42CrMo與42CrMo4的區(qū)別

李治平 王清輝

摘要：本文從化學(xué)成分、機(jī)械性能、淬透性等各個(gè)方面講述了42CrMo 與42CrMo4的區(qū)別，以便我們的機(jī)械設(shè)計(jì)人員、機(jī)械工藝人員了解其異同，根據(jù)具體應(yīng)用情況選用兩種牌號。

關(guān)鍵詞：42CrMo;42CrMo4;化學(xué)成分;機(jī)械性能

42CrMo是一種綜合機(jī)械性能好、淬透性能好、應(yīng)用廣泛的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼。在機(jī)械行業(yè)中，常用于制造齒輪、連桿、高強(qiáng)度螺栓等重要零部件。在生產(chǎn)制造中，我們經(jīng)常遇到歐洲國家的圖紙中提到42CrMo4的材料，但是在國標(biāo)中為42CrMo，這兩個(gè)牌號是否通用，有何區(qū)別，各自有何特點(diǎn)。針對以上問題，我們詳細(xì)討論如下。

1.依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

42CrMo是GB/T 3077合金結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)條件中的牌號，42CrMo4是EN10083 淬火鋼和回火鋼中的牌號，兩者來自于不同的標(biāo)準(zhǔn)。

2.化學(xué)成分

42CrMo 及42CrMo4的化學(xué)成分如表1、表2所示：

表1 GB3077標(biāo)準(zhǔn)42CrMo的化學(xué)成分

元素 C Si Mn Cr Mo

要求 0.38-0.45 0.17-0.37 0.40-0.70 0.09-1.20 0.15-0.25

表2 GB3077標(biāo)準(zhǔn)42CrMo的P、S含量

鋼類 P S

不大于

優(yōu)質(zhì)鋼 0.035 0.035

高級優(yōu)質(zhì)鋼 0.025 0.025

特級優(yōu)質(zhì)鋼 0.025 0.015

有上述表可以看出，Si、Mn、Mo含量存在差別，P、S含量GB3077標(biāo)準(zhǔn)分為三個(gè)等級，EN10083標(biāo)準(zhǔn)只限定了最高含量。GB3077標(biāo)準(zhǔn)中高級優(yōu)質(zhì)鋼P(yáng)、S含量與E10083N標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)。Si、Mo含量范圍GB3077標(biāo)準(zhǔn)要比EN10083標(biāo)準(zhǔn)范圍窄;Mn含量GB3077標(biāo)準(zhǔn)要低于EN10083標(biāo)準(zhǔn)。如果只考慮化學(xué)成分，42CrMo在注意Mn含量的情況下，選用高級優(yōu)質(zhì)鋼可滿足EN10083中 42CrMo4的要求。

3.淬透性

GB標(biāo)準(zhǔn)中淬透性為特殊要求，但是未給定淬硬帶寬的具體數(shù)值，供需雙方可在訂貨時(shí)協(xié)商（在GB5216中有此鋼種的淬硬帶寬要求，可參考）。

EN標(biāo)準(zhǔn)中給出了淬硬帶寬，具體分為H、HL、HH三個(gè)等級，供訂貨時(shí)參考選用，也為設(shè)計(jì)者選用提供了標(biāo)準(zhǔn)資料。

