40Cr是一种卓越的合金钢，其材质以铁和铬为主，辅以碳等合金元素，赋予其出色的强度和耐腐蚀性。经过适当的热处理，40Cr可达到理想的硬度，表现出高负荷和耐磨性方面的优越性能。化学成分中的高铬含量进一步增强了其耐腐蚀和硬度特性，而碳元素的添加则提供了良好的强度和韧性。其适中的密度约为7.8g/cm³，使其在平衡性能方面表现卓越。通过淬火、回火等处理工艺，以及镀铬、喷涂等表面处理技术，40Cr的机械性能得以进一步提升。因此，40Cr在机械制造、汽车、航空航天等领域得到了广泛应用，展现了其独特的价值和魅力。
| 牌号 | 40Cr |
| 中国ISC | A20402 |
| 对应标准 | GB /T 3077-2015合金结构钢Alloy structure steels |
| 归类 | 合金钢 |
| 性能 | 低温韧性易切削性淬透性 |
| 标签 | 优质合金结构钢高强度紧固件材料 |
| 说明 | 特性：经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击性及低的缺口敏感性，淬透韧度良好，油淬时可得到较高的疲劳强度，水淬时复杂形状的零件易产生裂纹，冷变形塑性中等，正火或调质后切削加工性能好，但焊接性不佳，易产生裂纹，焊前应预热到100~150°C，一般在调质状态下使用，还可以氰化和高频淬火处理。 应用：40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。这是最常用的合金调质结构钢，用于制造承受中等负荷和中等速度工作条件下的机械零件，如汽车的转向节、后半轴及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；也可经调质并高频淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、螺钉、螺母、进气阀等；也可经淬火、中温或低温回火，制造承受重负荷的零件；又适用于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和要求低温韧性好的齿轮和轴，40Cr的代用钢有40MnB、45MnB、35SiMn、42SiMn、40MnVB、42MnV、40MnMoB、40MnWB等 可用于制造8.8级以上等级的高强度螺栓，以及8级以上的高强度螺母，参见JC/T 5057.40-1995 可用于制造8.8S级等级的螺栓，参见GB/T 1231-2006。 Ac1-加热下临界温度，Ac3-亚共析钢加热上临界温度，Ms-马氏体点，即马氏体转变开始温度 |
| 密度 | 7.85 g/cm3 |
| 成分 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最小值 | 0.37 | 0.17 | 0.5 | - | - | 0.8 | - | - | - |
| 最大值 | 0.44 | 0.37 | 0.8 | 0.03 | 0.03 | 1.1 | 0.3 | 0.3 | 0.1 |
ⓐ未经用户同意不得有意加入本表中未规定的元素。应采取措施防止从废钢或其他原料中带入影响钢性能的元素。
ⓑ各牌号可按高级优质钢或特级优质钢订货，但应在牌号后加字母A或E
ⓒ高级优质钢：P≤0.02%；S≤0.02%；Cu≤0.25%；Cr≤ 0.30%；Ni≤0.30%；Mo≤0.10%残余
ⓓ特级优质钢：P≤0.02%；S≤0.01%；Cu≤0.25%；Cr≤ 0.30%；Ni≤0.30%；Mo≤0.10%残余
ⓔ热压力加工用钢的铜含量不大于0.20%
ⓕ钢中的残余钨、钒、钛含量应作分析，结果记入质量证明书中。根据需方要求，可对残余钨、钒、钛含量加以限制。
| 试样直径 d mm | 热处理或状态 > | 抗拉强度 σb >Mpa | 屈服点 σs >Mpa | 断后伸长率或延伸率 δ >% | 断面收缩率 ψ >% | 硬度 >HBW | 冲击吸收能量 KV2 >J |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| d=25 | 淬火+回火 | ≥980 | ≥785 | ≥9 | ≥45 | ≤207 | ≥47 |
