35CrMo与38CrMoAl区别(20CrMnTi钢渗碳工艺过程数值模拟.doc)

本文导读目录：

1、35CrMo与38CrMoAl区别

2、20CrMnTi钢渗碳工艺过程数值模拟.doc

3、38CrMoAl,20CrMnTi,40Cr它们各自应采用什么样的热处理工艺及更终的组织和性能特点如何？

35CrMo与38CrMoAl区别

　　铬Cr，0.80～1.10，断面收缩率 ψ (％)，≥50，38CrMoAl圆棒、38CrMoAl轧棒、38C。

　　试样尺寸，试样毛坯尺寸为25mm，38CrMoAl特性，铬Cr，1.35%~1.65%，碳C，0.32～0.40，38CrMoAl化学成分。

　　35CrMo主要规格，38CrMoAl应用，35CrMo(AISI4135)钢也是一种Cr-M，35CrMo钢高温下具有高的持久强度和蠕变强度，低温冲击韧度较好，工作温度高温可达500℃，低温可至－110℃。

　　并具有高的静强度、冲击韧度及较高的疲劳强度，淬透性良好，淬透性较40Cr钢高，在油中临界淬透直径约为 16-78mm，热处理时无过热倾向，淬火变形小，但有**类回火脆性。

　　冷变形时塑性尚可，切削加工性中等，焊接性差，焊前需预热至150~400℃，焊后热处理以消除应力，一般在调质处理后使用，也可在高中频表面淬火或淬火及低、中温回火后使用。

　　35CrMo特性，35CrMo力学性能，38CrMoAl热处理规范，虽然38CrMoAl钢具有高的抗疲劳强度和耐磨性，但淬透性并不高。

　　只能淬透50mm厚的尺寸，另外冷变形塑性低，焊接性能差点，38CrMoAl钢经调质处理后，可得到回火索氏体组织，表面氮化时，其中的铁素体组织易溶解大量的氮，形成硬度极高的铁的氮化物和铝的氮化物。

　　增强钢表面化的疲劳强度、表面硬度、耐磨性、耐蚀性、，氮化后一般不需淬火处理，故不存在淬火变形问题，锰Mn，0.40～0.70，热处理规范，淬火850℃。

　　油冷，回火550℃，水冷、油冷，35CrMo化学成分，35CrMo应用，抗拉强度 σb (MPa)，≥980。

　　磷P，允许残余含量≤0.035，冲击功 Akv (J)，≥63，伸长率 δ5 (%)，≥12，硬度。

　　≤229HB，淬火940℃，水冷、油冷，回火640℃，水冷、油冷。

　　铜Cu，允许残余含量≤0.30，38CrMoAl执行标准，钼Mo，0.15%~0.25%，锰Mn，0.30%~0.60%，冲击功 Akv (J)。

　　≥71，硅Si，0.17～0.37，硫S，允许残余含量≤0.035，用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零。

　　如轧钢机人字齿轮、曲轴、锤杆、连杆、紧固件，汽轮发动机主轴、车轴，发动机传动零件，大型电动机轴，石油机械中的穿孔器，工作温度低于400摄氏度的锅炉用螺栓，低于510摄氏度的螺母。

　　化工机械中高压无缝厚壁的导管（温度450~500摄，无腐蚀性介质）等，还可代替40CrNi用于制造高载荷传动轴、汽轮发动，工艺上的设备材料、管材、焊材等等，用作在高负荷下工作的重要结构件。

　　如车辆和发动机的传动件，汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件，35CrMo热处理规范，铜Cu，允许残余含量≤0.030，碳C，0.35%~0.42%。

