渗碳和碳氮共渗零件常见缺陷及防止措施.doc

常见热处理缺陷及防止措施目录1渗碳和碳氮共渗零件常见缺陷及防止措施2渗碳零件的检验项目、内容及要求3碳氮共渗零件的检验项目、内容及要求4渗氮零件的常见缺陷及防止措施5钢的热处理种类及应用范围6排气门座（汽车）的质量检验7活塞销常用材料和技术条件8液体氮化的渗层质量的确认（摘自比亚乔标准）9连杆的热处理10JIS G3445 机械结构用碳素钢钢管11低合金高强度结构钢（GB/T 15911994）12曲柄热处理13瑞典加普腾钢丝公司钢质线材 14高磷合金铸铁进行要求15日本进口钢质线材16内燃机高磷铸铁气缸套金相检验1渗碳和碳氮共渗零件常见缺陷及防止措施缺陷名称产生原因防止措施毛坯硬度偏高正火温度偏高或保温时间不足，使组织中残留少量硬度较高的魏氏组织（250HV），正火温度超过钢材晶粒显著长大的温度应重新制定正火工艺；检查控温仪表，校准温度，控制正火冷却速度；毛坯硬度偏低正火冷却过缓重新正火，加强冷却带状偏析钢材合金元素和杂质偏析，一般正火难以消除；更换钢材层深不足碳势偏低；温度偏低或渗期不足提高温度；检查炉温，调整工艺，延长渗碳（共渗）时间；渗层过深碳势过高，渗层（共渗）温度温度偏高，渗期过长降低碳势，缩短周期，调整工艺渗层不均炉内各部分温度不均；碳势不均；炉气循环不佳；工件互相撞碰；齿面有脏物；渗碳时在齿面结焦零件表面清洗干净；合理设计夹具；在料盘上加导流罩，保证炉内各部温度均匀；严格控制渗碳剂中的不饱和碳氢化合物过共析共析层比例过大（大于总渗层的3/4）炉气碳势过高；强渗和扩散时间的比例选择不当降低碳势；调整强渗与扩散期的比例，如果渗层深度允许，可返修进行扩散处理过共析共析比例过小（小于总深度的1/2）炉气碳势过低，强渗时间过短，提高炉气碳势；增加强渗时间；可在炉气碳势较高的炉中补渗表面碳浓度过高形成大块碳（氮）化合网炉气碳势过高,强渗时间过长降低碳势，缩短强渗时间；如果渗层深度允许，可在较低碳势炉中进行扩散处理；适当提高淬火温度；进行一次渗层的球化退火表面残留奥氏体过多氮碳含量过高；深后冷却过快，碳（氮）量析出不够，淬火温度偏高调整渗碳工艺控制碳（氮）含量；从渗碳（共渗）炉或预冷炉中出炉的温度不宜过高；降低淬火温度表面碳量过低炉气碳势过低，炉温偏高；扩散时间过长提高碳势；检查炉温，调整强渗与扩散时间的比例表层马氏体针粗大淬火温度偏高降低淬火温度表层出现非马氏体组织升温排气不充分；炉子弥缝性差，漏气，使表面合金元素氧化，淬火冷却速度低从设备和工艺操作上减少空气进入炉内；适当提高淬火冷却速度；在渗碳最后10分钟左右通人适量氨气表层脱碳渗后出炉温度过高；炉子出现漏气；淬火时产生氧化防止炉子漏气；降低出炉温度；控制淬火时炉内气氛；盐炉淬火脱氧要充分；补渗碳心部硬度偏低淬火温度过低；冷却速度不当，心部游离铁素体过多；选材不当提高淬火温度；加强淬火冷却；采用两次淬火；更换材料畸变淬火温度偏高；冷却方法不当；夹具设计不合理，选择材料不当调整淬火工艺，合理设计夹具，改善冷却条件，改换材料2渗碳零件的检验项目、内容及要求序号检验项目检验内容及要求1原材料质量用试样检验：化学成分、低倍组织、晶粒度、淬透性、带状组织2毛坯力学性能用试样检查：一般检查布氏硬度，要求严格者按图样检查抗拉强度、屈服强度、延伸率、断面收缩率、冲击值3外观质量渗碳淬火后，100检查表面氧化、裂纹、及碰伤4渗层深度用试样检查：按图纸要求，从表面测至550HV深度处为有效硬化层深度，显微检查渗碳层总深度时，碳钢：过共析共析1/2过渡区；合金钢：过共析共析全部过渡区。