关于35CrMo钢的回火脆性的讨论

40Cr钢与35CrMo钢的对比
一、40Cr钢：
40Cr钢中Cr的作用为：主要提高钢的淬透性，稍微增加钢的低温与高温回火的回火稳定性，40Cr钢有回火脆性，高温回火后应快冷。

淬火后回火到相同硬度（或者说相同抗拉强度Rm时），40Cr钢回火温度比35CrMo钢低，因而，塑性、韧性比35CrMo钢差。

二、35CrMo钢：
35CrMo钢中Cr的作用与在40Cr钢中相同。

钢中加入Mo的作用：进一步提高钢的淬透性与回火稳定性，消除或减轻第二类回火脆性，并有细化晶粒的作用。

因而，35CrMo钢比40Cr钢淬透性高，回火稳定性好，淬火加热时晶粒长大倾向性小，并没有回火脆性倾向。

小件回火后可空冷，大件回火后还应该快冷，如：水冷或油冷。

因Mo是稀有高熔点金属，价格贵，所以35CrMo钢比40Cr钢价格高，每吨高约1000元钱。

下面是40Cr钢与35CrMo钢在淬火后回火到相同硬度时的机械性能的对比。

冲击功的比较（A KU2，J）
由上面的两个表可知：35CrMo钢比40Cr钢综合机械性能好，也就是说在相同强度下，塑性、韧性好。

在较低温度下使用的螺栓材
料有35CrMo钢，而无40Cr钢。

35CrMo35CrMo是合金结构钢（合金调质钢）的规格编号，该钢材主要用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件35CrMo合金结构钢（合金调质钢）执行标准：GB/T3077-1999强度特性35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。

低温至-110摄氏度，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，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，切削加工性中等，但有第一类回火脆性，焊接性不好，焊前需预热至150~400摄氏度，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。

舞钢生产执行标准：GB/T11251-2009、舞钢企业标准、军工标准、交货状态：正火或正火+回火、调质。

制造用途用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件，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摄氏度，无腐蚀性介质）等；还可代替40CrNi用于制造高载荷传动轴、汽轮发动机转子、大截面齿轮、支承轴（直径小于500MM）等；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，大断面零件化学成份碳 C ：～硅 Si：～锰 Mn：～硫 S ：允许残余含量≤磷 P ：允许残余含量≤铬 Cr：～镍 Ni：允许残余含量≤铜 Cu：允许残余含量≤钼 Mo：～力学性能抗拉强度σb (MPa)：≥985(100)屈服强度σs (MPa)：≥835(85)伸长率δ5 (%)：≥12断面收缩率ψ (%)：≥45冲击功 Akv (J)：≥63冲击韧性值αkv (J/cm²)：≥78(8)硬度：≤229HB试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm热处理规范及金相组织热处理规范：淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。

回火脆性避免措施什么是回火脆性？回火脆性是一种在某些合金钢中出现的一种失效现象，即在回火过程中，由于晶界碳化物的析出，导致合金在回火过程结束后的冷却中容易发生断裂。

这种断裂导致材料失效，并且对于一些重要的工程结构和机械零部件来说，回火脆性是一种可能对其安全性和可靠性造成严重威胁的问题。

回火脆性的影响因素回火脆性的程度和影响因素可能因材料的不同而有所不同，以下是一些常见的影响因素：1.合金成分：合金中的碳和其他合金元素的含量，以及它们之间的相互作用，都会对回火脆性产生影响。

2.回火温度：回火温度的选择对于避免回火脆性至关重要。

3.回火时间：回火时间的长短也会对回火脆性产生影响。

4.冷却速度：快速冷却或缓慢冷却都可能对回火脆性产生影响。

5.加工工艺：加工过程中的残余应力和变形程度也可能对回火脆性产生影响。

回火脆性的避免措施为了避免回火脆性引起的失效问题，采取以下一些措施可能会有所帮助：1. 合金设计在合金设计阶段，应该重点考虑材料的化学组成，尤其是合金中的碳含量和其他合金元素的含量。

