JBZQ 4288-1986 合金结构钢

热加工行业论坛www.rjghome.comJB/ZQ 4288-86国家机械工业委员会重型机械局企业标准代替Q/ZB 61-73合金结构钢共14页第1页本标准适用于合金结构钢的锻件。1化学成分1.1合金结构钢的化学成分应符合表1的规定。长1化学成分%钢号CSiMnP≤S≤CrMoNi其它20SiMn0.16~0.220.60-0.80 1.00~1.30 0.0350.03535SiMn0.32~0.40 1.10~1.40| 1.10~1.40 0.035 .-50SiMn0.46~0.54 0.80~1.10| 0.80~1.10| 0.035| 0.035S16MnCr0.14~0.190.15~0.40 1.00~1.30 0.035 .0.80~1.10S20MnCr0.17~0.22| 0.15~0.40 1.00~1.40 | 0.0351.10~1.3020CrMnTi0.17-0.24| 0.20~0.40| 0.80~1.101.00~1.300.06-0.1220MnMo0.17-0.23| 0.20~0.40| 0.90~1.30| 0.035| 0.0350.15~0.25S25CrMo0.22-0.29| 0.15~0.40| 0.50~0.80| 0.035| 0.0350.90~1.20 0.15~0.3035CrMo0.32~0.400.20~0.40| 0.40~0.70| 0.035| 0.0350.80~1.10| 0.15~0.25S42CrMo0.38~0.45| 0.15~0.40| 0.50~0.80| 0.035 0.035S50CrMo0.46~0.54 0.15~0.40| 0.50~0.80 0.035 0.0350.90-1.20 0.15~0.3020CrMnMo0.17~0.24 0.20~0.40| 0.90~1.20| 0.035 0.0351.10~1.40| 0.20~0.30Nb18MnMoNb0.16-0.22 0.20~0.40 1.20~1.50 0.035| 0.0350.45~0.600.02~0.15V42MnMoV0.33~0.45 1.20~1.50| 0.20~0.40 0.035| 0.0350.20~0.300.10~0.20S15Cr2Ni20.12~0.170.15~0.40 0.40~0.60 | 0.035| 0.0351.40~1.70 1.40>-1.7020Cr2Ni40.17-0.23| 0.17~0.37| 0.30~0.60 0.030 0.0301.25~1.753.25~3.75S17Cr2Ni2Mo| 0.14~0.19| 0.15-0.40| 0.40~0.60 0.035| 0.0351.50~1.80| 0.25~0.351.40~1.601.80~S30Cr2Ni2Mo| 0.26~0.34| 0.15~0.40| 0.30~0.60 | 0.035| 0.0351.80~2.20 0.30~0.502.20S34Cr2Ni2Mo| 0.30~0.38| 0.15~0.40| 0.40~0.70| 0.035| 0.0351.40~1.70 0.15~0.301.702.75~34CrNi3Mo0.30~0.40| 0.17-0.37| 0.50~0.80| 0.035| 0.0350.70~1.00 0.25~0.403.251.25~40CrNiMo0.37-0.44 0.17~0.37 0.50~0.80 0.030| 0.0300.60~0.90 0.15~0.251.754.00~W18Cr2Ni4W0.13~0.19| 0.17~0.37| 0.30~0.60 | 0.030| 0.0301.35~1.65 .4.50| 0.80-1.20热加工行业论坛www.rjghome.com续表1化学成分%钢号SMnP≤S≤CrMoNi其它Al38CrMoAl0.35~0.420.20~0.400.30~0.600.0350.0301.35~1.650.15~0.250.70~1.1020Cr0.17~0.240.50~0.8040Cr0.37~0.450.80~1.10-50Cr0.47~0.540.20-~0.40*凡钢号前冠以“S”符号，表示采用联邦德国西马克公司(SMS) 的钢号。1.2钢中的残余元素含量规定如下:Cr≤0.35%Ni≤0.35%Cu≤0.20%1.3锻件成品分析结果的允许偏差应符合表2的规定。