过共析共析应占总深度的50705表面硬度用实物检查，按图纸要求，一般为5664HRC6表面碳浓度用试样检查：按图纸要求，一般为0.75-1.0%7表层显微组织用试样检查：按ZB/T04 0011988检查，细针马氏体分散细小碳化物少量残余奥氏体为佳；按标准图，马氏体和残留奥氏体15级合格，对无冲击载荷的齿轮，碳化物15级合格，对有冲击载荷的齿轮，碳化物14级合格8 心部硬度组织用试样检查：心部硬度：m8mm者为3045HRC，m8mm为3040HRC心部组织：应基本上为板条马氏体少量铁素体；铁素体按标准平级图评级，m5mm为14级，m5mm为15级合格3碳氮共渗零件的检验项目、内容及要求序号检验项目检验内容及要求1原材料质量同渗碳零件2毛坯力学性能3外观质量4共渗层深度用试样检查：按图样要求，硬度法测至550HV处，金相法测至心部5表面碳氮浓度用试样检查，一般含氮量0.2-0.4%,含碳量0.7-0.9%6表面硬度用零件检查，按图样要求，一般为5763HRC7表层显微组织用试样检查：按QCn290181991检查，碳氮化物15级合格，马氏体、残留奥氏体15级合格，黑色组织暂不作规定，一般以不影响表面硬度为佳8心部硬度、组织用试样检查，心部硬度按图样规定，一般不作统一规定，心部组织按ZB/T04 0011988检查，小模数零件为14级合格，大模数零件15级合格9畸变用零件检查：按图样和工艺要求检查4渗氮零件的常见缺陷及防止措施序号缺陷名称产生原因防止措施1心部硬度偏低预备热处理淬火温度偏低，出现游离铁素体，调质回火温度偏高；调质淬火冷却速度不够提高淬火温度；充分保温，调质回火温度不宜超过渗氮温度过多2渗氮层深度过浅渗氮温度偏低；氮势不足；保温时间过短提高渗氮温度；检查漏气；提高氮势；增加保温时间3表层高硬度区太薄第一段渗氮温度过低，时间偏短；或第二段渗氮温度过高调整第一段渗氮温度，延长保温时间4硬度梯度过陡第二段渗氮温度偏低，时间过短提高第二段渗氮温度，延长保温时间5渗层深度不均匀渗氮温度不均匀；工件之间互相碰撞；气流速度过大正确设计夹具；合理装炉；气体流量控制适中；离子渗氮采用分解氨；改善炉内工件温度的均匀性6局部软点工件表面有氧化皮或其他脏物；防渗镀涂时污染渗氮时仔细清洗表面；仔细进行防渗镀涂7表面硬度偏低材料有错；渗氮温度过高或过低；渗氮时间不够；氮势偏低检查核对材料；调整温度和时间，降低氨分解率；检查炉子漏气8组织中出现网状和鱼骨状氮化物零件表面有脱碳层；渗氮温度过高；氮势过高控制渗氮温度和氮势；零件倒角；留足加工余量9表面碎性高，产生剥落表面含氮量过高；渗氮层太深；表面脱碳；预备热处理有过热现象，晶粒粗大预备热处理时保护加热；留足加工余量；降低氮势；采用二段渗氮法；后期采用退氮方法；细化原始晶粒5钢的热处理种类及应用范围工艺名称作用应用范围退火均匀化退火成分均匀化铸钢件及有成分偏析的煅轧件完全退火细化组织、降低硬度、共析钢煅、轧、焊件等温退火细化组织和降低硬度防止白点碳钢、合金钢、高合金钢的锻件、冲压件等。较完全退火的组织和性能更均匀，且缩短周期球化退火碳化物球状化，降低硬度提高塑性共析钢和过共析钢件（如工模具轴承钢）不完全退火（亚临界退火）细化组织，降低硬度中、高碳钢及低合金钢的煅、轧件，组织细化程度低于完全退火再结晶退火（低温退火）消除加工硬化，使冷变形晶粒为细小等轴晶；冷变形钢材和零件去应力退火消除内应力，使之达到稳定状态铸件、焊接件、煅轧件及机加工件正火提高硬度，改善加工性能，防止机加工“粘刀”，降低表面粗造度值低碳钢细化晶粒，均匀组织，为淬火做好组织准备中碳钢，合金钢消除网状碳化物，为球化退火作准备高碳钢，高合金钢消除渗层中的网状碳化物渗碳钢消除不正常组织（如粗晶等）铸件、锻件最终热处理要求不高的碳钢淬火单介质淬火在单一冷却介质中（如油、水、空气等）淬火，达到硬度、强度等要求最常用方法双介质淬火在两种淬火介质（水油，水空气，油空气）中淬火，保证足够淬硬层，避免淬裂，减少变形中、高碳钢零件、合金钢大型零件分级淬火先淬入浴槽中，使零件内外温度都达到浴槽介质温度，然后再淬入另一种冷却较缓慢的介质，减少变形和开裂形状复杂，变形要求严格的零件，包括尺寸较小的合金钢、碳钢零件，尺寸较大零件或淬透性差的钢种贝氏体等温淬火先淬入浴槽完成淬火，然后再空冷，获得良好综合性能，减少变形和开裂合金钢及w（C）0.6%碳钢零件，高碳工模具钢零件固溶处理将其他相充分溶解到固溶体中沉淀硬化不锈钢，马氏体时效钢回火低温回火150250回火，获得回火马氏体组织，目的是在保持高硬度条件下，提高塑性和韧性超高强度钢、工模具钢、量具、刃具、轴承、及渗碳件中温回火350500回火，获得托氏体组织。