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合金钢的性能
随着科学技术和工业的发展，对材料提出了更高的要求，如更高的强度，抗高温、高压、低温，耐腐蚀、磨损以及其它特殊物理、化学性能的要求，碳钢已不能完全满足要求。
碳钢的不足：
(1)淬透性低。一般情况下，碳钢水淬的 淬透直径只有10mm-20mm。
(2) 强度和屈强比较低。如普通碳钢Q235钢的σs为235MPa，而低合金结构钢16Mn的σs则为360MPa以上。40钢的 σs /σb仅为0.43 远低于合金钢。
(3) 回火稳定性差。由于回火稳定性差，碳钢在进行调质处理时，为了保证较高的强度需采用较低的回火温度，这样钢的韧性就偏低；为了保证较好的韧性，采用高的回火温度时强度又偏低，所以碳钢的综合机械性能水平不高。
(4) 不能满足特殊性能的要求。碳钢在抗氧化、耐蚀、耐热、耐低温、耐磨损以及特殊电磁性等方面往往较差，不能满足特殊使用性能的需求。
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2. 形成碳化物合金元素按其与钢中碳的亲和力的大小 可分为碳化物形成元素和非碳化物形成元素两大类。
常见非碳化物形成元素有：Ni、Co、Cu、Si、Al、N、B等。它们基本上都溶于铁素体和奥氏体中。常见碳化物形成元素有：Mn、Cr、W、V、Nb、Zr、Ti等(按形成的碳化物的稳定性程度由弱到强的次序排列)，它们在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体 含量高时可形成新的合金碳化合物。
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在40Cr渗碳钢中，Mo有多方面的突出作用:
例如：它大大提高零件渗碳层和心部的淬透性，有利于扩大使用尺寸和控制淬火变形；它明显抑制渗碳层中贝氏体的形成，有利于得到全马氏体组织；它使渗碳层在较宽的碳含量范围内能得到较高硬度，有利于硬化层质量的稳定；它能抑制渗碳层表面氧化等等。从而提高渗碳层的冲击断裂应力和过载加疲劳下的抗力。因此，重要用途的、高质量要求的渗碳钢一般均含有一定量的钼，尤其是对于重载的大型渗碳件更甚。此外，钼还有加快40Cr钢退火软化的作用，有利于改善切削加工性。
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4. 钢种及牌号
(1)40Cr低淬透性调质钢：这类钢的油淬临界直径为30mm～40mm，用于制造一般尺寸的重要零件。
(2)35CrMo中淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为40mm～60mm加入钼不仅可提高淬透性，而且可防止第二类回火脆性。
(3)40CrNiMo高淬透性合金调质钢：这类钢的油淬临界直径为60mm-100mm，多半是铬镍钢。铬镍钢中加入适当的钼，不但具有好的淬透性，还可第二类回火脆性。
5. 热处理和组织性能
合金调质钢的终热处理是淬火加高温回火（调质处理）。合金调质钢淬透性较高，一般都用油，淬透性特别大时甚至可以空冷，这能减少热处理缺陷。
合金调质钢的终性能决定于回火温度。一般采用500℃-650℃回火。通过选择回火温度，可以获得所要求的性能。为防止第二类回火脆性，回火后快冷（水冷或油冷），有利于韧性的提高。
合金调质钢常规热处理后的组织是回火索氏体。对于表面要求耐磨的零件（如齿轮、主轴），再进行感应加热表面淬火及低温回火，表面组织为回火马氏体。表面硬度可达55HRC～58HRC。
合金调质钢淬透调质后的屈服强度约为800MPa 冲击韧性在800kJ/m2心部硬度可达22HRC～25HRC。若截面尺寸大而未淬透时，性能显著降低。
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2. 合金元素对过冷奥氏体分解转变的影响
除Co外 几乎所有合金元素都增大过冷奥氏体的稳定性 推迟珠光体类型组织的转变 使C曲线右移 即提高钢的淬透性。常用提高淬透性的元素有：Mo、Mn、Cr、Ni、Si、B等。必须指出 加入的合金元素 只有完全溶于奥氏体时 才能提高淬透性。如果未完全溶解 则碳化物会成为珠光体的核心 反而降低钢的淬透性。另外 两种或多种合金元素的同时加入(如 铬锰钢、铬镍钢等) 比单个元素对淬透性的影响要强得多。
除Co、Al外 多数合金元素都使Ms和Mf点下降。其作用大小的次序是：Mn、Cr、Ni、Mo、W、Si。其中Mn的作用强 Si实际上无影响。Ms和Mf点的下降 使淬火后钢中残余奥氏体量增多。残余奥氏体量过多时可进行冷处理(冷至Mf点以下) 以使其转变为马氏体; 或进行多次回火 这时残余奥氏体因析出合金碳化物会使Ms、Mf点上升 并在冷却过程中转变为马氏体或贝氏体(即发生所谓二次淬火)。
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