表2植截面积cm元素规定的最大范围≤650 > 650~ 1300 > 1300~2600> 2600~5200 > 5200 ~ 10400 > 10400超过规定值上、下限的允许偏差值%≤0.250.020.030.040.05C0.26~0.550.06≥0.56.050.07≤0.900.08≥0.910.09≤0.0500.0080.01(0.0100.015≤0.030 .0.0050.006>0.030≤0.0350.06.≥0.036≤1.00N1.01~2.002.01~5.300.90~2.102.11~ 10.000.100.120.140.150.16≤0.200.010.21~0.40.020.41~1.150.04..1.16~5.50热加工行业论坛www.rjghome.com续表 2截积cm3规定的最大范围元素%≤650>650~1300 > 1300~ 2600 > 2600~ ~ 5200| > 5200 ~。10400 : > 10400超过规定值上、下限的允许偏差值%≤0.140.020.03Nb0.15~0.500.06).070.08T≤0.850.050.05.≤1.000.07W1.01~4.000.090.100.12).120.140.16~0.50A0.50~2.00≤0.100.010.11~0.25V0.26~0.500.03 ;0.03.0.51~ 1.250.040.04 .①成品的横截面积定义为下述三条之一:a粗加工锻件(不包括中心孔)的最大横截面积;)毛坯锻件的最大横截面积;c钢坯的最大横截面积。②横截面应与原钢锭或钢坯的轴线垂直。2、机械性能合金结构钢的机械性能应符合表3的规定。表3|试机械性能≥硬度热处理截面尺寸|柱σ0.2Ak J表淬钢号σbδφ类型mm|方N/mm2(σ。)% %| DVMISO夏比HBHRC|向-V一U≥正火400~ 600470(265)1530320SiMn601~900|纺450(255)14| 30回火901~ 1200440(245)14|3039≤100785(510)1:4547219~286退火35SiMn调质101 ~300|纱735(440)1435217~265301 ~400685(390)18 303:215~255≤229401~500635(375)1128196~255835(540)40229~28650SiMn101 ~200(490)1217~269201 ~30014|40207~255热加工行业论坛www.rjghome.com表3试机械性能↔≥更度热处截面尺寸|样|00.2AK J表淬钢号理δ。|mm方|(σ )DV ISO夏比HBHRC类型N/mmN/mm2%%|- -v>渗12~s30780~ 10805901040|34|软化退火淬碳S16MnCr纵|31~63640~93044014|≤20757~ 62回12~ . 30980-12706808 35| 34|软化退火.S20MnCr同上纵790~10805408534≤21757 -62试样毛坯20CrMnTi1080(835)1045|一|-55尺寸15100~ 300500(305)40|920MnMo调质301 ~ 500470(275)14 4017~40800~9506001455 50|S25CrMo调质41~100700~8504500|50|≤212101~ 160650~86040016 605|≤100735( 540)17207~s26935CrMo101 ~ 300从|685(490) 1515207 ~ 269301~ 500635(440) 15 35|31207~ 26940~45501 ~800(390) 150|23900~11006501250| 40 |35101 ~16055013 50S42CrMo调质| 161~250|纵|750~900;5≤24154~60251 ~ 500690~8404608501~750590~7403908|70050|30850~ 100013 50| 35|S50CrMo调质| 161~250| 纵| 800~95050≤24856~62251~ s 500740~8901|690-840490渗淬(785) 7| 40|心部回、渗碳20CrMnMo两次835(490)10|28~ 33淬回100~30015 4547301~500(440)187~22918MnMoNb501 -800(345)正火≥500510(315)回火热加工行业论坛www.rjghome.com续表3机械性能2硬热试AK J处截面尺寸00.2S夏|表淬钢号里i。