减少碳含量和合金元素的含量，或者通过添加一些合适的元素进行控制，可以降低合金的回火脆性。

2. 回火温度的选择选择适当的回火温度对于避免回火脆性非常重要。

通常，高回火温度可以减少晶界碳化物的析出，从而降低回火脆性的程度。

然而，过高的回火温度可能导致其他性能问题，因此需要根据具体情况进行权衡。

3. 回火时间的控制回火时间的长短也会对回火脆性产生影响。

较长的回火时间可以使晶界碳化物更好地溶解，从而减少回火脆性的程度。

在选择回火时间时，需要考虑到材料的组织结构和性能要求。

4. 冷却速度的控制控制冷却速度可以对回火脆性产生影响。

通常，缓慢冷却可以减少晶界碳化物的析出，从而降低回火脆性的程度。

对于一些合金钢来说，采用快速冷却可能会导致更高的回火脆性。

5. 加工工艺的控制在加工过程中，残余应力和变形程度会对回火脆性产生影响。

一些加工工艺，如锻造和热处理时的气体调节，可以减少合金中的晶界碳化物析出，从而降低回火脆性的程度。

35CrMo热处理后硬度简介35CrMo是一种常用的合金结构钢，具有良好的机械性能和热处理性能。

热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程来改变其性能的方法。

本文将介绍35CrMo热处理后的硬度变化及其影响因素。

热处理工艺热处理工艺是指对材料进行加热、保温和冷却的过程。

对于35CrMo钢，常用的热处理工艺包括正火、淬火和回火。

正火正火是指将材料加热到适当的温度，保温一段时间后迅速冷却。

正火可以提高35CrMo钢的硬度和强度，但韧性会相应降低。

正火的工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速度。

淬火淬火是指将材料加热到适当的温度，保温一段时间后迅速冷却至室温。

淬火可以使35CrMo钢获得高硬度和高强度，但也容易引起裂纹和变形。

淬火的工艺参数包括加热温度、保温时间、冷却介质和冷却速度。

回火回火是指将淬火后的材料加热到适当的温度，保温一段时间后冷却至室温。

回火可以降低35CrMo钢的硬度和强度，提高其韧性和可加工性。

回火的工艺参数包括加热温度、保温时间和冷却速度。

硬度测试方法硬度是材料抵抗外力侵入的能力，常用于评估材料的强度和耐磨性。

常见的硬度测试方法包括布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

布氏硬度布氏硬度是通过在材料表面施加一定载荷，测量印痕的直径来计算的。

布氏硬度测试常用于金属材料，适用于大部分热处理后的钢材。

洛氏硬度洛氏硬度是通过在材料表面施加一定载荷，测量印痕的深度来计算的。

洛氏硬度测试常用于较硬的材料，如淬火后的钢材。

维氏硬度维氏硬度是通过在材料表面施加一定载荷，测量印痕的对角线长度来计算的。

维氏硬度测试适用于各种材料，包括金属、塑料和陶瓷等。

影响硬度的因素35CrMo热处理后的硬度受多种因素的影响，包括材料成分、热处理工艺和冷却速度等。

材料成分35CrMo钢的成分对其硬度有重要影响。

高碳含量和合适的合金元素可以提高35CrMo钢的硬度和强度。

同时，合金元素的含量和比例也会影响35CrMo钢的相变行为和晶界强化效应。

40Cr钢与35CrMo钢的对比
一、40Cr钢：
40Cr钢中Cr的作用为：主要提高钢的淬透性，稍微增加钢的低温与高温回火的回火稳定性，40Cr钢有回火脆性，高温回火后应快冷。

淬火后回火到相同硬度（或者说相同抗拉强度Rm时），40Cr钢回火温度比35CrMo钢低，因而，塑性、韧性比35CrMo钢差。

二、35CrMo钢：
35CrMo钢中Cr的作用与在40Cr钢中相同。

钢中加入Mo的作用：进一步提高钢的淬透性与回火稳定性，消除或减轻第二类回火脆性，并有细化晶粒的作用。

因而，35CrMo钢比40Cr钢淬透性高，回火稳定性好，淬火加热时晶粒长大倾向性小，并没有回火脆性倾向。

小件回火后可空冷，大件回火后还应该快冷，如：水冷或油冷。

因Mo是稀有高熔点金属，价格贵，所以35CrMo钢比40Cr钢价格高，每吨高约1000元钱。

下面是40Cr钢与35CrMo钢在淬火后回火到相同硬度时的机械性能的对比。

冲击功的比较（A KU2，J）
由上面的两个表可知：35CrMo钢比40Cr钢综合机械性能好，也就是说在相同强度下，塑性、韧性好。

在较低温度下使用的螺栓材
料有35CrMo钢，而无40Cr钢。

回火脆性的机理与避免方法摘要：金属脆性断裂过程中，承受的工程应力通常不超过材料的屈服强度，甚至低于按宏观强度理论确定的许用应力。

由于脆性断裂前既无宏观塑性变形，又无其他预兆，并且一旦开裂后，裂纹扩展迅速，造成整体断裂或很大的裂口，有时还产生很多碎片，容易导致严重事故。

脆性断裂通常发生于塑性和韧性差的金属或合金中。

本文将从淬火钢回火过程中产生的回火脆性这方面探讨，就如何防止出现回火脆性，从而进一步提高钢的冲击韧性进行讨论。

关键词：回火脆性冲击韧性一、基本概念冲击韧性是指金属抵抗冲击载荷作用而不被破坏的能力，是金属材料力学性能的一个重要指标。

淬火钢回火时的冲击韧性并不总是随回火温度的升高单调增大，有些钢在一定的温度范围内回火时，其冲击韧性显著下降，这种脆化现象叫做钢的回火脆性。

钢在250~400℃温度范围内出现的回火脆性叫第一类回火脆性，也叫低温回火脆性；在450~650℃温度范围内出现的回火脆性叫做第二类回火脆性，也叫高温回火脆性。

二、低温回火脆性1.低温回火脆性的机理低温回火脆性几乎在所有的工业用钢中都会出现。

低温回火脆性产生的机理：一般认为，低温回火脆性是由于马氏体分解时沿马氏体条或片的界面析出断续的薄壳状碳化物，降低了晶界的断裂强度，使之成为裂纹扩展的路径，因而导致脆性断裂。