目的是获得高弹性和足够的硬度，保持一定的韧性中温超过强度钢，弹簧、热煅模具钢高温回火500650回火，获得索氏体组织，目的是达到较高强度与韧性良好配合结构钢零件，渗氮件预备热处理，多次回火淬火后进行二次以上回火，进一步促进残余奥氏体的转变，消除内应力，使尺寸稳定超过强度钢，工模具钢，高速钢时效从过饱和固溶体中析出金属间化合物，提高硬度，消除内应力，使尺寸稳定渗碳（含碳氮共渗）增加表层碳含量，提高表面硬度、耐磨性及抗疲劳性能碳氮共渗和渗碳相似，但渗入温度约低，渗层较浅，变形较小用于心部有一定强度和良好韧性而表面要求高硬度，（5864HRC）的场合，还用于提高耐磨性或疲劳性能的场合。主要用于齿轮、销类、和轴类零件渗氮（含氮碳共渗）增加表面氮含量，提高表面硬度、耐磨性、以及热硬性（500），和抗胶活性氮碳共渗与渗氮相似，但渗入温度约低，表面硬度稍低与渗碳相比，渗氮的渗层较浅，硬度高，不能承受大接触应力和冲击载荷，生产周期长用于心部保持良好韧性表面要求高硬度（6572HRC）场合，还用于提供耐磨性，疲劳强度。耐蚀性或热硬性场合。渗金属和非金属使一种或多种金属，如Al、Cr、Si、B、V、W、Mo、Zn、Re等渗入表层，提高耐磨性，抗氧化性、耐蚀性等渗铝或铝与其他元素多元共渗，主要用于高温防护，提高高温抗氧化和耐蚀性6排气门座（汽车）的质量检验排气门座的质量检验按GB/T 10483规定的检验方法、检验规则进行，热处理质量规定见表检验项目检验方法检验要求纤维方向宏观检验锻造金属流线应符合气阀外形的纤维方向表面质量观察表面不得有裂纹、氧化皮及过烧现象，工作表面不得有伤痕、麻点、腐蚀等有害缺陷，非加工表面应平整、光滑，不容许有影响使用性能的锻造缺陷硬度HRC杆部、盘部硬度测量3037（每个气阀的硬度差不得大于4HRC）杆端部50基体金相组织合金结构钢金相显微镜应为回火索氏体，其游离铁素体含量不得超过现场面积的5（体积分数），1级合格，奥氏体晶粒度6级马氏体耐热钢应为回火索氏体，不容许有游离铁素体级连续网状碳化物，奥氏体晶粒度6级奥氏体耐热钢为奥氏体，奥氏体晶粒度3级，、层状析出物按照产品图样及技术要求规定渗氮层渗氮层深度金相显微镜应符合产品图样及技术文件规定渗氮层疏松13级合格氮化物马氏体钢气阀离子渗氮、渗氮层氮化物级别13级合格堆焊层金相显微镜堆焊合金层与基体之间应为冶金结合，其金相组织及冶金质量应符合产品技术条件的规定杆端部淬硬层金相显微镜硬化层深度应符合JB/T6012或产品图样要求探伤磁粉探伤机探伤应无裂纹超声波用于焊接排气阀焊缝探伤，应无裂纹备注：JB/T 6720 内燃机进排气门金相检验 JB/T6719 磁粉探伤7活塞销常用材料和技术条件标准号JB/NQ54.1TB1461JT4031适应范围汽缸直径为200mm以内的内燃机内燃机车柴油机船用柴油机材料20、15Cr、20Cr、20Mn212CrNi3A、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi、20Cr15、20、15Cr、20Cr渗碳层深度详见附表1.1-1.70.6-0.8(3.5mm)0.8-1.2(3.5-8mm)1.2-1.8(8mm)内孔表面脱碳贫碳层深度0.03mm(一等品、优等品)硬度HRC外圆表面58645764（有体积稳定要求时）6063（12CrNi3A）5762（其余材料）5661同一零件上硬度差335心部硬度2038（210mm214215Cr、20Cr2445（210mm）2040（1018mm）20Mn22448（218mm）附表 活塞销内孔、外圆表面渗碳层深度的技术要求活塞销壁厚/mm2334466881010渗碳层深度mm外圆表面0.250.300.400.5-1.20.6-1.20.8-1.7内孔表面0.050.100.40内外表面渗碳层深度之和占壁厚的比例40353371 常用钢活塞销的质量检验检验项目检验方法检验要求渗碳层深度mmJB/NQ54.1过共析加共析加1/2过渡区按产品图样要求TB1461过共析层加共析加过渡区按产品图样要求，过共析共析深度应为渗碳层深度的5075硬度HRC表面不同部位至少测三点，取平均值按产品图样要求，同一销的工作面硬度差不大于3HRC心部检验项目检验方法检验要求组织渗碳层距活塞销两端20mm之内横向截取，观察整个截面细针状马氏体，不容许有粗大块状或连续网状碳化物心部板条马氏体和铁素体，不允许大块铁素体表面质量观察无裂纹、腐蚀、麻点、黑斑、刻痕、磨削缺陷、碰撞痕迹、毛刺、氧化皮探伤磁力探伤无裂纹、注意退磁压碎试验在两平面压碎或用V型槽72 