φmm方N/mm2(σ3)%)V北|HBHRC向M≥vU|100~300760(590)24031|241~.28642MnMoV调质301~ 500纵705(540)35501 ~ 800635(490)23 217 ~ -241S15Cr2Ni2渗淬11~30880~118064091041软化退火淬碳回31~63780~ 10805400≤21757~62试样毛坯20Cr2Ni41175( 1080)45---|62≥269尺寸1512~131080~ 13207855S17Cr2Ni2Mo980~12706858≤2291100~ 1300900101~ 1601000~ 120080015015软化退火S30Cr2Ni2Mo调质161~250900~ 1100700≤248251 ~ 500830~980501 ~ 10000780~930590≤100.900~ 10055S34Cr2Ni2Mo调质800~950600i352~58.740~ 89014501 ~ 1000690~ 840490≤10054 |34CrNi3Mo101~300纵|85543847 269~ 341301~500805331 |≤80980(835)淬81~100(835 )74 |退火40CrNiMo+101~151 .70 |151~2506≤8(1188|卒18Cr2Ni4W101~15070|可151 ~ 2503056 |38CrMoAl一|70|尺寸30≥229热加工行业论坛www.rjighome .com续表3机械性能≥度式|AK J钢号热处理截面尺寸羊σσ 0*2δ。P|s夏表淬类型mm方|(σ) .DV| 0| 比HBHRC .可|N/mm2%| %|M|≥V| L一次淬火15 (心部)835(450)1040||4二次淬火20Cr回火纵635(390)12404渗.淬回| 30 (心部)渗.淬.回≤60 .13≤100735(540)45|39|241~286101 ~ 300685(490)|3241 ~28640Cr调质301~500纵|(440)35|2.229 ~ 269501~ 800590(345)830||16 |217~2551(255~ 28650Cr从|101~300785(590)241 ~ 286*括号内为σs的数值。3试验方法和规则3.1化学成分分析3.1.1熔炼分析3.1.1.1应在每炉(包)浇注时取样分析。对于多炉合浇的大钢锭应报告权重分析结果。3.1.1.2如果试样丢失或者不适于作化学分析，也可在钢锭表面适当部位另取替代试样。3.1.2产品分析可对每一熔炼炉号浇出的或多炉合浇钢锭所锻制的一一个代表锻件上进行产品分析。试样可以取自锻件本体或其延长部分。对于圆盘或实心锻件，在由二分之一-半径处到外径之间的任何一点上取样，对于空心锻件或环形锻件，在二二分之一壁厚处取样，试样也可以取自破断的机械性能试样。3.1.3化学成分分析方法应按GB223-81~84《钢铁及合金化学分析方法》的规定。3.2机械性能试验3.2.1锻件的尺寸等级3.2.1.1实心锻件的尺寸等级按锻件粗加工的公称直径或厚度决定。当锻件的几部分长度相同而直径不同时，应采用最大直径。3.2.1.2环形或筒体锻件的尺寸等级按锻件粗加工的公称壁厚或高度决定，但在壁厚和高度之间取最大值3.2.2试验数量对于粗加工后单件重量小于2000kg的锻件，在熔炼炉号，热处理炉次，尺寸等级都相同的条件下，只需在其中一个锻件上取一-组试样。对于单件重量等于或大于2000kg而小于3000kg的各种等级的锻件，每个锻件均需取一-组试样。对于粗加工重量等于或大于3000kg的各种等级的锻件，则应在每个锻件上取两组试样;对于长度大于2m(试料长度除外)的轴类或简体锻件应在两端各取--组试样，两组试样周向错开180°，当长度小于或等于2m (试料长度除外)时，可在同一端相隔180°取两组试样;对于环形或圆盘锻件，则应相隔180°取样。整体锻成而在热处理后再割开的倍尺锻件可以视为-一个锻件，其试验数量与上同。每组试样的试样数量及测试内容按图样的规定。热加工行业论坛www.rjighome .com3.2.3取样位置3.2.3.1锻件应有足够的作为试样的加长、加大或加厚部分。