如果提高回火温度，由于析出的碳化物聚集和球化，改善了脆化界面状况而使钢的韧性又重新恢复或提高。

另外也有认为低温回火脆性是韧性相残余奥氏体的转变所引起的。

钢中含有合金元素一般不能抑制低温回火脆性，但Si、Cr、Mn等元素可使脆化温度推向更高温度。

例如，ωS i=1.0%~1.5%的钢，产生脆化的温度为300~320℃；而ωS i=1.0%~1.5%、ωC r=1.5%~2.0%的钢，脆化温度可达350~370℃。

2.低温回火脆性防止措施到目前为止还没有一种有效地消除低温回火脆性的热处理或合金化方法。

但根据上面的一些产生机理，可以采取以下措施来防止或减轻低温回火脆性：（1）降低钢中杂质元素的含量；（2）用Al脱氧或加入Nb、V、Ti等合金元素细化奥氏体晶粒；（3）加入Mo、W等可以减轻第一类回火脆性的合金元素；（4）加入Cr、Si以调整发生第一类回火脆性的温度范围，使之避开所需的回火温度；（5）采用等温淬火代替淬火加高温回火。

回火脆性！回火tempering将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。

钢铁工件在淬火后具有以下特点：①得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。

②存在较大内应力。

③力学性能不能满足要求。

因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火。

作用回火的作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。

②消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。

③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。

回火之所以具有这些作用，是因为温度升高时，原子活动能力增强，钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地进行扩散，实现原子的重新排列组合，从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。

内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。

一般钢铁回火时，硬度和强度下降，塑性提高。

回火温度越高，这些力学性能的变化越大。

有些合金元素含量较高的合金钢，在某一温度范围回火时，会析出一些颗粒细小的金属化合物，使强度和硬度上升。

这种现象称为二次硬化。

要求用途不同的工件应在不同温度下回火，以满足使用中的要求。

①刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下进行低温回火。

低温回火后硬度变化不大，内应力减小，韧性稍有提高。

②弹簧在 350～500℃下中温回火，可获得较高的弹性和必要的韧性。

③中碳结构钢制作的零件通常在500～600℃进行高温回火，以获得适宜的强度与韧性的良好配合。

淬火加高温回火的热处理工艺总称为调质。

钢在300℃左右回火时，常使其脆性增大，这种现象称为第一类回火脆性。

一般不应在这个温度区间回火。

某些中碳合金结构钢在高温回火后，如果缓慢冷至室温，也易于变脆。

这种现象称为第二类回火脆性。

在钢中加入钼，或回火时在油或水中冷却，都可以防止第二类回火脆性。

将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度，便可以消除这种脆性。

回火温度对35CrMo钢应力腐蚀性能的影响35CrMo钢是一种优良的低合金钢，其广泛应用于机械制造、汽车制造、航天航空等行业中。

然而，它在高温、高压、高含氧环境下的应力腐蚀性能仍然是引人关注的问题。

因此，本文系统地研究了回火温度对35CrMo钢应力腐蚀性能的影响。

首先，在试验中采用四级硫化氢应力腐蚀試驗方法直接评估了材料的应力腐蚀性能。

结果表明，35CrMo钢的应力腐蚀性能与回火温度密切相关。

当回火温度为150℃时，其应力腐蚀破裂时间最长，达到了16.2 h，而当回火温度为250℃时，其应力腐蚀破裂时间仅为6.8 h。

可以看出，在回火中，钢材的晶界析出相、基体膜及奥氏体晶粒大小均发生了变化，导致应力腐蚀性能的差异。

其次，通过扫描电鏡(SEM)观察微观形貌进一步了解了回火温度对35CrMo钢应力腐蚀性能的影响。

结果显示，回火温度为150℃时，钢材表面的元素分布均匀，并出现大量的晶间间隙和多晶晶界；而回火温度为250℃时，钢材表面的元素分布不均匀，晶界明显，且有大量孔洞和裂纹。

最后，通过差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)两种手段测试了钢材的相组成和热反应残留物，以了解回火温度对35CrMo钢相变及再结晶的影响。

结果表明，随着回火温度的升高，钢材中的渗碳体逐渐被还原成新的渗碳体，并形成了一些新的亚稳相。

然而，这些相变和再结晶过程的产物与钢材应力腐蚀性能的关系仍需进一步研究。

总的来说，本文系统地研究了回火温度对35CrMo钢应力腐蚀性能的影响，发现回火温度越高，应力腐蚀性能越差。

此外，材料的微观结构也与应力腐蚀性能有密切关系。

因此，我们应该在材料制备过程中充分考虑这些因素，并采取合适的热处理工艺，以提高35CrMo钢在高温高压环境下的应力腐蚀性能。

在回火温度对35CrMo钢应力腐蚀性能的研究中，最重要的数据是应力腐蚀破裂时间。

试验结果表明，回火温度为150℃时的应力腐蚀破裂时间最长，达到了16.2小时，而回火温度为250℃时的应力腐蚀破裂时间仅为6.8小时。

35CrMo性能及成分及力学性能35CrMo35CrMo 是合金结构钢（合金调质钢）的规格编号，该钢材主要用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件35CrMo 合金结构钢（合金调质钢）执行标准：GB/T3077-1999强度特性35CrMo 合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr 高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。

