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40Cr钢板是机械制造业使用广泛的钢之一,适于制作中型塑料模具。合金钢板调质处理后具有良好的综合力学性能,良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。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。切削性能较好,当硬度为HB174~229时,相对切削加工性为60%。该钢适于制作中型塑料模具。40Cr与45#钢的区别45钢属于GB699“(优质)碳素结构钢”,40Cr属于GB3077“合金结构钢”。区别就在于热处理以后。Cr在热处理中的主要作用是提高钢的淬透性。由于淬透性提高,淬火(或调质)处理后40Cr的强度、吉林延边本地硬度、吉林延边本地冲击韧性等机械性能也明显比45钢高,但也是由于淬透性强,在淬火时40Cr的内应力也就比45钢大,同样的条件下40Cr材料的工件开裂倾向也就比45钢材料的工件大。因此为避免工件开裂,40Cr淬火时大多选用导热性较低的油作为淬火介质(有时也用双液淬火法,俗话叫水淬油冷),而45刚则用导热性较高的水作为淬火介质。
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由于65Mn钢具有过热倾向,因此焊接热影响区对接头的力学性能影响很大。直径0.7 mm的65Mn钢丝经氩弧焊对焊后接头处非常硬脆,轻轻折弯焊点处,就会在熔合线或焊缝处脆断,断口呈明显的脆性断裂形貌。所得接头由焊缝和热影响区组成,沿接头轴线测试从焊缝中心至母材各个区域的显微硬度。测量结果表明,从母材到热影响区及焊缝中部,显微硬度急剧增加,焊缝中部硬度达HV 1 060,这说明热影响区及焊缝中部生成了硬脆组织。合金钢板对于这种具有硬脆组织的接头,为了提高其韧性和塑性,降低其硬度,获得硬度、吉林延边附近强度、吉林延边附近塑性和韧性的适当配合,必须对焊接接头进行适当的回火处理。热处理后,应将热影响区的脆性,同时应能使母材保持一定的强度和弹性。回火在箱式电阻炉内进行,回火工艺见表1。将回火后的钢丝焊接接头处仔细打磨,使其直径与母材直径大致相等,再在WE-50拉伸试验机上进行拉伸试验。每种回火处理的试样取三根,取其拉力的平均值。
由试验可以看出,330℃以上热处理后,母材弹性基本消失,且断裂均发生在母材处,而不发生在焊点及其热影响区,这说明热处理后虽然热影响区的脆性完全消失,但母材的强度被大大削落(经试验,所用母材的抗拉强度为1 663 MPa)。合金钢板260℃保温10 min时,虽然材料弹性基本不变,但热影响区的脆性不能。当加热温度为280℃,保温10 min时效果,热影响区的抗拉强度只比母材降低20%左右,而母材的弹性消失较小。将280℃回火处理的焊头沿轴线方向测试纵剖面上各个区的显微硬度,发现焊缝处的硬度值降低到HV 500左右,比未处理时的硬度降低大约1倍。 焊好的环形钢丝不但应能满足一定的强度和弹性要求,而且具有一定的疲劳强度。
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