活塞销常见热处理缺陷及预防补救措施缺陷名称产生原因预防及补救措施渗层碳浓度过高，表层有粗块状或连续网状碳化物，淬火后渗层中残留奥氏体级别过高等1 渗碳炉气氛碳势过高2 强渗后扩散时间不够或扩散温度过低1 应控制炉气氛碳势合适2 改进扩散工艺，在900920扩散以消除过多的碳化物3 在860880长时间加热后淬火以消除碳化物网4 采用深冷处理或二次淬火消除过量的残余奥氏体渗层碳浓度过低1 渗碳时炉气氛碳势过低2 炉气氛循环不良3 零件装炉量过大1 严格控制炉气氛碳势2 改进炉气氛循环系统3 减少装炉量，保证零件间间隙合适，避免堆放4 层深未超过上限者允许补渗渗碳层深度不合格1 渗碳温度控制不当2 渗碳时间控制不当1 健全温度控制管理体系并认真实施2 严格控制渗碳时间3 渗碳层深度偏浅时可以补渗渗碳层深度不均匀1 零件表面附有脏物或积灰2 装炉不当，零件表面相互挤碰1 渗碳前应清理2 装炉要合理摆放3 层深为超上限时允许降低渗碳温度补渗表面脱碳1 渗碳时在空气中冷却时冷却速度过慢2 重新加热淬火时炉气氛碳势过低或盐浴脱氧不良1 空冷时避免零件密集堆放2 渗碳后在保护气氛中冷却3 放在带水套的冷却井中冷却4 盐浴及时脱氧5 脱碳层深度在磨削余量范围内允许通过，否则报废材料裂纹原材料缺陷报废8液体氮化的渗层质量的确认海恩（Heyn）反应试验（适用于所以工艺）试验过程：清除氮化零件表面污物后，涂抹Heyn试验剂，Heyn反应会有沉积物出现，如果有化合物层且有可接受的致密性，那么，棕红色的铜的沉积物应该在5分钟之后才出现，因为氮化物层阻止了铜在基体金属上的沉积。配方：氯化铜 5克铵 5克（氯化铵）蒸馏水 100克9连杆的热处理91连杆的失效方式连杆由小头、大头、杆身三步分组成，连杆小头与活塞一起做往返运动，大头与曲轴一起做旋转运动，杆身做复杂的平面运动。连杆在工作中除受交变的拉、压应力外，还承受弯曲应力。连杆的失效方式主要是疲劳断裂，常发生在连杆的三个高应力区，即杆身中间、小头及杆身的过渡区、以及大头和杆身的过渡区，（螺纹孔附近），原材料的缺陷，锻造折叠及淬火裂纹的漏检，也常常导致连杆的断裂事故。92连杆常用材料及技术条件材料技术要求备注热处理硬度（HBS）JB/NQ64.1JB37644540Cr35CrMo调质调质调质217-293223-280250-320217-293217-293217-293JB/NQ64.1规定在同一连杆上的硬度差应小于等于40HBS40MnB5518Cr2Ni4W调质锻造余热淬火、回火调质229269229269321363表中硬度范围系某些生产厂的技术数据备注：JB/NQ64.1 内燃机连杆产品质量分等标准。JB3764 汽车发动机连杆技术条件。93常用碳素钢和合金结构钢连杆的调质工艺用途钢号淬火回火硬度HBS加热温度冷却方式加热温度保温时间min冷却方式轿车、吉普及小拖拉机40Cr86010油冷6201060水冷2412984584010盐水12s入油6701030（盐浴）空冷20724145Mn285010油冷63010162喷水228269载重车及拖拉机45终锻95060110热油35s61010120空冷2172894582010盐水5s后空冷（*1）580600120空冷22826940MnB85010油冷65010120空冷229269重型车40Cr85010油冷61010210水冷22328040CrMoA86010油冷55010180空冷42SiMn86010油冷56010150空冷大马力柴油机42CrMo87010油冷62010240空冷29832142CrMo86010油冷550580180空冷311331注：(*1)控制盐水冷却时间的工艺只限于手工操作的小量生产方式。