低温至-110 摄氏度，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，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，切削加工性中等，但有第一类回火脆性，焊接性不好，焊前需预热至150~400 摄氏度，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。

舞钢生产执行标准：GB/T11251-2009、舞钢企业标准、军工标准、交货状态：正火或正火+回火、调质。

制造用途用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件，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 摄氏度，无腐蚀性介质）等；还可代替40CrNi 用于制造高载荷传动轴、汽轮发动机转子、大截面齿轮、支承轴（直径小于500MM）等；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，大断面零件化学成份碳 C ：0.32 ～0.40硅Si：0.17 ～0.37锰Mn：0.40～0.70硫S ：允许残余含量≤0.035磷P ：允许残余含量≤0.035铬Cr：0.80 ～ 1.10镍Ni：允许残余含量≤0.030铜Cu：允许残余含量≤0.30钼Mo：0.15～0.25力学性能抗拉强度σb (MPa)：≥985(100) 屈服强度σs (MPa)：≥835(85) 伸长率δ5 (%)：≥12断面收缩率ψ (%)：≥45冲击功Akv (J)：≥63 冲击韧性值αkv (J/cm²)：≥78(8) 硬度：≤229HB试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm 热处理规范及金相组织热处理规范：淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。

35CrM‎o合金结构‎钢执行标准‎：GB/3077-1999对‎应标准：JIS G4053‎：2003焊接性根据国际焊‎接学会（IIW）推荐的碳当‎量计算公式‎Ceq=C+1/6Mn+1/5(Cr+Mo+V)+1/15(Ni+Cu)(%) （1）当Ceq<0.40%时，钢材的硬倾向不明‎显，可焊性优良‎，焊接时不必‎进行预热，可直接施焊‎；（2）当Ceq=0.40～0.60%时，钢材的硬倾‎向逐渐明显‎，可焊性尚可‎，焊接时需可‎采取焊前适‎当预热，焊后缓冷等‎工艺措施，控制其焊接‎线能量；（3）当Ceq>0.60%时，钢材的硬倾‎向较强，可焊性较差‎，属于较难焊‎接的钢种，时必须采取‎较高的预热‎温度和严格‎的工艺措施‎，选取合适的‎焊接材料。

经计算得出‎，35CrM‎o钢的碳当‎量值Ceq‎=0.72%。

由此可见，这种材料的‎焊接性不良‎，焊接时其硬‎倾向较大，热影响区热‎裂和冷裂倾‎向都会较大‎，尤其在调质‎状态下焊接‎，热影响区的‎冷裂倾向将‎会表现得很‎突出，所以应在选‎取合适焊接‎材料、合理焊接方‎法的基础上‎，采取较高的‎焊前预热温‎度、严格工艺措‎施和控制适‎当的层间温‎度的条件下‎，才能达到实‎现产品焊接‎的目的。

特性35CrM‎o合金结构‎钢,有很高的静‎力强度、冲击韧性及‎较高的疲劳‎极限，淬透性较4‎0Cr高，高温下有高‎的蠕变强度‎与持久强度‎，长期工作温‎度可达 500℃；冷变形时塑‎性中等，焊接性差。

低温至-110摄氏‎度，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‎，无过热倾向‎，淬火变形小‎，冷变形时塑‎性尚可，切削加工性‎中等，但有第一类‎回火脆性，焊接性不号‎，焊前需预热‎至150~400摄氏‎度，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。

用途用于制造承‎受冲击、弯扭、高载荷的各‎种机器中的‎重要零件，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摄氏‎度，无腐蚀性介‎质）等，还可代替4‎0CrNi‎用于制造高‎载荷传动轴‎、汽轮发动机‎转子、大截面齿轮‎、支承轴（直径小于5‎00MM）等。

40Cr钢与35CrMo钢的对比
一、40Cr钢：
40Cr钢中Cr的作用为：主要提高钢的淬透性，稍微增加钢的低温与高温回火的回火稳定性，40Cr钢有回火脆性，高温回火后应快冷。

淬火后回火到相同硬度（或者说相同抗拉强度Rm时），40Cr钢回火温度比35CrMo钢低，因而，塑性、韧性比35CrMo钢差。

二、35CrMo钢：
35CrMo钢中Cr的作用与在40Cr钢中相同。

钢中加入Mo的作用：进一步提高钢的淬透性与回火稳定性，消除或减轻第二类回火脆性，并有细化晶粒的作用。

因而，35CrMo钢比40Cr钢淬透性高，回火稳定性好，淬火加热时晶粒长大倾向性小，并没有回火脆性倾向。

小件回火后可空冷，大件回火后还应该快冷，如：水冷或油冷。

因Mo是稀有高熔点金属，价格贵，所以35CrMo钢比40Cr钢价格高，每吨高约1000元钱。

下面是40Cr钢与35CrMo钢在淬火后回火到相同硬度时的机械性能的对比。

冲击功的比较（A KU2，J）
由上面的两个表可知：35CrMo钢比40Cr钢综合机械性能好，也就是说在相同强度下，塑性、韧性好。

在较低温度下使用的螺栓材
料有35CrMo钢，而无40Cr钢。

35CrMo圆钢35CrMo圆钢有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达 500℃;冷变形时塑性中等，焊接性差。

