40CrNi2Mo(4340)

务实创新 诚信经营


(一)产品概述

40CrNi2Mo 是一款高强度合金结构钢,对应国际牌号为 AISI 4340,核心特性为超高强度、优良的淬透性、优异的韧性及抗疲劳性能,执行我国 GB/T 3077-2015 标准。其通过铬、镍、钼多种合金元素协同强化,经适当热处理后可获得均匀的回火马氏体组织,强度与韧性匹配极佳,能可靠承受极高的交变载荷、冲击载荷及复杂应力工况,在调质状态下抗拉强度可达 1470MPa 以上,是机械制造领域中对强度和韧性有严苛要求的高端核心零部件首选材料。
该产品凭借卓越的综合力学性能、稳定的热处理性能及良好的加工兼容性,广泛应用于航空航天、高端装备、工程机械等领域,国内特钢企业已实现精细化、规模化生产,产品质量全面满足 GB/T 3077-2015 及 AISI 4340 国际标准要求。

(二)核心化学成分(质量分数,%)

40CrNi2Mo 化学成分经精准配比与严格管控,重点保障高强度、淬透性及韧性均衡性,有效控制有害杂质含量,具体范围如下(含允许偏差,符合 GB/T 3077-2015 及 AISI 4340 标准要求):
  • 碳(C):0.37~0.44(允许偏差±0.02)
  • 硅(Si):0.17~0.37(允许偏差±0.03)
  • 锰(Mn):0.50~0.80(允许偏差±0.04)
  • 铬(Cr):0.70~1.00(允许偏差±0.05)
  • 镍(Ni):1.65~2.00(允许偏差±0.05)
  • 钼(Mo):0.20~0.30(允许偏差±0.02)
  • 硫(S):≤0.035(允许偏差±0.005)
  • 磷(P):≤0.035(允许偏差±0.005)
  • 铜(Cu):≤0.25(允许偏差±0.05)
  • 氢(H):≤2.0×10⁻⁶(严格控制,避免氢致开裂)
关键控制指标:钢中非金属夹杂物(A、B、C、D 类)均≤1.5 级;总氧(T(O))≤20×10⁻⁶;镍、钼元素含量精准匹配,钼可显著提升淬透性与抗回火稳定性,镍可大幅改善韧性,避免成分波动影响高强度与韧性的均衡性。

(三)力学性能(调质处理后典型值)

40CrNi2Mo 力学性能以调质(淬火+高温回火)处理为基准,核心突出超高强度与优异韧性的均衡优化,性能可根据热处理工艺参数微调,以下为核心性能指标(试样尺寸:Φ25mm,热处理工艺:850~880℃油淬+550~600℃高温回火+空冷):
  • 硬度:HRC 38~42(典型值,可通过回火温度调控 HRC 32~45)
  • 抗拉强度(σᵦ):≥1470MPa(典型值 1500~1700MPa,常温下)
  • 屈服强度(σₛ):≥1320MPa(典型值 1350~1550MPa,常温下)
  • 伸长率(δ₅):≥10%(典型值 12%~15%,常温下)
  • 断面收缩率(ψ):≥45%(典型值 50%~58%,常温下)
  • 冲击韧性(αₖᵥ):≥78J/cm²(常温下典型值 85~110J/cm²;-40℃低温下≥47J/cm²)
  • 淬透性:淬透直径≥150mm(油冷),确保大尺寸零部件心部也能获得均匀高强度组织
  • 抗疲劳强度:σ₋₁≥700MPa(对称循环载荷,常温下)

(四)核心工艺优势

1. 冶炼工艺

采用电弧炉(EAF)-LF 精炼-RH 真空精炼-电渣重熔(ESR)-连铸/模铸高端工艺流程:电弧炉冶炼终点严格控制温度 1560~1600℃,碳含量 0.35~0.42%、磷≤0.020%;LF 精炼阶段造高碱度还原渣(R=4.0~6.0),深度去除硫、磷等有害杂质;RH 真空处理压力≤67Pa,保温时间≥25min,高效脱气;电渣重熔工艺进一步提升材料致密度,消除内部缺陷,优化夹杂物形态;连铸/模铸过程采用全程保护浇注,控制过热度 15~25℃,保障铸坯内部质量均匀性。