93 40、40Cr、40MnB钢连杆的质量检验检验项目检验方法检验要求表面质量观察无裂纹、发纹、折叠、过烧、氧化坑、错移、金属未充满纤维方向显示宏观组织金属纤维方向应沿着连杆中心线并与外形相符，无杂乱及间断硬度按图所示位置检查按产品图样要求显微组织按图一所示部位抽检，参考图二评级均匀细小索氏体，可参考图二评级，14级合格，56级须经喷丸强化后方可装车，78级需重新调质图一 连杆硬度及显微组织检测部位图二 汽车连杆及连杆盖显微组织标准（一汽厂标BR874）94 连杆热处理常见缺陷及预防补救措施缺陷名称形成原因预防及补救措施大块夹杂物冶炼不良加强原材料检验折叠锻造不良加强锻造表面质量检验硬度低1加热温度低或淬火冷却速度慢；2热处理操作不当控制加热时间及通保护气氛，防止连杆在锻造、热处理过程中脱碳淬火裂纹淬火冷却过快，材料成分不对注意材料成分和选择冷却条件组织不均匀淬火冷却不当，冷却速度慢严格执行淬火工艺，加强检验，以便及时发现10 . JIS G3445 机械结构用碳素钢钢管表一：化学成分分类牌号化学成分%CSiMnPSNb或VGrade11ASTKM11A0.120.350.0400.040Grade12ASTKM12A0.200.350.0.0400.040BSTMK12BCSTMK12CGrade13ASTKM13A0.250.350.30-0.900.0400.040 BSTKM13BCSTKM13CGrade14ASTKM14A0.300.350.30-1.000.0400.040BSTKM14BCSTKM14CGrade15ASTKM15A0.25-0.350.350.0400.040CSTKM15CGrade16ASTKM16A0.35-0.450.400.0400.040 CSTKM16CGrade17ASTKM17A0.45-0.550.400.0400.040CSTKM17CGrade18ASTKM18A0.180.550.0400.040BSTKM18BCSTKM18CGrade19ASTKM19A0.250.551.80.0400.040CSTKM19CGrade20ASTKM20A0.250.551.000.0400.0400.1511低合金高强度结构钢（GB/T 15911994）本标准参照采用ISO4950：1981高屈服强度扁平钢材和ISO 4951：1979高屈服强度钢棒材和型材。1主题内容和适用范围本标准规定了低合金高强度结构钢的牌号和技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书等。本标准适用于热轧、控轧、正火、正火加回火及淬火加回火状态供应的工程用钢和一般结构用厚度不小于3mm的钢板、钢带及型钢、钢棒，一般在供应状态下使用。本标准规定低合金高强度结构钢的化学成分也适用于钢锭、链铸坯、钢坯及其制品。2 引用标准GB/T 222 钢的化学分析用试样取样方法及化学成分允许偏差GB/T 223 钢铁及合金化学成分分析方法GB/T 228 金属拉伸试样方法GB/T 232 金属弯曲试样方法GB/T 247 钢板及钢带验收、包装、标志及质量保证书的一般规定GB/T 2101 型钢验收、包装、标志及质量保证书的一般规定GB/T 2406 金属夏比（V型缺口）冲击试样方法GB/T 2975 钢材力学及工艺性能试验取样规定GB/T 4159 金属低温夏比冲击试验方法GB/T 6307 金属拉伸试验试样GB/T13304 钢分类3 牌号表示方法钢的牌号由代表屈服点的汉语拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三个部分按顺序排列。例如：Q390A其中： Q钢材屈服点的“屈”字汉语拼音的首位字母； 390屈服点数值，单位Mpa; A、B、C、D、E分别为质量等级符号。4 尺寸、外形、重量及允许偏差应符合相应标准的规定。5 技术要求51 牌号和化学成分511 钢的牌号和化学成分（熔炼成分）应符合表1的规定，合金元素含量符合GB/T 13304对低合金钢的规定。5111 Q295的碳含量到0.18%也可交货。