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，大断面零件执行标准GB/T 3077-1999化学成份碳 C :0.32~0.40硅 Si:0.17~0.37锰 Mn:0.40~0.70硫 S :允许残余含量≤0.035磷 P :允许残余含量≤0.035铬 Cr:0.80~1.10镍 Ni:允许残余含量≤0.030铜 Cu:允许残余含量≤0.030钼 Mo:0.15~0.25规格：产品名称规格/mm 材质冷拉光圆Ф3.0-100 35CrMo热轧圆钢Ф100-200 35CrMo热轧圆钢Ф20-100 35CrMo热轧圆钢Ф200-500 35CrMo力学性能抗拉强度σb (MPa):≥985(100)屈服强度σs (MPa):≥835(85)伸长率δ5 (%):≥12断面收缩率ψ (%):≥45冲击功 Akv (J):≥63冲击韧性值αkv (J/cm2):≥78(8)硬度 :≤229HB热处理规范：淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。

热处理与力学性能:钢号: 35CrMo试样毛坯尺寸/mm: 25热处理|淬火|加热温度/℃|第一次淬火: 850热处理|淬火|加热温度/℃|第二次淬火: —热处理|淬火|冷却剂: 油热处理|回火|加热温度/℃: 550热处理|回火|冷却剂: 水、油交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中化学成分:。