1、表中力学性能适用于公称直径或厚度不大于80mm的钢棒。公称直径或厚度大于80mm的钢棒力学性能应符合下列规定
①公称尺寸大于80~100mm的钢棒，允许其断后伸长率、断面收缩率及冲击吸收能量较表中规定分别降低1%（绝对值）、5%（绝对值）及5%
②公称尺寸大于100~150mm的钢棒，允许其断后伸长率、断面收缩率及冲击吸收能量较表中规定分别降低2%（绝对值）、10%（绝对值）及10%
③公称尺寸大于150~250mm的钢棒，允许其断后伸长率、断面收缩率及冲击吸收能量较表中规定分别降低3%（绝对值）、15%（绝对值）及15%
④允许将取样用坯改锻（轧）成截面70mm~80mm后取样，其检验结果应符合表中规定
2、表中硬度为钢材退火或高温回火供应状态布氏硬度值
3、表中冲击吸收能量为U型缺口冲击试验值
4、硼钢在淬火前可先经正火，正火温度应不高于其淬火温度，铬锰钛钢第一次淬火可用正火代替。
5、热处理温度允许调整范围：淬火±15°C，低温回火±20°C，高温回火±50°C
热处理：淬火温度850°C 油冷；回火温度520°C 水冷、油冷
| 弹性模量E/GPa | 切变模量G/GPa | 比热容c/J·(g·K)-1 | ||||||
| 20℃ | 300℃ | 20℃ | 300℃ | 20℃ | ||||
| 210 | 205 | 185 | 175 | 81 | 79 | 71 | 67 | 0.461 |
| 热导率λ/W·(m·K) | - | 0.19 | ||||||
40Cr钢的热处理工艺是一种综合性的过程，旨在优化材料的力学性能。下面将结合具体的例子进行说明。
例如，针对40Cr钢制柴油机连杆的热处理工艺，首先进行1150～1180℃的始锻，采用胎膜锻造，形变时间控制在13～17s，形变量约为40%。紧接着，在2150N曲柄压力机上切边、较直后立即进行淬火，此时工件的温度应保持在900～950℃范围内。最后，进行650℃的回火处理。这样的热处理工艺可以显著提高40Cr钢的强度和韧性，以满足柴油机连杆在工作过程中的高负荷和耐磨性要求。
通过合理的热处理工艺，可以充分发挥40Cr钢的潜在性能，满足不同应用领域的需求。
40cr是我国GB的标准钢号，是机械制造业使用最广泛的钢之一。40cr钢是中碳调质钢，冷镦模具钢。正火可促进组织细化，接近平衡状态，可改进毛坯的切削性能。在温度550~570℃进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。该钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28～60mm，油淬时可淬透到Ф15～40mm。这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。该钢的强度和耐磨性要优于40钢，并有良好的韧性和抗疲劳强度。40cr广泛用于汽车、拖拉机及机车车辆的半轴、齿轮、蜗杆、花键轴、顶尖套等，也用于制造受力较中等或中等以上载重的机械零件，如柴油机曲轴、轮轴、挖掘机铲斗齿等。
从材质方面来看，40Cr13的碳含量为0.4%，铬含量为13%，具有较好的硬度和耐腐蚀性。与普通碳钢相比，它的硬度和耐磨性更高，使用寿命更长。
从制造工艺方面来看，40Cr13菜刀通常经过淬火和回火处理，以获得所需的硬度和韧性。经过这些处理后，菜刀的硬度可以达到HRC50以上，耐磨性也得到了提升。
在切割力方面，40Cr13菜刀也表现出色。例如，在使用过程中，它可以轻松切割各种肉类和蔬菜，切割力强且均匀。这得益于其优良的硬度和韧性，以及合理的刀刃设计。
从使用体验方面来看，40Cr13菜刀使用起来非常顺畅，手感舒适，不易打滑。同时，它的刀背较厚，重心稳定，使用起来更加安全可靠。
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