合金调质钢

8.3.3　合金调质钢

1．用途

通常将需经淬火和高温回火（即调质处理）强化而使用的钢种称为调质钢。常用于制造飞机、汽车、拖拉机、机床及其他机械上要求具有良好综合机械性能的各种重要零件，如航空发动机压气机叶片、飞机起落架，柴油机连杆螺栓，汽车底盘上的半轴以及机床主轴等。

2．性能特点

（1）具备较高淬透性。

（2）调质处理后具有高强度与良好的塑性及韧性的配合，即具有良好的综合力学性能。

3．化学成分特点

（1）中碳　W_c＝0.3%～0.5%。碳量过低时，回火后硬度、强度不足；碳量过高则韧性和塑性降低。

（2）合金元素　W_Me＝3%～7%。主加合金元素为Cr、Mn、Ni、Si、B等，可提高淬透性，固溶强化铁素体；辅加元素W、Mo、V能提高回火稳定性。此外，Mo、W还能减轻或防止第二类回火脆性，V能细化晶粒。

4．常用钢种

合金渗碳钢根据淬透性高低分为以下三类：

（1）低淬透性钢，如40Cr、40MnB等，其油淬的最大淬透直径为30～40mm，广泛用于制造较小的零件，如连杆、螺栓、进气阀等。

（2）中淬透性钢，如30CrMnSiA、35CrMo、42CrMo等，其油淬的最大淬透直径为40～60mm，用于制造截面较大的零件，如飞机起落架作动筒、重要螺栓以及汽车曲轴、连杆等。

（3）高淬透性钢，多数为Ni－Cr系钢，含合金元素多，典型钢种是40CrNiMo，其油淬直径可达60～100mm，适于制造大截面，重负荷的零件，如航空发动机中的涡轮轴、压气机轴以及机床和汽轮机主轴、叶轮等。

5．热处理特点

调质件一般的工艺路线为

下料→锻造→退火→粗机加工→调质→精机加工。

（1）预备热处理　为了降低硬度便于切削加工和改善组织，钢在热加工（轧压、锻造）后需进行预备热处理。对于低、中淬透性钢采用正火（零件尺寸很大时）或完全退火或等温退火。对于高淬透性钢则必须采用正火（或淬火）＋高温回火。

（2）最终热处理　一般采用淬火＋高温回火。淬火及回火温度取决于钢种及技术条件要求，通常使油淬后在500℃～650℃回火。对第二类回火脆性敏感的钢，回火后必须快冷（水或油），防止高温回火脆性的产生。

调质钢调质处理后的组织为回火索氏体，具有良好的综合力学性能。如果要求零件表面有较高耐磨性，在调质后还可以进行表面淬火或渗氮处理。这类钢有时也采用淬火＋低温回火的非调质状态使用。

常用合金调质钢的牌号、成分、热处理、性能和用途如表8-4所示。