2. 热处理工艺

热处理适配性优异,核心优势为强化潜力大、性能调控精准:调质处理可灵活调控硬度与强度,满足不同载荷工况需求;淬火温度适配性广(840~890℃),油冷淬火可获得均匀细密的马氏体组织;高温回火(500~650℃)可有效消除淬火内应力,优化强韧平衡;支持等温淬火工艺,可进一步提升韧性与抗疲劳性能;退火工艺成熟,退火后硬度 HB≤269,塑性优良,便于后续机械加工。

3. 加工性能

退火/调质状态下加工性能良好,机械加工性评级为 65(以 AISI 1212 钢 100 为基准),可顺利实现车、铣、钻、磨、刨等多种机械加工,能精准加工成复杂形状的高端核心零部件;锻造性能优良,锻造温度范围 1100~1180℃,锻后需及时缓冷,通过锻造可细化晶粒,显著提升组织均匀性与致密度;焊接性能中等,焊接前需预热至 200~300℃,焊接后及时进行 600~650℃ 回火处理消除内应力,焊接接头强度可达母材的 85%~95%。

(五)产品规格与供货形式

供货形式以高端锻件、圆棒为主,规格覆盖全面,支持个性化定制,满足高端装备核心零部件生产需求:
  • 圆棒:直径 10mm~800mm,常见规格 Φ15mm~Φ200mm、Φ250mm~Φ600mm,长度可定制(标准固定长度 6m,或按需定制任意长度),可提供剥皮、磨光、精拉圆棒
  • 锻件:可定制阶梯轴、圆盘、圆环、异形件等多种形状,最大单重可至 100t,适配大型高端装备 OEM 配套需求
  • 板材/扁钢:厚度 5mm~400mm,宽度 100mm~2200mm,长度 2000mm~12000mm,常见热轧厚板 T10~400mm×W500~2200mm×L3000~12000mm
  • 交货状态:热轧、退火、调质等,可提供精密切断、表面磨光、超声波探伤、热处理定制等增值服务

(六)典型应用领域

依托超高强度、优异的韧性及抗疲劳性能,40CrNi2Mo(4340)广泛应用于航空航天、高端装备等领域,具体如下:
  • 航空航天领域:飞机起落架零部件、发动机传动轴、机翼主梁连接件、航空发动机涡轮盘毛坯等
  • 高端装备领域:大型机床主轴、高精度齿轮轴、重型机械传动轴、液压泵曲轴等核心零部件
  • 工程机械领域:大型挖掘机、起重机的高强度销轴、液压杆、传动齿轮等关键零部件
  • 汽车工业领域:高端赛车发动机曲轴、变速箱输出轴、重型卡车驱动桥半轴等
  • 其他领域:军工装备核心零部件、深海探测装备结构件、高速列车关键传动部件等

二、30CrMnSiA 合金结构钢

(一)产品概述

30CrMnSiA 是一款高强度低合金结构钢,核心特性为高强度、良好的淬透性、优异的焊接性能及加工适配性,执行我国 GB/T 3077-2015 标准。其通过铬、锰、硅元素的协同强化作用,经调质处理后可获得均匀的回火马氏体组织,具备良好的强度与塑性均衡性,能可靠承受较高的交变载荷、冲击载荷及磨损工况,在调质状态下抗拉强度可达 1080MPa 以上,是机械制造、航空航天、汽车工业等领域中对强度和焊接性能有双重要求的结构件核心选材。
该产品凭借成熟的生产工艺、优异的综合力学性能、良好的焊接兼容性及高性价比,已成为国内高强度结构钢的主流牌号之一,广泛应用于各类中高端结构件制造,产品质量全面满足 GB/T 3077-2015 及国内外相关高强度结构件制造标准要求。