5112 不加V、Nb、Ti、的Q295级钢，当C0.12%时，Mn含量上限可提高到1.8%.5113 Q345级钢的Mn含量上限可提高到1.7%.5114 厚度6mm的钢板、钢带和厚度16mm的热轧钢板、钢带的Mn含量下限可降低0.20%.5115 在保证钢材力学性能符合本标准的情况下，用Nb作为细化晶粒元素时，其Q345、Q390级钢的Mn含量下限可低于表1的下限含量。5116 除各牌号A、B级钢外，表1中细化晶粒元素（V、Nb、Ti、Al），钢中应至少含有其中的一种，如这些元素同时使用时则至少应有一种元素的含量不低于规定的最小值。表1牌号质量等级化学成分CMnSiPSVNbTiAlCrNiQ295AB0.160.160.80-1.500.80-1.500.550.550.0450.0400.0450.0400.02-0.0150.02-0.0150.015-0.0600.015-0.0600.02-0.200.02-0.20Q345ABCDE0.200.200.200.180.181.00-1.601.00-1.601.00-1.601.00-1.601.00-1.600.550.550.550.550.550.0450.0400.0350.0300.0250.0450.0400.0350.0300.0250.02-0.150.02-0.150.02-0.150.02-0.150.02-0.150.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.0150.0150.015Q390ABCDE0.200.200.200.200.201.00-1.601.00-1.601.00-1.601.00-1.601.00-1.600.550.550.550.550.550.0450.0400.0350.0300.0250.0450.0400.0350.0300.0250.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.0150.0150.0150.300.300.300.300.300.700.700.700.700.70Q420ABCDE0.200.200.200.200.201.00-1.701.00-1.701.00-1.701.00-1.701.00-1.700.550.550.550.550.550.0450.0400.0350.0300.0250.0450.0400.0350.0300.0250.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.02-0.200.0150.0150.0150.400.400.400.400.400.700.700.700.700.70Q460CDE0.200.200.201.00-1.701.00-1.701.00-1.700.550.550.550.0350.0300.0250.0350.0300.0250.02-0.200.02-0.200.02-0.200.015-0.0600.015-0.0600.015-0.0600.02-0.200.02-0.200.02-0.200.0150.0150.0150.700.700.700.700.700.70注：表中的Al为全Al含量，如化验酸溶铝时，其含量应不小于0.010%5117 为改善钢的性能，各牌号A、B级钢可加入V或Nb或Ti等细化晶粒元素，其含量应符合表一规定，如不作为合金元素加入时，其下限含量不受限制。5118 当钢中不加人细化晶粒元素时，不进行该元素含量的分析，也不予保证。5119 型钢和钢棒的Nb含量下限为0.005%.51110 各牌号钢的Cr、Ni、Cu、残余元素含量各不大于0.30%，供方如能保证可不作分析。51111 为改善钢的性能，Q390、Q420、Q460级钢可加入少量Mo元素。51112 为改善钢的性能，各牌号可加入RE元素，其含量按0.02-0.20%计算。51113 经供需双方协商，Q420级钢可加入N元素，其熔炼分析含量为0.010-0.020（%）。512 供应商品钢锭、连铸坯、钢坯时，为保证钢材、力学性能符合本标准规定，其C、Si元素含量含量的下限可根据需方的要求另定协议。