其尺寸决定于锻件粗加工公称直径或厚度，而不考虑其粗大的端部、凸肩、法兰和轴颈，但经退火、正火或正火+回火的轴类锻件，其试样部分可以是小直径轴端的延长，如图1所示。3.2.3.2锻件的纵向拉伸试样标距长度的中心或切向拉伸试样的轴线和冲击试样缺口面的位置应按下述方法之一-确定:a.实心轴类锻件或钢坯的试样位置，在离表面三分之一半 径处，对方形和长方形锻件的试样位置则取自截面对角线上自顶点1/3 处，而且淬火锻件还应离端头90mm或相当于二分之- -直径或厚度的尺寸(取两个数值中较小的一一个数值)见图1a。b.空心锻件的试样位置在二分之- -壁厚处，而且淬火锻件试样应离端头90mm或者相当于二分之-壁厚的尺寸(取两个数值中较小的一一个数值)。见图1b。c.圆盘锻件，当试样部分是外径加大部分时，其试样位置在二分之一高度处， 而且淬火锻件试样应离外径90mm或相当于二分之一高度的尺寸(取两个数值中较小的一个数值)。当试样部分是高度延长部分时，其试样位置应在距表面90mm或二分之- - 厚度处(取两个数值中较小的一一个数值)，而淬火锻.件试样位置则应在距各表面90mm或二分之一厚度处。见图1c。d.环形锻件，当试样部分是高度延长部分时，其试样位置在二分之- -壁厚处，而且淬火锻件试样应离环形表面90mm或相当于二分之- -壁厚的尺寸(取两个数值中较小的一一个数值)。 当试样部分是外径加大部分时，其试样位置在二分之一高度处， 而且淬火锻件应离外径90mm或相当于二分之-高度的尺寸(取两个数值中较小的-一个数值)。见图1d.3.2.4试验方法3.2.4.1拉伸试验的试验方法应按GB228-76《金属拉力试验法》的规定。3.2.4.2缺口冲击试验方法规定如下:带“S”的钢种，有缺口冲击试验要求的按DIN50115《金属材料试验缺口冲击韧性试验》的规定，在DVM试样或ISO (V型缺口)试样.上进行。其余钢种按GB229-84《金属夏比(U型缺口)冲击试验法》和GB2106-80 《金属夏比(V型缺口)冲击试验法》的规定。3.3硬度试验3.3.1硬度试验方法按GB231-84《金属布氏硬度试验法》或GB230-83《金属洛氏硬度试验法》的规定。3.3.2每个锻件的硬度平均值应符合表3规定的硬度值范围，其允许偏差值在同一圆弧表面上，不应超过HB30，在同一母线上不应超过HB40。.a. 轴或方形、长方形锻件A向加长部分切向试样gTi 纵向试样退火或正火纵向试样区*见冶金部标准化研究所编《DIN西德工业标准汇编》材料试验第1辑。热加工行业论坛www.rjghome.comB向加长部分切向试样/宁=B8=纵向试样淬火+回火b.空心锻件c. 圆盘锻件d.环形锻件中!切向试样图1各类锻件的取样位置热加工行业论坛www.rjghome.com4.钢的特性和用途见表4表4钢号特性和用途20SiMn具有一-定的强度和韧性，焊接性能良好。适用于电渣焊和大截面壁厚零件。有高的强度和耐磨性，良好的韧性和耐疲劳性能，焊接性能差，35SiMn冷变形的塑性中等，切削性良好。一般用于各种中小型轴类及齿轮等。高的强度和良好的韧性，不适宜焊接，对回火脆性敏感。50SiMn .代替40Cr作大型齿圈及中小截面轴类零件。是一种较好的渗碳钢，有较高的淬透性和良好的切削加工性，用于尺寸较大的S 16MnCr部件时，能得到满意的表面层硬度和耐磨性。主要用于齿轮、齿轮轴、蜗轮轴、蜗杆、轴套螺栓等。是一种性能良好的渗碳钢，也可作调质钢用，焊接性能较差，不宜熔焊。S20MnCr可作断面不大，承受中等压力而又无大冲击负荷的零件，如齿轮、轴、蜗杆、主轴、联轴器、万向联轴器等。性能与20MnCr相似，经渗碳、淬火后具有硬而耐磨的表面及极其坚韧的心部，20CrMnTi并具有较高的低温冲击韧性，钢的切削加工性能良好。可作齿轮、齿轮轴、齿圈、十字头等。20MnMo焊接性能良好。用于中温高压容器，如封头、底盖、简体等。S25CrMo是一种强度和韧性较高的钢，在500°C以下具有足够的高温强度。焊接性能良好(当Mn、Cr、Mo含量在下限时)，主要用于轴、压板、活塞连杆等。35CrMo此钢具有高的强度，高的韧性和高的淬透性，淬火时变形极小。用于作大截面齿轮、重型传动轴等。强度和淬透性比35CrMo有所增高。用来制造较35CrMo钢强度更高或调质断S42CrMo面更大的锻件，如机车牵引用的大齿轮，增压器传动齿轮，主轴，连杆，减速器，连接轴万向联轴器及8.8级，直径100mm螺栓、螺母、垫圈等。S50CrMo强度和淬透性比42CrMo高，主要用于截面较大的部件，如轴、齿轮、活塞杆及8.8级直径100~ 160mm紧固件，- -般在调质后应用。