,din稱為:

c45 。國內常叫45號鋼,也有叫「油鋼」。一般,市場現貨熱軋居多。

冷軋規格1.0~4.0mm之間。

  45,指此種材質中碳的含量,含碳量0.45%左右。

屬優質碳素結構鋼,可以做模具鋼使用

未經熱處理的一般hb140-200;調質後的一般25~35hrc;淬火後可達40~50hrc。

焊接:45號鋼的焊接,焊接工藝分析

⑴預熱 預熱有利於減低中碳鋼熱影響區的最高硬度,防止產生冷裂紋,這是焊接中碳鋼的主要工藝措施,預熱還能改善接頭塑性,減小焊後殘餘應力。通常,35和45鋼的預熱溫度為150~250℃含碳量再高或者因厚度和剛度很大,裂紋傾向大時,可將預熱溫度提高至250~400℃。  若焊件太大,整體預熱有困難時,可進行區域性預熱,區域性預熱的加熱範圍為焊口兩側各150~200mm。

  ⑵焊條條件許可時優先選用鹼性焊條。  ⑶坡口形式將焊件盡量開成u形坡口式進行焊接。如果是鑄件缺陷,鏟挖出的坡口外形應圓滑,其目的是減少母材熔入焊縫金屬中的比例,以降低焊縫中的含碳量,防止裂紋產生。

  ⑷焊接工藝引數由於母材熔化到第一層焊縫金屬中的比例最高達30%左右,所以第一層焊縫焊接時,應盡量採用小電流、慢焊接速度,以減小母材的熔深。  ⑸焊後熱處理焊後最好對焊件立即進行消除應力熱處理,特別是對於大厚度焊件、高剛性結構件以及嚴厲條件下(動載荷或衝擊載荷)工作的焊件更應如此。消除應力的回火溫度為600~650℃。

  若焊後不能進行消除應力熱處理,應立即進行後熱處理。  焊接工藝基礎知識焊接是通過加熱、加壓,或兩者並用,使兩工件產生原子間結合的加工工藝和聯接方式。焊接應用廣泛,既可用於金屬,也可用於非金屬。

  金屬焊接方法有40種以上,主要分為熔焊、壓焊和釺焊三大類。   熔焊是在焊接過程中將工件介面加熱至熔化狀態,不加壓力完成焊接的方法。熔焊時,熱源將待焊兩工件介面處迅速加熱熔化,形成熔池。

熔池隨熱源向前移動,冷卻後形成連續焊縫而將兩工件連線成為一體。   在熔焊過程中,如果大氣與高溫的熔池直接接觸,大氣中的氧就會氧化金屬和各種合金元素。大氣中的氮、水蒸汽等進入熔池,還會在隨後冷卻過程中在焊縫中形成氣孔、夾渣、裂紋等缺陷,惡化焊縫的質量和效能。

  為了提高焊接質量,人們研究出了各種保護方法。例如,氣體保護電弧焊就是用氬、二氧化碳等氣體隔絕大氣,以保護焊接時的電弧和熔池率;又如鋼材焊接時,在焊條藥皮中加入對氧親和力大的鈦鐵粉進行脫氧,就可以保護焊條中有益元素錳、矽等免於氧化而進入熔池,冷卻後獲得優質焊縫。   壓焊是在加壓條件下,使兩工件在固態下實現原子間結合,又稱固態焊接。

常用的壓焊工藝是電阻對焊,當電流通過兩工件的連線端時,該處因電阻很大而溫度上公升,當加熱至塑性狀態時,在軸向壓力作用下連線成為一體。   各種壓焊方法的共同特點是在焊接過程中施加壓力而不加填充材料。多數壓焊方法如擴散焊、高頻焊、冷壓焊等都沒有熔化過程,因而沒有象熔焊那樣的有益合金元素燒損,和有害元素侵入焊縫的問題,從而簡化了焊接過程,也改善了焊接安全衛生條件。