513 钢材、钢坯、连铸坯的化学成分允许偏差应符合GB223的规定。52 冶炼方法钢应由氧气转炉、平炉、或电炉冶炼。除非需方有特殊要求，冶炼方法一般由供方选择。53 交货状态531 钢一般应以热轧、控轧、正火及正火加回火状态交货。Q420、Q460的C、D、E级钢也可按淬火加回火状态供货。532 交货状态应在合同中注明，否则由供方选择。54 力学性能和工艺性能541 钢材的拉伸、冲击和弯曲试验结果应符合表2的规定。表2牌号质量等级屈服点抗拉强度bMpa伸长率冲击功180弯曲试验d弯心直径a试样厚度（直径）厚度（直径、，边长）mm200-20401616-3535-5050-100不小于钢材厚度（直径）mm不小于1616-100Q295AB295295275275255255235235390570390570232334d=2ad=2ad=3ad=3aQ345ABCDE345345345345345325325325325325295295295295295275275275275275470-630470-630470-630470-630470-630212122222234343427d=2ad=2ad=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3ad=3ad=3aQ390ABCDE390390390390390370370370370370350350350350350330300330330330490-650490-650490-650490-650490-6501919202020343433427d=2ad=2ad=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3ad=3ad=3aQ420ABCDE420420420420420400400400400400380380380380380360360360360360520-680520-680520-680520-680520-680181819191934343427d=2ad=2ad=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3ad=3ad=3aQ460CDE460460460440440440420420420400400400550-720550-720550-7201717173434327d=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3a5411 进行拉伸和弯曲试验时，钢板、钢带应取横向试样；宽度小于600mm的钢带、型钢和钢棒应取纵向试样。5412 钢板和钢带的伸长率允许比表2降低1（绝对值）。5413 Q345级钢其厚度大于35mm的钢板的伸长率值可降低1（绝对值）。5414 边长或直径大于50100mm的方、圆钢，其伸长率可比表2规定值降低1（绝对值）。5415 宽钢带（卷状）的抗拉强度上限值不作交货条件。5416 A级钢应进行弯曲试验，其他质量级别钢，如供方能保证弯曲试验结果符合表2规定的要求，可不作检验。5417 夏比（V型缺口）冲击试验的冲击功和试验温度应符合表2的规定，冲击功值按一组三个试样算术平均值计算，允许其中一个试样单值低于表2的规定值，但不得低于规定值的70。5418 当采用5mmX10mmX55mm小尺寸试样做冲击试样时，其试验结果应不小于规定值的50。542 Q460和各牌号D、E级钢一般不供应型钢、钢棒。543 表2所列规格以外钢材的性能，由供需双方协商确定。55 表面质量钢材的表面质量应按有关产品规定。6 试验方法61 每批钢材的检验项目，取样数量、取样部位和试验方法应符合表3的规定。表3序号检验项目取样数量、个取样方法试验方法1化学成分1（每炉罐号）GB222GB2232拉伸1GB2975GB228GB63973弯曲1GB2975GB2324常温冲击3GB2975GB21065低温冲击3GB2975GB415962 钢板、钢带及型钢厚度12mm或直径16mm的钢棒做冲击试验时，应采用10mmX10mm55mm试样，厚度为6mm12mm的钢板、钢带及型钢或直径为12mm16mm做冲击试验时应采用5mmX10mmX55mm小尺寸试样。