20CrMnMo是一种高级渗碳钢，用于要求高的表面硬度与耐磨性的重要渗碳零件。18MnMoNb耐高温500~530°C以下，焊接和加工性能良好。作化工高压容器、水压机工作缸、水轮机大轴等。热加工行业论坛www.rjghome.com续表4钢号特性和用途42MnMoV代替42CrMo作轴和齿轮，表淬硬度HRC45~55。S15Cr2Ni2是一种渗碳用铬镍渗碳钢，具有很高的强度和韧性。主要用作承受高负荷的传动齿轮零件、万向接头、轴类、活塞杆等，焊接性能较差。是一种优质的铬镍渗碳钢，由于含铬镍较高，而具有很高的强度和韧性，渗20Cr2Ni4碳后硬度及耐磨性都很高。主要用来承受高负荷的渗碳部件，如传动齿轮、蜗杆、轴、万向接叉头等。S17Cr2Ni2Mo是一种优质的渗碳钢，具有高的强度和韧性。用于制作齿轮、锥齿轮等传动件;减速器零件、碟形轮、摩擦件等。优质的铬镍钼调质钢，有很高的强度，韧性及淬透性。主要用于重型机械中S30Cr2Ni2Mo|受高负荷及 大尺寸的部件，如汽轮机转子、叶片、高负荷的传动件、紧固件、曲轴、齿轮等。S34Cr2Ni2Mo齿轮等。性能与S30Cr2Ni2Mo相似。用于螺钉、传动丝杠、蜗轮轴、小齿轮轴、齿条、34CrNi8Mo性能、用途与30Cr2Ni2Mo相似。具有很高的强度、韧性和淬透性。主要用于高负荷的轴类，汽轮机轴、叶片40CrNiMo等。18Cr2Ni4W做承受动负荷，要求高强度的零件。如曲轴、齿轮轴及其它重要零件。是一种高级渗氮钢。有很好的渗氮性能与机械强度，渗氮处理后有高的表38CrMoAl面硬度和高的疲劳强度，无回火脆性,有良好的耐热性(可达500C)与耐蚀性。用于各种需渗氮零件，如气缸套、齿轮、高压阀杆、阀门柱塞。渗碳后具有较高的表面硬度和较好的耐磨性，钢的焊接性能良好，冷变形20Cr时塑性高，有较好的切削性能。一般用 于心部强度要求较高和表面承受磨损尺寸较大的渗碳零件，如齿轮、齿轮轴、活塞销等，渗碳HRC56~62，退火HB≤197。钢的抗拉、屈服强度比相应的碳钢高，并具有良好的淬透性，调质处理后具40Cr有良好的综合机械性能，可作齿轮、套筒、轴、曲轴、曲柄等。钢在油淬及高温回火后具有很高的强度。用以制造重负荷及受摩擦的零件，50Cr如齿轮、活塞销、连杆、轴承等。热加工行业论坛www.rjghome.com附录A(参考件)A.1锻件材料抗拉强度与硬度换算，按GB1172-74《黑色金属硬度及强度换算值》的规定(见2.06)。A.2凡钢号前冠以“S"符号的锻件材料，其抗拉强度与硬度换算，按表A1的规定。表A1布氏硬度各氏硬度抗拉强度维氏硬度HRDN/mm2(F≥98N)| (0.1022 =30HRBHRF| HRC| HRA①HR15N| HR30N| HR45ND2mm'2558076.027(880.741.0.28585.548.082.6990.252.03210095.056.287.033510599.835011062.390.537011538512011466.7 93.640C12511941513012471.296.443013512845014075.099.06514548015014378.7| 101.4491551471015281.7| 103.653016515654517016285.0| 105.55617516657518017137.1| 107.259518517619018189.5 108.762:19564020091.5| 110.166020592.567521019993.5111.36921520494.070:22020995.0| 112.472022521496.0热加工行业论坛www.rjghome.com续表A1布氏硬度洛氏便度抗拉强度|维 氏硬度F_NN/mm2 (F≥98N)| (0.102D2=30mm2'HRB HRFHRC HRA| HRD° HR15N| HR30N| HR45N74023021996.7 113.475523522377(24022898.1114.3| 20.360.740.369.641.719.978:23321.361.241.170.142.521.180025023899.5115.122.61.670.622.22025524223. 