同時由於加熱溫度比熔焊低、加熱時間短,因而熱影響區小。許多難以用熔化焊焊接的材料,往往可以用壓焊焊成與母材同等強度的優質接頭。   釺焊是使用比工件熔點低的金屬材料作釺料,將工件和釺料加熱到高於釺料熔點、低於工件熔點的溫度,利用液態釺料潤濕工件,填充介面間隙並與工件實現原子間的相互擴散,從而實現焊接的方法。

  焊接時形成的連線兩個被連線體的接縫稱為焊縫。焊縫的兩側在焊接時會受到焊接熱作用,而發生組織和效能變化,這一區域被稱為熱影響區。焊接時因工件材料焊接材料、焊接電流等不同,焊後在焊縫和熱影響區可能產生過熱、脆化、淬硬或軟化現象,也使焊件效能下降,惡化焊接性。

這就需要調整焊接條件,焊前對焊件介面處預熱、焊時保溫和焊後熱處理可以改善焊件的焊接質量。   另外,焊接是乙個區域性的迅速加熱和冷卻過程,焊接區由於受到四周工件本體的拘束而不能自由膨脹和收縮,冷卻後在焊件中便產生焊接應力和變形。重要產品焊後都需要消除焊接應力,矯正焊接變形。

  現代焊接技術已能焊出無內外缺陷的、機械效能等於甚至高於被連線體的焊縫。被焊接體在空間的相互位置稱為焊接接頭,接頭處的強度除受焊縫質量影響外,還與其幾何形狀、尺寸、受力情況和工作條件等有關。接頭的基本形式有對接、搭接、丁字接(正交接)和角接等。

  對接接頭焊縫的橫截面形狀,決定於被焊接體在焊接前的厚度和兩接邊的坡口形式。焊接較厚的鋼板時,為了焊透而在接邊處開出各種形狀的坡口,以便較容易地送入焊條或焊絲。坡口形式有單面施焊的坡口和兩面施焊的坡口。

選擇坡口形式時,除保證焊透外還應考慮施焊方便,填充金屬量少,焊接變形小和坡口加工費用低等因素。   厚度不同的兩塊鋼板對接時,為避免截面急劇變化引起嚴重的應力集中,常把較厚的板邊逐漸削薄,達到兩接邊處等厚。對接接頭的靜強度和疲勞強度比其他接頭高。

在交變、衝擊載荷下或在低溫高壓容器中工作的聯接,常優先採用對接接頭的焊接。   搭接接頭的焊前準備工作簡單,裝配方便,焊接變形和殘餘應力較小,因而在工地安裝接頭和不重要的結構上時常採用。一般來說,搭接接頭不適於在交變載荷、腐蝕介質、高溫或低溫等條件下工作。

  採用丁字接頭和角接頭通常是由於結構上的需要。丁字接頭上未焊透的角焊縫工作特點與搭接接頭的角焊縫相似。當焊縫與外力方向垂直時便成為正面角焊縫,這時焊縫表面形狀會引起不同程度的應力集中;焊透的角焊縫受力情況與對接接頭相似。

  角接頭承載能力低,一般不單獨使用,只有在焊透時,或在內外均有角焊縫時才有所改善,多用於封閉形結構的拐角處。   焊接產品比鉚接件、鑄件和鍛件重量輕,對於交通運輸工具來說可以減輕自重,節約能量。焊接的密封性好,適於製造各類容器。

發展聯合加工工藝,使焊接與鍛造、鑄造相結合,可以製成大型、經濟合理的鑄焊結構和鍛焊結構,經濟效益很高。採用焊接工藝能有效利用材料,焊接結構可以在不同部位採用不同效能的材料,充分發揮各種材料的特長,達到經濟、優質。焊接已成為現代工業中一種不可缺少,而且日益重要的加工工藝方法。

  在近代的金屬加工中,焊接比鑄造、鍛壓工藝發展較晚,但發展速度很快。焊接結構的重量約佔鋼材產量的45%,鋁和鋁合金焊接結構的比重也不斷增加。   未來的焊接工藝,一方面要研製新的焊接方法、焊接裝置和焊接材料,以進一步提高焊接質量和安全可靠性,如改進現有電弧、等離子弧、電子束、雷射等焊接能源;運用電子技術和控制技術,改善電弧的工藝效能,研製可靠輕巧的電弧跟蹤方法。