第26卷第3期2004年9月南昌大学学报・工科版Journal of Nanchang University (Engineering &Technology )Vol.26No.3Sep.2004收稿日期:2004-02-25作者简介:宛农,男,1962年生,副教授,华中科技大学博士后1 文章编号:1006-0456(2004)03-0031-0335CrMo 淬硬钢回火性能与快速回火特性的数值模拟宛农1,郑志强2,陈克燕3(11武汉工业学院机械工程系,湖北武汉430023;21南昌大学机电工程学院,江西南昌330029;31南昌大学科技处,江西南昌330047) 摘要:通过对淬硬钢在不同温度经1h 回火后硬度的数据处理,运用淬火钢回火理论方程对35CrMo 钢回火硬度与回火温度和回火时间之间的定量关系进行了数值模拟和验证,为合理确定35CrMo 钢快速回火工艺参数提供科学依据.关键词:35CrMo 钢;回火硬度;数值模拟中图法分类号:TG 15615 文献标识码:A 35CrMo 钢因具有良好的综合力学性能和工艺性能而被机械、汽车和石化等行业广泛用于制造传动轴、曲轴和紧固件等零部件,其最终使用状态通常为淬火+回火状态.近年来由于节能和提高功效的要求,快速回火工艺[1]得到迅速推广,其技术基础就是回火温度与回火时间的互换性[2,3].本文通过数值模拟方法揭示了35CrMo 淬硬钢回火性能与其回火参数之间的定量关系以及快速回火特性,以期为35CrMo 钢快速回火工艺参数的选择提供依据.1　35CrMo 淬硬钢回火方程文献[4,5]对无二次硬化效应的淬火钢回火过程中采用Hollmon 回火参数[2]和微分法进行了解析,得出淬火钢回火硬度H 、回火温度T 和回火时间τ之间满足如下方程:H =H 1+(T +273)d H 1d T ln (1+lg τC)(1)式中:H 1—淬火钢在标准回火态(τ=1h )下温度为T 时的回火硬度;T —回火温度;τ—回火时间;C —与钢的成分有关的Holloman -Jaffe 常数,一般取20左右[2].35CrMo 淬硬钢(淬火态硬度为51.3HRC )在标准回火态(τ=1h )下回火硬度H 1与回火温度之间的关系见表1所示[3].表1　35CrMo 淬硬钢回火硬度(1h 回火)回火温度/℃400450500550600HRC42.241.237.736.632.6 对表1中回火硬度H 1与回火温度T 之间关系采用多项式拟合,可得到如下关系式(相关系数r 2=0.9954):H 1=36.66+0.0553T - 1.0286×10-4T 2(2)将式(2)代入式(1),整理后便得到35CrMo 淬硬钢在400～600℃之间的回火方程式:H =36.66+0.0553T -1.0286×10-4T 2+ (T +273)(0.0553-2.0572×10-4T ) ln (1+lg τC)(3)2　回火方程验证在式(3)分别取T =400℃、450℃、500℃、550℃和600℃,将35CrMo 淬硬钢在不同时间回火条件下的计算值(取C =20[2])连同文献[3]回火试验数据绘制在同一坐标图上,见图1所示.比较图1中模拟曲线和试验值可以发现,除400℃和450℃短时(≤10min )回火两者存在最大约HRC2～3的差别外,其他部分两者完全吻合.对于10min 内短时回火出现的误差,分析其原因,可能与以下两个方面有关:1)式(2)的回归处理并未采用400℃以下回火硬度数据,导致400℃处标准回火曲线的斜率计算不够准确,从而使回火理论硬度计算值下降过快;2)在温度相对较低的盐浴炉中短时回火,试样达到预定回火温度的时间占整个回火时间的比例相图1　35CrMo钢回火硬度模拟值与试验值比较①400℃;②450℃;③500℃;④550℃;⑤600℃对较大,即实际回火保温时间并未达到预定时间,从而导致实际测量硬度偏高.以上对比分析结果说明只采集极少数试验数据(即标准态回火试验数据)的式(3)可以用来描述35CrMo淬硬钢400～600℃之间不同时间回火过程中硬度的变化规律.3　回火特性模拟分析当回火温度T不变时,式(3)对时间τ求一阶和二阶偏导,整理后得到如下关系:(5H5τ)T=Kτ(C+lgτ)(4)(52H5τ2)T=-K[(C+lgτ)ln10+1]τ2(C+lgτ)2(5)其中K=(T+273)(0.05526-2.0571×10-4T)ln10(6)由式(4)至(6)不难确定35CrMo淬硬钢400～600℃之间等温回火硬度曲面曲率ρ的关系式:ρ=|Kτ(C+lgτ)[(C+lgτ)ln10+1][τ2(C+lgτ)2+K2]32|(7)利用式(3)和式(7)可以确定回火参数对35CrMo淬硬钢回火硬度的影响规律,见图2、图3所示.由图1、图2可以看出,在τ≤0.1h的回火初期,35CrMo淬硬钢回火硬度H呈急剧下降趋势,且回火温度T越高,H下降幅度越大,属于回火非稳定状态;τ在0.1～0.5h之间,回火硬度H下降幅度减缓,属于回火准稳定状态,快速回火工艺参数通常在此区间选择;当τ≥0.5～1h后,回火硬度H图2　35CrMo钢回火硬度与回火温度和回火时间的关系图3　35CrMo钢等温回火曲面曲率与回火时间的关系下降趋于平缓,属于回火稳定状态,常规回火工艺参数一般在这个区间选择.由图3中等温回火曲面曲率ρ变化规律可以发现,曲率峰值随回火温度T的改变而变化,在较高的温度回火时曲率峰值低于在较低温度回火时的曲率峰值,且曲率峰值出现的时间在延长.这一现象说明,在400～600℃区间等温回火时,35CrMo钢高温区回火时间效应相对中低温区回火来说能够保持较长的时间,也就是说,35CrMo钢高温区快速回火工艺参数的可调性较好,这一点与碳钢回火正好相反[6].其原因是35CrMo钢中Cr、Mo等合金元素降低碳的扩散速度和增加钢的回火抗力,相对于碳钢而言需要更高的回火温度和时间来达到回火稳定状态,从而决定了35CrMo钢高温区快速回火工艺参数的选择范围比碳钢要宽松.4　快速回火特性分析根据式(3)和文献[6]可以对35CrMo钢和45钢为获得回火硬度为HRC40时的快速回火参数进行数值模拟,结果见图4所示.模拟结果显示,在6・23・南昌大学学报・工科版2004年～30min 快速回火时间里,35CrMo 钢和45钢对应的回火温度区间分别为478～513℃和430～455℃,说明35CrMo 钢的回火温度不仅比45钢高,而且回火温度区比45钢宽松,且回火时间低于6min 时的回火曲线较45钢平缓,表明35CrMo 钢快速回火工艺性能优于45钢.此模拟结果与上述曲率分析结论一致.图4　35CrMo 钢和45钢等回火硬度曲线对比5　结论对35CrMo 淬硬钢的回火性能和快速回火特性进行了数值模拟和验证,并与45钢作了比较分析.结果表明35CrMo 钢的回火特性决定了其具有比碳钢更好的快速回火工艺性能,模拟结果与实际情况相符,可用于指导相应钢种回火工艺及快速回火工艺的制定.参考文献:[1]　赵朝文.钢淬火后高温快速回火工艺的可行性[J ].金属热处理,1996,(11):21-24.[2]　K arl -Erik Thelning.Steel and Its Heat Treatment [M ].2nd ed.London :Printed in Great Britain by Mackays of Chatham Ltd ,1984.288-289.[3]　王学前,陈治娟.35CrMo 钢的回火方程[J ].四川工业学院学报,1989,8(3):194-199.[4]　宛农,等.淬火钢回火时间效应的数值模拟[J/OL ].中国科技论文在线(http :// ),2004-02-17.[5]　宛农,等.淬火钢回火方程的推导与解析[J/OL ].中国科技论文在线(http :// ),2004-02-17.[6]　宛农,等.淬硬碳钢回火通用方程的推导与解析[J/OL ].中国科技论文在线(http :// ),2004-02-17.Numerical Simulations of T empering Properties and R apidT empering Characteristics of H ardened Steel 35CrMoWAN Nong 1,ZHEN G Zhi -qiang 2,CHEN Ke -yan 3(1.Depart ment of Mechanical Engineering ,W uhan Polytechnic U niversity ,W uhan 430023,China ;2.School of Mechanical and Elect rical Engineering ,N anchang U niversity ,N anchang 330029,China ;3.Depart ment of Science and Technology ,N anchang U niversity ,N anchang 330047,China )Abstract :Based on tempering theoretical equation the quantitative relationships among tempering hardness ,tempering temperature and tempering time were numerically simulated and verified through hardness data processing of hardened steel 35CrMo tempered at varying temperatures for an hour ,which provided the scientific basis for rational determination of rapid tempering process parameters of hardened steel 35CrMo.K ey Words :steel 35CrMo ;tempering hardness ;numerical simulation・33・第3期宛农等:35CrMo 淬硬钢回火性能与快速回火特性的数值模拟。

