何謂調質鋼? www.tool-tool.com

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所 謂調質鋼，一般是指含碳量在0.3-0.6%的中碳鋼。一般用這類鋼製作的零件要求具有很好的綜合機械性能，即在保持較高的強度的同時又具有很好的塑性和 韌性，人們往往使用調制處理來達到這個目的，所以人們習慣上就把這一類鋼稱作調質鋼。. 各類機器上的結構零件大量採用調質鋼，是結構鋼中使用最廣泛的一類鋼。

調質鋼在化學成分上的特點是，碳含量0.3-0.5%，並含有一種或幾種合金元素，具有較低或中等的合金化程度。鋼中合金元素的作用主要是提高鋼的淬透性和保證零件在高溫回火後獲得預期的綜合性能。

熱處理工藝是在臨界點以上一定溫度加熱後淬火成馬氏體，並在500℃-650℃回火。熱處理後的金相組織是回火索氏體。這種組織具有強度、塑性和韌性的良好配合。

調 質鋼的質量要求，除一般的冶金方面的低倍和高倍組織要求處，主要為鋼的力學性能以及與工作可靠性和壽命密切相關的冷脆性轉變溫度、斷裂韌性和疲勞抗力等。 在特定條件下，還要求具有耐磨性、耐蝕性和一定的抗熱性。由於調質鋼最終採用高溫回火，能使鋼中應力完全消除，鋼的氫脆破壞傾向性小，缺口敏感性較低，脆 性破壞抗力較大，但也存在特有的高溫回火脆性。

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大 多數調質鋼為中碳合金結構，屈服強度（σ0.2）在490-1200Mpa。以銲 接性能為突出要求的調質鋼，為低碳合金結構鋼，屈服強度（σ0.2）一般為490-800Mpa，有很高的塑性和韌性。少數沉澱硬化型調質鋼，屈服強度 （σ0.2）可到1400Mpa以上，屬高強度和超高強度調質鋼。

常用的合金調質鋼按淬透性和強度分為4類：

①低淬透性調鋼;

②中淬透性調質鋼;

③較高淬透性調質鋼;

④高淬透性調質鋼。

力學性能

1.合金元素對力學性能的影響

淬透性能相同的鋼調質到相同硬度時，抗拉強度基本相同，硬度與抗拉強度大致成直線關係。

各種成分的合金鋼調質到各種硬度值時，硬度值為400HB (抗拉強度約為1400MPa)時，屈強比值最高，約為0.9，淬火狀態的組織對屈強比有很大影響。

調 整增加鋼材淬透性的合金元素的含量，可以得到相同的淬透性能，得到相同的抗拉強度和屈服強度。因此，在選擇合金元素時應優先選擇增加淬透性能作用顯著而價 格較低的元素，如硼、錳、鉻等。但是合金元素不同的鋼要調質到相同的硬度所採用的回火溫度各不相同，即各種鋼的抗回火性能不同。

淬透性能 相同的鋼調質到相同硬度時，抗拉強度和屈服強度雖基本相同，但是脆性破壞傾向差別很大，低溫衝擊試驗尤為明顯。成分不同的鋼調質後硬度與疲勞極限的關係不 同。硬度在35HRC以下時疲勞極限和硬度成直線關係，疲勞極限的波動範圍為130MPa。硬度超過35HRC時，疲勞極限的波動範圍變寬。如硬度為 55HRC時，疲勞極限的波動範圍達380MPa。 　　2.調質零件硬度的確定 　　零件的淬透情況相同時，調質後的硬度即可反映零件的屈服強度與抗拉強度，因此零件圖紙和技術條件一般只規定硬度數值。只有很重要的零件才規定其他力學 性能指標。

調質零件硬度的確定，必須考慮到製造工藝的要求和使用時的載荷條件。從製造工藝考慮，希望零件在毛坯狀態調質，而後進行切削加 工和裝配。這樣零件熱處理時產生的變形和脫碳在以後的切削加工中加以消除。但是採用這種製造程序的零件，其硬度不能過高，一般不超過300HB，個別的不 超過350HB，否則對切削加工不利。要求硬度更高的零件(如有的汽車半軸要求硬度為341~415HB)，只能先切削加工，然後再進行調質處理，這時零 件加熱時應防止脫碳和變形，有時熱處理後要增加校直工序。小批量或單件生產的零件，切削加工所允許的硬度可以適當提高。

確定調質零件硬度時還必須考慮到生產的特點，小批單件生產的產品，不同零件可以選定不同的硬度，大批量流水生產的工廠希望大部分零件的硬度範圍一致或固定在幾個硬度範圍內，這對組織熱處理生產有很大的方便。

從 零件使用角度考慮，確定調質零件的硬度時要注意到零件的工作條件和零件的形狀。一般的講，硬度值高，抗拉強度、屈服強度和光滑樣品的疲勞強度都高，但是塑 性指標降低，脆性破壞傾向和應力集中的敏感性增加，因此，當零件上有起應力集中作用的缺口(花鍵、槽或斷面變化大)時，為使應力分佈均勻、減少應力集中現 象，這時較低的硬度反而可以獲得較高的疲勞性能。

合金調質鋼

用途

合金調質鋼廣泛用於製造汽車、拖拉機、機床和其它機器上的各種重要零件，如齒輪、軸類件、連桿、螺栓等。

性能要求

調質件大多承受多種工作載荷，受力情況比較複雜，要求高的綜合機械性能，即具有高的強度和良好的塑性、韌性。合金調質鋼還要求有很好的淬透性。但不同零件受力情況不同，對淬透性的要求不一樣。

成分特點

(1)中碳：碳質量分數一般在0.25%~0.50%之間，以0.4%居多;

(2) 加入提高淬透性的元素哥斯達黎加、Mn、Ni、Si等：這些合金元素除了提高淬透性外，還能形成合金鐵素體，提高鋼的強度。如調質處理後的40Cr鋼的性 能比45鋼的性能高很多; 　　(3)加入防止第二類回火脆性的元素：含Ni、哥斯達黎加、Mn的合金調質鋼，高溫回火慢冷時易產生第二類回火脆性。在鋼中加入Mo、W可以防止第二 類回火脆性，其適宜含量：Mo的質量分數為0.15%~0.30%，或W的質量分數為0.8%~1.2%。

資料來源:"百度百科"