費用対効果を求めている場合, 機械または自動車部品用の高性能合金鋼, GB 40cr合金鋼 最大の選択肢です. 広く使用されている中国の標準合金として, 強度のバランスを取ります, タフネス, および機械性 - ギアのような部品に最適です, シャフト, とボルト. このガイドはあなたが知るために必要なすべてをあなたに説明します, 化学的な構造から現実世界の使用まで, あなたがあなたのプロジェクトのために賢明な決定を下すのを助けるために.
1. GB 40cr合金鋼の材料特性
GB 40crのパフォーマンスは、バランスの取れたプロパティから来ています, すべてが中国に続いていますGB/T 3077 標準 (この合金の公式ルール). それらをはっきりと分解しましょう.
1.1 化学組成
GB 40crの要素は協力してその強度と耐久性を高める. 各コンポーネントの標準範囲は次のとおりです:
| 要素 | シンボル | 構成範囲 (%) | 合金における重要な役割 |
|---|---|---|---|
| 炭素 (c) | c | 0.37 - 0.44 | 増加します抗張力 と表面の硬度, これは耐摩耗性の部品に不可欠です |
| クロム (cr) | cr | 0.80 - 1.10 | 改善しますハーデン剤 そして耐食性, 軽度の環境で錆を防ぎます |
| マンガン (Mn) | Mn | 0.50 - 0.80 | 強化加工性 金属の穀物を洗練させるのに役立ちます, 脆性を減らす |
| シリコン (そして) | そして | 0.17 - 0.37 | 鉄鋼製造中にデオキシ剤として機能します, 柔軟性を失うことなく合金をより強くします |
| 硫黄 (s) | s | ≤ 0.035 | ストレスの下の部分の割れや脆性を避けるために低く保ちます |
| リン (p) | p | ≤ 0.035 | 寒い温度で合金が容易に壊れないように制限する |
1.2 物理的特性
これらの特性は、GB 40crがさまざまな条件でどのように動作するかを示しています, 温度の変化や磁場のように:
- 密度: 7.85 g/cm³ (ほとんどの鉄合金と同じです, したがって、既存のデザインで他の鋼を交換するのは簡単です)
- 融点: 1430 - 1450°C (high enough for 高温アプリケーション like industrial rollers)
- 熱伝導率: 45 w/(M・k) 20°Cで (熱をよく保ちます, ノンストップで動作する部品に適しています)
- 比熱容量: 470 J/(kg・k) 20°Cで (熱を着実に吸収します, 突然の温度シフトからのゆがみを防ぎます)
- 熱膨張係数: 12.0 μm/(M・k) (加熱するとほとんど膨張しません, ギアのような精度部品にとって重要です)
- 磁気特性: 強磁性 (磁石に固執します, 磁気クランプなどのツールに役立ちます)
1.3 機械的特性
GB 40crの機械的強度は本当に輝いています熱処理 (通常、消光と抑制). 以下は、中国の基準でテストされた典型的な値です:
| 財産 | 典型的な値 | テスト標準 (GB) |
|---|---|---|
| 抗張力 | ≥ 980 MPA | GB/T 228.1 |
| 降伏強度 | ≥ 785 MPA | GB/T 228.1 |
| 伸長 | ≥ 9% | GB/T 228.1 |
| 面積の削減 | ≥ 45% | GB/T 228.1 |
| 硬度 (ブリネル) | 207 - 269 HB | GB/T 231.1 |
| 硬度 (ロックウェルc) | 21 - 28 HRC | GB/T 230.1 |
| 硬度 (ビッカーズ) | 210 - 270 HV | GB/T 4340.1 |
| 衝撃の靭性 | ≥ 47 j | GB/T 229 |
| 疲労強度 | 〜500 MPa | GB/T 3075 |
1.4 その他のプロパティ
- 耐食性: 適度 (軽度の水分と油に抵抗します, しかし、屋外で使用するために亜鉛メッキのようなコーティングが必要です)
- 耐摩耗性: 良い (に感謝します クロム (cr) 熱処理, ベアリングのような可動部品に最適です)
- 加工性: 公平 (アニールすると柔らかくなります; 高速スチールを使用します (HSS) ツールの摩耗を避けるために、液体を切断するツール)
- 溶接性: 許容できる (予熱します 250 - 亀裂を防ぐために溶接後の300°Cと熱処理)
- ハーデン剤: 素晴らしい (熱処理は金属の奥深くに機能します, シャフトのような厚い部品の強度を確保します)
2. GB 40cr合金鋼のアプリケーション
GB 40crの強さと手頃な価格の組み合わせにより、多くの業界で人気があります. ここに最も一般的な用途があります, 実際の例があります:
2.1 自動車産業
車とトラックには、トルクと衝撃を処理する部品が必要です. GB 40crが使用されます:
- シャフト: A Chinese car manufacturer uses it for drive shafts—its 降伏強度 (≥785MPa) 曲げずに20トンの負荷を処理します.