35CrMo35CrMo是合金结构钢（合金调质钢）的规格编号，该钢材主要用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件35CrMo合金结构钢（合金调质钢）执行标准：GB/T3077-1999强度特性35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr 高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。

低温至-110摄氏度，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，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，切削加工性中等，但有第一类回火脆性，焊接性不好，焊前需预热至150~400摄氏度，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。

舞钢生产执行标准：GB/T11251-2009、舞钢企业标准、军工标准、交货状态：正火或正火+回火、调质。

制造用途用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件，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摄氏度，无腐蚀性介质）等；还可代替40CrNi 用于制造高载荷传动轴、汽轮发动机转子、大截面齿轮、支承轴（直径小于500MM）等；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，大断面零件化学成份碳C ：0.32～0.40硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.40～0.70硫S ：允许残余含量≤0.035磷P ：允许残余含量≤0.035铬Cr：0.80～1.10镍Ni：允许残余含量≤0.030铜Cu：允许残余含量≤0.30钼Mo：0.15～0.25力学性能抗拉强度σb (MPa)：≥985(100)屈服强度σs (MPa)：≥835(85)伸长率δ5 (%)：≥12断面收缩率ψ (%)：≥45冲击功Akv (J)：≥63冲击韧性值αkv (J/cm&sup2;)：≥78(8)硬度：≤229HB试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm热处理规范及金相组织热处理规范：淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。

合金调质钢35CrMo35CrMo是合金结构钢(合金调质钢)的规格编号，该钢材主要用于制造承受冲击、弯扭、高载荷的各种机器中的重要零件基本信息中文名称：合金结构钢外文名称：35crmo对应牌号：1.7220英标：708A3735crmo法标：35CD4意大利：35crmo4NBN：34crmo4日标：SCM432/SCRRM3基本简介35CrMo合金结构钢(合金调质钢)执行标准:GB/T3077-1999意大利:35crmo4NBN:34crmo4瑞典:2234日标:SCM432/SCRRM3焊接性根据国际焊接学会(IIW)推荐的碳(1)当Ceq<0.40%时，钢材的硬倾向不明显，可焊性优良，焊接时不必进行预热，可直接施焊;(2)当Ceq=0.40~0.60%时，钢材的硬倾向逐渐明显，可焊性尚可，焊接时需采取焊前适当预热，焊后缓冷等工艺措施，控制其焊接线能量;(3)当Ceq>0.60%时，钢材的硬倾向较强，可焊性较差，属于较难焊接的钢种，焊接时必须采取较高的预热温度和严格的工艺措施，选取合适的焊接材料。

经计算得出，35CrMo钢的碳当量值Ceq=0.72%。

由此可见，这种材料的焊接性不良，焊接时其硬倾向较大，热影响区热裂和冷裂倾向都会较大，尤其在调质状态下焊接，热影响区的冷裂倾向将会表现得很突出，所以应在选取合适焊接材料、合理焊接方法的基础上，采取较高的焊前预热温度、严格工艺措施和控制适当的层间温度的条件下，才能达到实现产品焊接的目的。

强度特性35CrMo合金结构钢，有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃;冷变形时塑性中等，焊接性差。

低温至-110摄氏度，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，无过热倾向，淬火变形小，冷变形时塑性尚可，切削加工性中等，但有第一类回火脆性，焊接性不好，焊前需预热至150~400摄氏度，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。

关于35CrMo钢的回火脆性的讨论关于35CrMo钢的回火脆性的讨论无论碳钢还是合金钢都存在回火脆性。

第一类回火脆性，又称不可逆回火脆性，一旦出现就不易消除。

碳钢在200—300度，合金钢在250—400度回火后缓冷，极易出现。

普遍认为，第一类回火脆性的出现，是因为马氏体分解析出碳化物造成的。

第二类回火脆性，又称可逆回火脆性，只存在于合金钢中。

合金钢在500—650度回火后缓冷，极易出现。

关于第二类回火脆性的本质，目前还不是十分清楚。

第二类回火脆性可以采取回火后快冷的办法避免。

Cr、Mn、P、As、Sb等元素时，会使高温回火脆性倾向增大。

如果钢中除Cr以外，还含有Ni或相当的Mn时，则高温回火脆性更为显著。

而W。

Mo等元素能减弱高温回火脆性的倾向。

例如钢中含Mo=0.5%可以有效抑制高温回火脆性；但是我今天在一本小日本的资料上《预防热处理废品的措施》中对回火脆性是这么描述的"钢的回火行为是，回火温度升高，硬度降低，而由延伸率。