4.機(jī)械性能

關(guān)于取樣的位置及方法，在GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按GB/T 2975 要求取樣，即棒材直徑d>50mm時(shí)，以到棒材外徑的距離d/4為中心取樣，試棒直徑為25mm，再按標(biāo)準(zhǔn)熱處理工藝要求進(jìn)行調(diào)質(zhì)，再制成拉伸試樣和沖擊試樣進(jìn)行檢驗(yàn)。而在EN標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，將棒材按推薦熱處理工藝進(jìn)行調(diào)質(zhì)，然后在棒材上取樣，棒材直徑d>25mm，取樣位置為以距離棒材外徑12.5mm為中心，將試棒制成拉伸試樣和沖擊試樣進(jìn)行檢驗(yàn)。對于沖擊試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的試樣，GB標(biāo)準(zhǔn)采用夏比U型缺口試樣，而EN標(biāo)準(zhǔn)采用夏比U型缺口試樣，兩種試樣的缺口深度一樣，而缺口底部的半徑不同，U型為1mm，V型為0.25mm，V型缺口應(yīng)力相對集中，當(dāng)試樣受到?jīng)_擊時(shí)，就顯得更敏感。過去我國主要采用U型缺口試樣，為了適應(yīng)一些企業(yè)的需求，后來我國頒布了GB2106金屬夏比（V型缺口）沖擊試驗(yàn)方法，供特殊需求的鋼材使用。在兩種標(biāo)準(zhǔn)中，都對相應(yīng)的熱處理規(guī)范及機(jī)械性能要求。

5.低倍與非金屬夾雜

對于低倍組織，在GB3077中按鋼材的質(zhì)量等級給出了相應(yīng)的低倍組織質(zhì)量要求，而在EN標(biāo)準(zhǔn)中未給出低倍組織的相關(guān)要求。

對于非金屬夾雜，在GB3077中未提出要求和推薦值，只要求供需雙方協(xié)商，而在EN10083對非金屬夾雜提出相關(guān)要求和檢驗(yàn)方法，便于供需雙方協(xié)商。

6.晶粒度

在GB3077中，晶粒度作為特殊要求提出，供需雙方協(xié)商，可在合同中注明，要求提供不小于5級的細(xì)晶粒鋼。在EN10083中，要求晶粒度細(xì)于或等于5級，并且給出了相應(yīng)的檢測方法及熱處理淬火條件，以供選擇。

7.交貨狀態(tài)

在GB3077中，鋼材通常以熱軋或熱鍛狀態(tài)交貨，如果需方要求熱處理（退火、正火或高溫回火）狀態(tài)交貨，需要在合同中注明。但EN10083中給出5種交貨狀態(tài)供選擇，分別為不做熱處理、熱處理以提高切削性能、軟化退火、淬火并高溫回火及其它熱處理狀態(tài)。

綜上，通過對兩種標(biāo)準(zhǔn)對于42CrMo鋼化學(xué)成分、淬透性、機(jī)械性能、低倍與非金屬夾雜、晶粒度及交貨狀態(tài)的討論，總結(jié)如下：

7.1EN10083標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定詳細(xì)、嚴(yán)格，GB3077標(biāo)準(zhǔn)相對簡略、寬松;

7.2EN10083標(biāo)準(zhǔn)中對于機(jī)械性能的檢測要求，直接反應(yīng)了鋼材實(shí)際應(yīng)用時(shí)的材料性能，便于設(shè)計(jì)者校核計(jì)算;

7.3EN10083標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了淬透性的相關(guān)要求，選用42CrMo4鋼做齒輪工件時(shí)，選擇此標(biāo)準(zhǔn)訂貨比較便捷;

7.4當(dāng)企業(yè)需要批量生產(chǎn)時(shí)，選擇EN10083標(biāo)準(zhǔn)供貨較便捷，當(dāng)企業(yè)單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，選擇GB3077標(biāo)準(zhǔn)供貨較便捷;

7.5 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生與國家的機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r是相輔相成的。在歐洲國家，冶金企業(yè)大多會配置相應(yīng)的熱處理設(shè)備，以滿足機(jī)械企業(yè)的不同訂貨要求。而在我國，機(jī)械企業(yè)的熱處理設(shè)備配置較冶金企業(yè)齊全，所以我們的大多用戶對于鋼材的交貨狀態(tài)不做熱處理要求，而是自己完成。

作者簡介：

李治平（1977.3-），男，漢族，籍貫：內(nèi)蒙古赤峰，碩士，工程師，研究方向機(jī)械加工工藝。

王清輝，男，漢族，籍貫：黑龍江哈爾濱，本科，助理工程師。