- ギア: 商用トラックブランドは、トランスミッションギアに使用します; the 疲労強度 (〜500 MPa) ギアを最後にします 25% 炭素鋼のものよりも長い.
- ボルトとファスナー: High-performance SUVs use GB 40Cr bolts for engine mounts—their 抗張力 (≥980MPa) 振動から緩めないでください.
2.2 機械 & 重機
産業機械には耐久性のある部品が必要です. GB 40crが使用されます:
- ベアリング: A factory uses it for conveyor belt bearings—its 耐摩耗性 cuts maintenance time by 20%.
- スプリング: 建設機器会社は、掘削機スプリングに使用しています; 合金の弾力性 (焼き戻しから) ハンドル 7,000+ 圧縮サイクル.
- ローラー: スチールミルは、ローリングミルローラーに使用します; その 硬度 (207–269 HB) ホットメタルの下で変形しないでください.
2.3 構造コンポーネント
頑丈な構造用, GB 40crは信頼できる強度を提供します:
- クレーンシャフト: Port cranes use it for hoist shafts—its 衝撃の靭性 (47 j以上) 35トンの容器を持ち上げるときは壊れません.
- ブリッジファスナー: 高速道路はGB 40crボルトを使用します; アンチラストコーティング付き, 彼らは何年も屋外で安定しています.
3. GB 40cr合金鋼用の製造技術
GB 40crを最大限に活用するには, 実証済みの製造手順に従ってください:
3.1 スチール製造プロセス
GB 40crは、2つの主な方法で作成されています:
- 電気弧炉 (EAF): 中程度のバッチに共通. スクラップスチールは電極で溶けています, それから クロム (cr) is added to reach the right composition. EAFは柔軟性があり、廃棄物を減らします, 大きなシャフトなどのカスタムパーツに適しています.
- 基本的な酸素炉 (bof): 大量生産に使用されます. 溶融鉄を酸素と混合して不純物を除去します, 次に、合金要素が追加されます. BOFは、ボルトのような部品の場合は高速で安価です.
3.2 熱処理
熱処理は、GB 40crの強度のロックを解除するための鍵です. 高ストレス部品の標準プロセスはです:
- アニーリング: 熱に加熱します 830 - 850°C, ゆっくり涼しい. 機械加工を容易にするために合金を柔らかくします (ツール摩耗をカットします 30%).
- 消光: 熱に加熱します 840 - 860°C, オイルで速く冷やします. Hardens the steel to reach 抗張力 ≥980MPa.
- 焼き戻し: 熱に加熱します 500 - 550°C, 空気で涼しい. 強度を維持しながら脆性を低下させます - ギアやシャフトには重要です.
- 浸炭 (オプション): 熱に加熱します 900 - 炭素が豊富な環境で950°C. Adds a hard outer layer for better 耐摩耗性 (ベアリングに適しています).
3.3 プロセスの形成
GB 40crは、使用して部品に形作られています:
- 鍛造: ハンマーまたは押した 1100 - 1200°C. 金属の穀物を揃えます, 部品を作る 10% キャストのものよりも強い. ギアやシャフトに使用されます.
- ローリング: ローラーを通過してバーやシートを作りました. ボルトブランクなどの基本的な形状に使用されます.
- 押し出し: 複雑な形を作るためにダイを押して押しました (例えば。, 中空のシャフト). トランスミッションコンポーネントなどの精密部品に適しています.
3.4 加工プロセス
形成後, 部品は完成しています:
- 旋回: 旋盤を使用して円筒形の部分を作ります (例えば。, シャフト). 切断液を使用して、過熱を防ぎます.