断面收缩率与冲击值所表示的韧性则随之升高。

但是在300度左右回火时，冲击韧性出现反常降低的现象。

不管结构钢的钢种和碳量如何，在该温度回火时都要出现这种脆性。

为赋予结构钢韧性而进行的淬火回火处理，由于存在这种反常的脆化现象，最好避免在250-550℃范围内回火。

此外，在600℃附近回火时，慢冷会引起显著脆化，因此回火后必须快冷。

不过，有的形状和大小的工件从该温度快冷有开裂的危险。

因此也应注意避免采用过快的冷却速度。

钢中磷会促进回火脆性，而加钼合金化却可减轻回火脆性，这是大家熟知的事实。

由此在结合我们加工中回火后缓冷零件加工容易，而快冷零件加工中有粘刀。

不断屑等现象存在，看来的确有回火脆性现象，我们也调整了热处理工艺，在此我要谢谢大家的帮助。

但让我现在也闹不明白的是：为什么两种工艺下的冲击韧性会相差无几？※脆性的存在是肯定的Cr、Si、Mn具有增大回火脆性的倾向。

Mo、W具有降低回火脆性的倾向。

35CrMo是一种常用的合金结构钢，具有优良的机械性能和热处理性能，在高压法兰制造中得到广泛应用。

退火是一种常见的热处理工艺，可以显著改善材料的力学性能和加工性能。

本文将从35CrMo高压法兰的退火工艺、退火后的强度变化以及影响因素等方面展开详细介绍。

一、35CrMo高压法兰的退火工艺35CrMo高压法兰通常采用正火或球化退火工艺进行热处理。

正火是将材料加热至临界温度以上，保持一定时间后，通过适当速率冷却至室温，以消除材料内部应力和提高塑性；球化退火是在正火的基础上，增加一段球化退火保温时间，以进一步改善材料的组织和性能。

二、35CrMo高压法兰退火后的强度变化1. 强度提高：35CrMo高压法兰经过正火或球化退火后，晶粒得到细化，组织得到均匀化，消除了大部分内部应力，提高了材料的强度和硬度；2. 韧性改善：合适的退火工艺可以使35CrMo高压法兰的塑性和韧性得到改善，降低脆性，提高抗拉伸性能和抗冲击性能；3. 可加工性提高：退火后的35CrMo高压法兰具有较好的可加工性，易于进行切削、焊接和成形等加工操作。

三、影响35CrMo高压法兰退火效果的因素1. 温度：退火温度是影响35CrMo高压法兰退火效果的关键参数，通常情况下，正火温度为850-880摄氏度，球化退火温度为860-890摄氏度；2. 保温时间：保温时间的长短直接影响35CrMo高压法兰的组织转变和性能改善，需要根据具体工艺要求进行合理控制；3. 冷却速度：合适的冷却速度可以保证35CrMo高压法兰的组织和性能得到充分改善，过快或过慢的冷却速度都会影响退火效果；4. 初次组织状态：35CrMo高压法兰的初次组织状态对退火效果也有一定影响，不同的初次组织需要采用不同的退火工艺参数。

四、总结通过上述分析可知，35CrMo高压法兰在退火后其强度得到一定程度的提高，韧性和可加工性也得到改善。

合理控制退火工艺参数对于35CrMo高压法兰的性能提升至关重要，而影响退火效果的因素也需要在具体工程中进行合理把握。

35CrMo钢是一种优质合金结构钢，具有良好的机械性能和热加工性能，常用于制造高压法兰等高强度零部件。

通过对35CrMo钢进行退火处理，可以调节其组织结构，改善其力学性能，提高其强度和韧性。

下面我将从35CrMo钢的化学成分、退火工艺、退火后的微观组织和力学性能等方面展开详细的介绍。

一、35CrMo钢的化学成分35CrMo钢是一种低合金钢，其化学成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铬(Cr)和钼(Mo)等元素。

其中，碳的含量决定了钢的硬度和强度，硅和锰的含量影响了钢的热加工性能，而铬和钼的添加则能够显著提高钢的耐热性和抗氧化性能。

二、35CrMo钢的退火工艺35CrMo钢的退火工艺一般包括正火和回火两种方式。

正火是将钢件加热至临界温度以上，保温一定时间后，再以适当速度冷却至室温，目的是完全消除工艺应力和改善塑性。

回火是在正火的基础上，将钢件再次加热到较低的温度区间并保温一段时间，然后冷却至室温。

回火的目的是通过调控钢的组织结构来达到一定的强度和韧性要求。

三、35CrMo钢退火后的微观组织35CrMo钢经过退火处理后，其晶粒得到重新调整，内部应力得到释放，晶粒尺寸得到再结晶和生长，同时生成较为均匀的沉淀物，从而使钢材的组织结构得到改善。

通过适当的退火工艺，35CrMo 钢可形成较为均匀的珠光体组织，同时还能在晶界和晶内析出一定数量的碳化物，这些微观组织的形成将直接影响钢材的力学性能。

四、35CrMo钢退火后的力学性能35CrMo钢经过退火处理后，其强度、韧性和塑性等力学性能均得到提高。

退火后的35CrMo钢具有较高的屈服强度和抗拉强度，同时保持一定的延伸性和冲击韧性，这意味着35CrMo钢在高压工作条件下能够承受较大的载荷，并具有一定的抗变形能力。

此外，退火后的35CrMo钢还具有较好的加工性能和焊接性能，能够满足高压法兰等零部件的使用要求。

总的来说，35CrMo钢经过退火处理后，其强度得到提高，韧性和塑性得到改善，微观组织得到优化，从而能够满足高压法兰等零部件对材料性能的要求。