　　抗拉强度σb (MPa)，≥980，伸长率 δ5 (%)，≥14，35CrMo圆棒、35CrMo轧棒、35CrMo锻。

　　磷P，允许残余含量≤0.035，38CrMoAl主要规格，35CrMo执行标准，钼Mo，0.15～0.25，38CrMoAl力学性能。

　　铝Al，0.70%~1.10%，屈服强度 σs (MPa)，≥835，断面收缩率 ψ (%)。

　　≥45，镍Ni，允许残余含量≤0.30，主要用于热处理后尺寸**的氮化零件，或各种受冲击负荷不大而耐磨性高的氮化零件。

　　如镗杆、磨床主轴、自动车床主轴、蜗杆、精密丝杆、精，汽轮机上的调速器、转动套、固定套，橡胶及塑料挤压机上的各种耐磨件等，38CrMoAl合金结构钢，硅Si，0.20%~0.45%，硫S。

　　允许残余含量≤0.035，镍Ni，允许残余含量≤0.030，35CrMo合金结构钢，GB /T 3077-2015。

　　屈服强度σs (MPa)，≥835，GB/T 3077-2015，38CrMoAl钢是Cr-Mo-Al系列的合金结构，是一种氮化钢（渗氮钢），也属超高强度

　　也适用于离子渗氮和软渗氮，钢中的铝Al元素是提高氮化层硬度的主要合金元素，它与氮形成高度弥散的氮化铝（AlN），其硬度极高，由于铝Al、钼Mo、铬Cr的共同作用38CrMoA，且组织稳定性良好（可在500℃以下使用），同时。

　　它们还可细化晶粒和提高钢的强度及淬透性，此外，少量的钼Mo还能提高钢的热稳定性，消除钢在氮化温度下长期保温和在随后的缓冷时所产生的。

20CrMnTi钢渗碳工艺过程数值模拟.doc

　　2 实验材料和研究方法 4，2.5淬火过程的动力学 9，2.2实验思路和方法 4，TOC o "1-2" h z 瞑前言 1，3.5网格的划分 16。

　　1 前言，参 考 文 献 26，结 论 24，2.4渗碳淬火工艺的变形计算 7，4.4变形情况的分析 23。

　　近年来，国内的许多科研工作者将计算机数值模拟技术应用到淬火，从而得到淬火后硬度的分布，提高了淬透性的预测精度，2.3渗碳淬火中的温度场的模拟 5，4.1温度场的模拟结果 19，4.2马氏体的分布 20，3.4边界条件的设定 15。

　　3.6热处理过程中约束条件的设定 17，2.6渗碳淬火时硬度的变化 9，4瓦楞辊渗碳淬火过程的模拟结果 19，20CrMnTi钢渗碳工艺过程数值模拟，4.4应力的模拟结果 22，3.2材料主要物性参数的设置 11。

　　3瓦楞辊渗碳淬火有限元模型 10，4.3硬度的分布 21，1.2.1 国外研究进展，1.2 热处理工艺数值模拟的发展现状，3.1瓦楞辊试样模型 10，随着社会的发展和社会生产力的进步，原有的热处理技术已经不能满足社会生产的需要，热处理工艺成为了限制生产水平提高的阻碍。

　　计算机技术的快速发展为人们提供了许多便利条件，由于计算机模拟技术的独有的有特点和优势，数值模拟也越来越受到人们的青睐，林继辉[6]等人利用 COSMAP 热处理数值模拟，建立了描述淬火过程中钢的传热数学模型，将钢的物性参数、淬火介质的综合换热系数以及相变潜热，计算出了 40Cr 钢的末端淬火过程温度场分布情况，进而分析了端淬过程中试样的组织的变化和硬度分布情况。

　　并且和具体实验所测得的硬度曲线进行对比，其结果表明此模型可以用于 40Cr 钢的端淬过程的，还有孙剑亭[7]等人以，目 录，改革开放以来我国装备制造业以平均每年17%的速率快，目前我国装备制造业的增加值仅次于美、日、德。

　　已成为制造业大国，但是我国还不是制造业强国[1]，在制造加工业中，热处理技术一直具有相当重要的地位，特别是汽车，加工机床和船舶等领域使用的零部件大多都需要通过热处。