冲击试样可保留一个轧制面。冲击试样的纵向轴线应平行于轧制方向。63 当做厚度或直径大于20mm钢材的弯曲试验时，试样经单面刨削使其厚度达到20mm，弯心直径按表2规定。进行试验时，未加工面应位于弯曲外侧，如试样未经刨削弯心直径应比表2所列数值增加一个试样厚度a。7 检验规则71 钢材应由供方技术监督部门检查和验收。72 钢材应该成批验收，每批由同一牌号、同一质量等级、同一炉罐号、同一品种、同一尺寸同一热处理制定（指按热处理状态供应）的钢材组成。A级钢或B级钢允许同一牌号、同一质量等级、同一冶炼和浇注方法、不同炉罐号组成混合批。但每批不得多于6个炉罐号、且各炉罐号C含量之差不得大于0.02%,Mn含量之差不得大于0.15%。每批钢材重量不得大于60t。73 钢材的夏比（V型缺口）冲击试验结果不符合规定时，应从同一批钢材中再取一组三个试样进行试验，前后六个试样的平均值不得低于表2 的规定值，允许其中两个试样低于规定值，但低于规定值70的试样只允许一个。74 钢材的检验项目的复验和验收规则应符合GB 247和GB2101的规定。8 包装、标志及质量证明书 钢材的包装、标志及质量证明书应符合GB 247或GB 2101的规定。12曲柄热处理：121 曲柄的失效方式（1）疲劳断裂。 多数是曲颈与曲柄过渡的圆角处产生疲劳裂纹，随后向曲柄深处发展造成曲轴断裂，其次是轴颈中部的油道内壁产生裂纹，发展为曲柄处的断裂。（2）轴颈表面的严重磨损。122曲柄的热处理技术要求表一、气缸直径小于或等于200mm的往复活塞式内燃机曲轴热处理技术要求项目锻钢球墨铸铁预备热处理毛坯硬度（HBS）调质207302正火163241240300同一曲柄硬度差（HBS）5050显微组织（体积分数）调质索氏体14级正火晶粒度1410级晶粒不均匀度差3级不允许有魏氏组织带状组织不大于1级石墨球化级别13级石墨球径大小58级珠光体含量珠85，须经表面处理的曲轴珠光体含量珠75游离渗碳体2，磷共晶1.5%,总量3最终热处理轴径表面感应加热淬火渗氮处理淬硬层深度DS/mm2.0-4.51.5-4.5硬度（HRC）45钢55634255合金钢55同一曲柄硬度差66显微组织细针状马氏体37级36级碳氮共渗渗层深度/mm0.10表面硬度HV00.1420离子渗氮渗层深度/mm0.15表面硬度HV0.1500123 曲柄感应淬火质量检验检验项目检验要求检验设备或方法淬硬层组织钢37级马氏体金相显微镜，400X球墨铸铁36级马氏体淬硬层渗度/mm按GB5617-85及产品图样的技术要求维氏硬度计，载荷15Kgf淬硬区长度计位置按产品图样要求腐蚀法及硬度法表面硬度（HRC）按产品图样要求硬度计和锉刀裂纹不允许有任何裂纹磁力探伤机表面烧伤淬火表面不得烧伤124 曲柄感应淬火常见缺陷及防止措施缺陷名称产生原因防止措施淬火层分布不均1 轴颈与感应器不同心2 感应器内电流分布不均3 油孔影响1 保证轴颈与感应器同心度偏差不大于1mm。2 在感应器上合理配置导磁体。3 油孔中打入钢（或铜）销子。油孔处放射性裂纹1 油孔处加热不均或局部过热。2 油孔周围冷却不均或过于激烈引起裂纹的发展。1 油孔中打入钢（或铜）销子。2 合理配置导磁体。3 适当提前冷却。4 改用半圈感应器加热或浸水冷却。5 改用其它冷却介质。“C”形裂纹和淬硬层剥落1 锻造折叠。2 淬硬层过深或层深偏差大。3 油孔内壁的淬火裂纹的发展。4 自热回火温度低。5 磨削工艺不当。6 材料淬透性过高。1 改进锻造工艺。2 油孔中打入钢（或铜）销子。3 油道壁过薄，应改进设计。4 保证回火温度。5 改用半圈感应器加热或浸水冷却。6 改进磨削工艺。7 检查材料的化学成分和淬透性。淬火过渡区域的裂纹1 淬火应力集中。2 磨削工艺不当。1 保证感应器与轴颈的合理间隙。2 改善磨削工艺。淬硬表面的网状裂纹1 淬硬表面过热和激烈冷却。2 淬硬层太深或自热回火温度低。3 磨削切削用量过大。1 适当减少加