機(jī)械零件結(jié)構(gòu)鋼在淬火高溫回火后具有良好的綜合力學(xué)性能，有較高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性。適用于這種熱處理的鋼種稱(chēng)為調(diào)質(zhì)鋼。

 合金調(diào)質(zhì)鋼主要用于制作要求綜合力學(xué)性能好的重要零件，如機(jī)床主軸、汽車(chē)半軸、連桿等。

 ⑴化學(xué)成分

合金調(diào)質(zhì)鋼的碳含量一般在0.25%～0.50%之間。含碳量過(guò)低，不易淬硬，回火后強(qiáng)度不夠；含碳量過(guò)高，韌性差。由于合金元素代替了部分碳的強(qiáng)化作用，故含碳量可偏低。

加入錳、硅、鉻、鎳、硼元素可提高淬透性，除硼以外，上述元素均能強(qiáng)化鐵素體，當(dāng)含量在一定范圍時(shí)，還可提高鐵素體的韌性。鎢、鉬、釩、鈦等碳化物形成元素可細(xì)化晶粒，提高耐回火性，鉬、鎢還能防止產(chǎn)生第二類(lèi)回火脆性。

 

⑵熱處理特點(diǎn)

為改善合金調(diào)質(zhì)鋼鍛造后的組織、切削加工性能和消除應(yīng)力，切削加工前應(yīng)進(jìn)行退火或正火。最終熱處理一般為淬火、高溫回火，以獲得良好的綜合力學(xué)性能，其組織為回火索氏體。對(duì)于某些零件不僅要求有良好的綜合力學(xué)性能，而且在某些部位還要求硬度高、耐磨性好。因此，對(duì)這些零件在調(diào)質(zhì)后還要進(jìn)行感應(yīng)淬火或滲氮。

 

含碳量≤0.30%的合金調(diào)質(zhì)鋼也可在中、低溫回火狀態(tài)下使用，其組織分別為回火托氏體和回火馬氏體。例如，鍛錘錘桿采用中溫回火，鑿巖機(jī)活塞和混凝土振動(dòng)器的振動(dòng)頭等，都采用低溫回火。

 

調(diào)質(zhì)鋼在退火或正火狀態(tài)下使用時(shí)，其力學(xué)性能與相同含碳量的碳鋼差別不大，只有通過(guò)調(diào)質(zhì)，才能獲得優(yōu)于碳鋼的性能。

 

⑶常用合金調(diào)質(zhì)鋼

調(diào)質(zhì)鋼是按淬透性高低——也就是根據(jù)合金元素含量多少來(lái)分為三級(jí)。在同一級(jí)內(nèi)，各鋼種可以互換。

 

最普通的調(diào)質(zhì)鋼是碳素調(diào)質(zhì)鋼，如45鋼、45B鋼，用做截面尺寸較小或不要求完全淬透的零件由于淬透性較低，只能用鹽水淬火。

 

①低淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼

這類(lèi)鋼含合金元素較少，淬透性較差，但經(jīng)調(diào)質(zhì)后強(qiáng)度比碳鋼高，工藝性能較好。主要用于制作中等截面的零件。常用的牌號(hào)有40Cr鋼、40MnB鋼、42SiMn鋼。

 

②中淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼

這類(lèi)鋼含合金元素較多，淬透性較高，調(diào)質(zhì)后強(qiáng)度高。主要制作截面較大，承受較大載荷的零件。常用牌號(hào)有40CrMn鋼、35CrMo鋼、38CrMoAl鋼、40CrNi鋼等。

 

③高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼

這類(lèi)鋼合金元素含量比前兩類(lèi)調(diào)質(zhì)鋼多，淬透性高，調(diào)質(zhì)后強(qiáng)度和韌性好。主要制作大截面、承受重載荷的重要零件。常用牌號(hào)有40CrMnMo鋼、25Cr2Ni4WA鋼等。

 

⑷力學(xué)性能

調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)熱處理后，其力學(xué)性能為：σs=800～1200MPa，σb=1000～1400MPa，δ≥10、ψ≥45％，沖擊韌性ak≥60J/cm2。

 

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