- ミリング: 回転カッターを使用してギア歯を形作ります. 炭化物ツールは精度のために最適です.
- 掘削: ボルトに穴を開けます. 高速ドリル (900–1300 rpm) 割れを避けてください.
- 研削: 表面を滑らかにして緊密な許容範囲にします (例えば。, ベアリングの場合は±0.01 mm). 改善します 耐摩耗性.
4. ケーススタディ: 自動車トランスミッションギアのGB 40cr
中国の自動車工場に問題がありました: それらの炭素鋼トランスミッションギアはその後故障し続けました 180,000 km, 高価な修理につながります. 彼らはGB 40crに切り替え、問題を修正しました.
4.1 チャレンジ
工場のトラックには25トンの荷物が搭載されていました, ギアに大きなストレスをかける. 炭素鋼のギアは低かった疲労強度 (380 MPA) そして速く使い果たしました, 原因 5% 毎年故障するトラックの.
4.2 解決
彼らはGB 40crギアに切り替えました, 使用:
- 浸炭 (920°C) 追加するには 0.8 mm hard outer layer for 耐摩耗性.
- 消光 (850°C) + 焼き戻し (530°C) 到達する 800 MPA 降伏強度 そして 50 j 衝撃の靭性.
4.3 結果
- サービスライフ: ギアは今最後になりました 360,000 km—数と同じように.
- コスト削減: メンテナンスコストを年間180,000円削減します.
- 信頼性: 故障は減少しました 5% に 1%, 顧客を幸せにします.
5. 比較分析: GB 40cr対. その他の材料
GB 40crは他の一般的な材料と比較しています? これが並んでいる外観です:
| 材料 | 抗張力 | 耐食性 | 密度 | 料金 (vs. GB 40cr) | に最適です |
|---|---|---|---|---|---|
| GB 40cr | ≥980MPa | 適度 | 7.85 g/cm³ | 100% (ベース) | 高ストレス部品 (ギア, シャフト) |
| ステンレス鋼 (304) | 515 MPA | 素晴らしい | 7.93 g/cm³ | 160% | 食品/化学機器 |
| 炭素鋼 (45#) | 600 MPA | 低い | 7.85 g/cm³ | 50% | 低ストレス部品 (ブラケット) |
| 合金鋼 (35CRMO) | 980 MPA | 適度 | 7.85 g/cm³ | 110% | 高温部品 (ローラー) |
| アルミニウム (6061) | 310 MPA | 良い | 2.70 g/cm³ | 120% | 軽量部品 (車のフレーム) |
重要なポイント: GB 40crは同じです抗張力 35crmoですが、コストが低くなります. 炭素鋼よりも強く、ステンレス鋼よりも安い, ほとんどの人にとって最高の価値になります高ストレスアプリケーション.
GB 40cr合金鋼に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, GB 40crは、パフォーマンスとコストのバランスのために最も人気のある合金の1つです. 自動車と機械のクライアントに提供しました 10+ 年, そしてそのハーデン剤 そしてタフネス ギアからボルトまで、常にニーズを満たしてください. 屋外で使用するための機械加工とアンチラストコーティングを簡単にするためにアニーリングをお勧めします, クライアントがパーツライフを2倍延長するのを支援します. 信頼できるものを望んでいる中国のメーカー向け, 手頃な価格の合金, GB 40crは無敵です.
GB 40cr合金鋼に関するFAQ
1. GB 40crは寒い場所で使用できますか?
はい - its衝撃の靭性 (47 j以上) -15°Cという低い温度で動作します. 寒い領域の場合 (-20°C以下), 焼き戻しプロセスを調整します (480〜500°Cまで冷却) それをより困難にするために.
2. GB 40crとGB 42crmoの違いは何ですか?
GB 42CRMOにはありますモリブデン (MO) そしてより多くの炭素, それを与える 10% より高い抗張力 より良い高温耐性. 極端なストレスについては、GB 42CRMOを選択してください (例えば。, 30-トントラックシャフト), 中程度のストレスと低コストでGB 40cr.
3. GB 40crを機械加工しやすくする方法?
最初にアニールします - 830〜850°Cに加熱し、冷却をゆっくりと207〜230馬力に柔らかくします. 切断液で炭化物ツールを使用します (鉱油のように) ツールの摩耗を減らすために、切断速度を80〜100 m/分に設定します.