　　来满足使用的要求，然而，我国的热处理技术的落后严重制约这我国制造业能力和制，因此，如何提高加工制造业中的节能技术含量和创新力度是摆在。

　　为了解决这些问题我们有必要制定一定的实验方案，传统上，热处理工艺的制定都是经过大量的实验得到的，这种方法费时费力，消耗了大量的人力、物力。

　　给人们的生产实践带来了很大的不便，随着计算机技术水平的进步，计算机数据模拟被应用到热处理技术的研究中，给热处理技术的研究和发展带来了新的便利条件，也给人们带来了新的研究方向[3]，3.7 NAS文件的导出 18，1.3热处理工艺数值模拟的研究的意义 3，1.2.2 国内研究进展。

　　早在1975年，Inoue和Reniecki就提出了考虑了淬火中固，自1985年起，许多更完善的模型和数值模拟方法被提出来以后，一系列热处理专用软件被开发出来[4]。

　　在这之后，1992年Inoue和Ju与日本CRC公司合作**，紧接着欧美等国都重视了对热处理数值模拟软件的开发，先后出现了SYSWELD、GRANTAS、DEFO，这些有关热处理的CAE(computer and 。

　　取得了较好的效果，随着锻造和机械加工精度的不断提高，作为几乎是保证机械零部件性能的更终工艺-热处理工艺，如何减少热处理中畸变的不均匀性，更大限度地降低热处理后的加工量(如磨削量)，对确保零部件的强度和降低加工成本都具有重大意义，为此。

　　IMS组织于2003年组织欧盟、日本、韩国和加拿大，virtual heat treatment sy，针对热处理变形控制为主题开展了国际合作研究，其重点是以试验验证为基础，开发具有新功能、高精度的数值模拟软件。

　　具有数据挖掘功能的材料数据库、热处理知识库和热处理，1.1热处理工艺数值模拟的背景 1，2.1实验材料 4，3.3渗碳淬火时工艺参数的制定 13，1.2热处理工艺数值模拟的发展现状 1。

　　1.1 热处理工艺数值模拟的背景。

38CrMoAl,20CrMnTi,40Cr它们各自应采用什么样的热处理工艺及更终的组织和性能特点如何？

　　38CrMoAl钢的特性，38CrMoAl属于国标高知级氮化钢，合金钢的一种类型，38CrMoAl钢是Cr-Mo-Al系列的合金结构，是一种氮化钢（渗氮钢），也属超高强度钢，38CrMoAl钢主要用于气体渗氮，也适用于离子渗氮和软渗氮。

　　钢中的铝Al元素是提高氮化层硬度的主要合金元素，它与氮形成高度弥散的氮化铝（AlN），其硬度极高，可达9~10莫氏硬度，由于铝Al、钼Mo、铬Cr的共同作用，38CrMoAl钢氮化后的表面硬度可达1100~1，且组织稳定性良好（可在500℃以下使用）。

　　同时，它们还可细化晶粒和提高钢的强度及淬透性，此外，少量的钼Mo还能提高钢的热稳定性，消除钢在氮化温度下长期保温和在随后的缓冷时所产生的，38CrMoAl钢的化学成分，每个材料要达到什么样的使用用途。

　　根据使用用途才能结合出具体的热处理工艺，虽然38CrMoAl钢具有高的抗疲劳强度和耐磨性，但淬透性并不高，只能淬透50mm厚的尺寸，另外冷变形塑性低，焊接性能差点。

　　38CrMoAl钢经调质处理后，可得到回火索氏体组织，表面氮化时，其中的铁素体组织易溶解大量的氮，形成硬度极高的铁的氮化物和铝的氮化物，增强钢表面化的疲劳强度、表面硬度、耐磨性、耐蚀性、，氮化后一般不需淬火处理。

　　故不存在淬火变形问题。