  另一方面要提高焊接機械化和自動化水平,如焊機實現程式控制、數字控制;研製從準備工序、焊接到質量監控全部過程自動化的專用焊機;在自動焊接生產線上,推廣、擴大數控的焊接機械手和焊接機械人,可以提高焊接生產水平,改善焊接衛生安全條件。

40cr鋼是機械製造業使用最廣泛的鋼之一。調質處理後具有良好的綜合力學效能,良好的低溫衝擊韌性和低的缺口敏感性。鋼的淬透性良好,水淬時可淬透到ф28~60mm,油淬時可淬透到ф15~40mm。

這種鋼除調質處理外還適於氰化和高頻淬火處理。切削效能較好,當硬度為hb174~229時,相對切削加工性為60%。該鋼適於製作中型塑料模具。

布氏硬度(hbs100/3000)(退火或高溫回火狀態):≦207

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

焊接工藝要點:

1、一般在退火(正火)狀態下進行焊接。   2、焊接方法不受限制   3、用較大線能量,適當提高預熱溫度,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,如j107-cr   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於預熱的溫度下保溫一段時間,以排除擴散氫並軟化組織。 對結構複雜、焊縫較多的產品,可在焊完一定數量的焊縫後,進行一次中間退火。

42crmo鋼屬於超高強度鋼,具有高強度和韌性,淬透性也較好,無明顯的回火脆性,調質處理後有較高的疲勞極限和抗多次衝擊能力,低溫衝擊韌性良好。該鋼適宜製造要求一定強度和韌性的大、中型塑料模具。

強度、淬透性高,韌性好,淬火時變形小,高溫時有高的蠕變強度和持久強度。用於製造要求較35crmo鋼強度更高和調質截面更大的鍛件,如機車牽引用的大齒輪、增壓器傳動齒輪、壓力容器齒輪、後軸、受載荷極大的連桿及彈簧夾,也可用於 2000m以下石油深井鑽桿接頭與打撈工具,並且可以用於折彎機的模具等。

硬度 :≤217hb

焊接:42crmo鋼系中碳調質高強鋼,鋼的ceq值高達 0.893%,可焊性較差。

由於母材金屬中含碳量高,在焊接過程中,母材金屬的一部分要熔化到焊縫金屬中去,致使焊層金屬含碳量增高,焊縫凝固結晶時,結晶溫度區間大,偏析傾向也較大,加之含硫雜質和氣孔的影響,容易在焊層金屬中引起熱裂紋。特別是在收尾處,裂紋更為敏感。熱裂紋的特徵是裂紋垂直於焊縫魚鱗狀波紋,呈現不明顯的鋸齒形,但也有沿焊縫金屬與基體金屬交界處發展產生。

為防止產生熱裂紋,要求採用低碳鋼焊絲,一般焊絲中含碳量在0.15%以下。

42crmo鋼淬硬傾向性大,母材金屬熱影響區容易產生低塑性的淬硬組織,ms點又低,因而在淬火區產生大量脆硬的馬氏體,導致嚴重脆化,工件愈厚,則淬硬傾向愈大。該焊件剛性大,若焊條或焊接工藝選用不當,在焊件冷卻至300℃以下時,容易沿熱影響區的淬硬區產生冷裂紋。42crmo鋼的焊接冷裂紋一般是在焊後冷卻過程中,在ms點附近或200~300℃的溫度區間產生的。

冷裂紋的起源多發生在具有缺口效應焊接熱影響區或有物理化學不均勻的氫聚集的區域性地帶。冷裂紋有時焊後立即出現,有時經過一段時間才出現。而延遲裂紋的危害性更為嚴重,實踐證明,鋼種的淬硬傾向、焊接接頭的氫含量及其分布,以及焊接接頭的拘束應力狀態是產生延遲裂紋的三大主要因素。

焊接接頭的淬硬傾向主要取決於鋼種的化學成分,其次是結構形式,焊接工藝和冷卻條件等。可以採取焊後後熱和緩冷等辦法來調整冷卻時間。適當延長臨界冷卻時間c′f ,可降低鋼的淬硬傾向。

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