调质处理(淬火十高温回火)的碳素结构钢与合金结构钢

        调质钢通常是指采用调质处理(淬火十高温回火)的碳素结构钢与合金结构钢。

　　在机器结构中，一些重要的零件，如机床主轴、汽车后桥半轴、汽轮机转子和齿轮、连杆、螺栓等零件，都是在多种负荷下工作的，受力情况比较复杂，要求具有最佳的综合力学性能。一般选用调质钢来制造这些零件，并进行调质处理使其达到所需要的使用性能。调质后的材料内部显微组织为回火索氏体。

　　调质钢的含碳量一般在0.30％-0.50％之间，居于中碳钢。碳量过低，影响强度；碳量过高，韧性不够。实践证明；为了使调质零件获得最为良好的综合力学性能，碳素调质钢的含碳量应控制在上述范围的上限；而合金调质钢的含碳量应控制在上述范围的下限。

　　合金调质钢中所包含的主加合金元素有Si、Mn、Cr、Ni、等。它们所起的主要作用是增加合金调质钢的淬透性，并且使淬火和高温回火后内部组织—回火索氏体得到强化(实际上，这些元素大多溶于铁素体中，使铁素体得到强化)。其余如Mo、V、A1、B等辅加合金元素，它们在合金调质钢中的含量一般是少量的，特别是B的含量是极微量的(0.0005%-0.003%)。Mo所起的主要作用是防止合金调质钢在高温回火时发生第二类回火脆性现象。V的作用主要是阻碍淬火加热时奥氏体晶粒长大。A1的加入能加速合金调质钢的氮化过程，可成为专用氮化钢，如38CrMoAlA。微量的B能强烈使奥氏体等温转变曲线向右移，显著地增加合金调质钢的淬透性。

　　淬透性对机器制造结构钢有十分重要的意义，淬透的钢可以获得高强度和高屈强比。淬火后淬透层的强度可达1700MPa，屈强比。完全淬透的钢其屈强比远高于没有淬透的钢。淬透的钢可获得最高的断裂韧性KIC值，最高的疲劳强度和冲击韧性，最低的韧-脆转变温度FATT50。

　　合金调质钢强度主要取决于 相的强度和碳化物的弥散强化作用。碳含量在0.3%-0.5%之间，可以保证有足够多的碳化物以获得高强度。碳素调质钢与合金调质钢经淬火回火到相同的强度和硬度时，它们在 和δ值上相近，但在断面收缩率ψ值上存在差别，强度愈高，差别愈显著，合金元素对调质钢的韧性有不同的影响。在回火后快冷不发生回火脆性的情况下，与碳素钢相比，加入Mn、Ni可以改善冲击韧性和降低韧-脆转变温度，杂质P使韧-脆转变温度升高，降低钢的冲击韧性。

　　由于调质钢均在中碳范围，加上合金元素的影响，所以，许多调质钢在组织上有较大的差异。合金调质钢含合金元素较少时，正火后的组织多为珠光体，而合金元素较多的正火后则为马氏体组织。因而分别称为珠光体型钢和马氏体型钢。此外，为了便于切削加工和改善钢件因热加工不当造成的粗晶组织和带状组织，需要进行预备热处理，以及保证产品性能的最终热处理。

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资料来源：东莞市弘超模具科技有限公司结构钢事业部