(二)核心化学成分(质量分数,%)

30CrMnSiA 化学成分经精准配比与严格管控,重点保障高强度、淬透性及焊接性能,有效控制有害杂质含量,具体范围如下(含允许偏差,符合 GB/T 3077-2015 标准要求):
  • 碳(C):0.27~0.34(允许偏差±0.02)
  • 硅(Si):0.90~1.20(允许偏差±0.03)
  • 锰(Mn):0.80~1.10(允许偏差±0.04)
  • 铬(Cr):0.80~1.10(允许偏差±0.05)
  • 硫(S):≤0.025(允许偏差±0.005)
  • 磷(P):≤0.025(允许偏差±0.005)
  • 镍(Ni):≤0.30(允许偏差±0.05)
  • 铜(Cu):≤0.25(允许偏差±0.05)
  • 氢(H):≤2.0×10⁻⁶(严格控制,避免氢致开裂)
关键控制指标:钢中非金属夹杂物(A、B、C、D 类)均≤2.0 级;总氧(T(O))≤25×10⁻⁶;硅、锰、铬元素含量精准匹配,硅元素可显著提升强度与抗氧化性,确保高强度与焊接性能的良好均衡。

(三)力学性能(调质处理后典型值)

30CrMnSiA 力学性能以调质(淬火+高温回火)处理为基准,核心突出高强度与良好塑性的均衡优化,性能可根据热处理工艺参数调控,以下为核心性能指标(试样尺寸:Φ25mm,热处理工艺:880~900℃油淬+520~560℃高温回火+空冷):
  • 硬度:HRC 34~38(典型值,可通过回火温度调控 HRC 30~42)
  • 抗拉强度(σᵦ):≥1080MPa(典型值 1100~1300MPa,常温下)
  • 屈服强度(σₛ):≥880MPa(典型值 900~1100MPa,常温下)
  • 伸长率(δ₅):≥12%(典型值 14%~18%,常温下)
  • 断面收缩率(ψ):≥45%(典型值 50%~58%,常温下)
  • 冲击韧性(αₖᵥ):≥59J/cm²(常温下典型值 65~90J/cm²;-20℃低温下≥39J/cm²)
  • 淬透性:淬透直径≥80mm(油冷),确保中大型零部件心部也能获得均匀组织
  • 抗疲劳强度:σ₋₁≥540MPa(对称循环载荷,常温下)

(四)核心工艺优势

1. 冶炼工艺

采用电弧炉(EAF)-LF 精炼-RH 真空精炼-连铸先进工艺流程:电弧炉冶炼终点严格控制温度 1550~1590℃,碳含量 0.25~0.32%、磷≤0.015%;LF 精炼阶段造高碱度还原渣(R=4.0~6.0),渣系成分 CaO 50%~60%、SiO₂ 8%~12%、Al₂O₃ 22%~28%,FeO+MnO≤0.8%,深度去除硫、磷等有害杂质;RH 真空处理压力≤67Pa,保温时间≥20min,高效脱气;连铸过程控制过热度 15~25℃,采用全程保护浇注及电磁搅拌技术,降低成分偏析,保障铸坯内部质量均匀性。

2. 热处理工艺

热处理适配性优异,核心优势为工艺宽容度高、性能调控灵活:调质处理可精准调控强度与硬度,满足不同结构件承载需求;淬火温度适配性广(860~920℃),油冷/水冷均可,能获得均匀的马氏体组织;高温回火(500~600℃)可有效消除内应力,优化强韧平衡;退火工艺成熟,退火后硬度 HB≤241,塑性优良,便于后续复杂机械加工;支持火焰淬火、感应淬火等表面强化工艺,表面硬度可达 HRC 55~60,提升局部耐磨性能。

3

产品优势

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加工平台

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物流包装

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