162.042.271.144.223.2835260247(101)24.062.443.171.645.024.385026525224.862.743.772.145.725.2865270257(102)25.663.144.372.646.426.288027526126.463.544.973.047.227.1900280266(104)63.845.373.447.827.991528527127.864.246.073.828.7930290276(105)28.564.546.574.249.029.595029529.64.847.174.649.730.496530029.865.247.574.950.231.199531.065.848.475.651.332.5103032030432.266.449.476.252.333.9106033031433.367.076.835.2109534032334.467.6.51.177.454.436.5112535033335.68.151.978.055.437.8115536034236.668.752.878.656.139.1119037035237.769.253.679.257.440.4122038036138.869.879.858.439037139.870.355.380.359.342.9129040040.870.856.080.860.244.1132041041.871.4 :56.8.81.4135042039942.771.857.581.8138543040943.672.358.282.347.4142044041844.572.858.82.8145545042873.359.483.264.3148546043746.173.660.183.664.950.4152047044746.974.183.965.7155548047.774. 561.384.352.21595490(466)48.4 .61.6 .84.767.153.11630500(475)49.175.362.285.053.9*本表引用DIN50150- 76标准。热加工行业论坛www.rjghome.com续表A1布氏硬度氏更度抗拉强度|维氏硬度FNN/mm2(F≥98N)| (0.102-5=30-)| HRB HRFHRCHRA| HRD"| HR15N| HR30N| HR45ND1665510(485)49.875.762.985.168.854.71700(494)50.76.163.585.769.055.61740530(504)51.176.463.986.069.556.21775540(513)51.776.764.386.357.01810550(523)52.377.064.886.970.557.81845(532)53.077.465.471.258.61 880570(542)53.677.865.887.271.759.31920580(551)54.178.066.287.572. I59.91955590(561)78.466.787.872.760.5199600(570)55.278.667.088.C61.22030610(580)55.778.967.588.21.72070620(589)56.379.267.988.574.262.42105630(599)56.879.568.388.874.663.02145(608)57.379.868.79.02180(618)80.089.275.564.166058.80.369.489.75.964.767058.880.669.889.765.368059.280.970.189.876.865.769059.781.190.177.270060.181.370.890.377.672061.081.871.590.767.774061.882.272.191.079.168.676062.582.672.691.279.778063.373.391.580.470.280064.063.473.891.871.082083.874.392.191.771.884084.174.892.372.286065.984.475.392.582.773.188066.484.792.783.173.690085.092.983.692067.85.376.593.094068.085.676.993.275.4括弧内的数字是位于标准硬度试验方法的定义范围之外的硬度值，但是，在实践中常常用作近似值。此外，只有当用硬质合金钢球测量时，括弧内的布氏硬度值才适用。