35SiMn 是一種典型的中碳合金結構鋼,憑借良好的綜合力學性能、耐磨性和熱處理工藝性,在機械制造領域中得到廣泛應用,常被用于制造承受較大載荷和摩擦的零件。
化學成分與微觀組織
35SiMn 的化學成分設計圍繞提升強度、韌性和耐磨性展開。碳(C)含量處于 0.32 - 0.40% 區間,屬于中碳范疇,這一碳含量為鋼材提供了基礎強度和硬度,同時使鋼材具備較好的熱處理性能,可通過淬火回火處理獲得不同的組織和性能 。硅(Si)含量 1.10 - 1.40%,硅是 35SiMn 中重要的合金元素之一,它能顯著提高鋼的強度和彈性極限,在鐵素體中固溶強化效果明顯;同時,硅還能增強鋼的抗回火穩定性,使鋼材在回火過程中不易軟化,從而保持較高的強度 。錳(Mn)含量 1.10 - 1.40%,錳可提高鋼的淬透性,使零件在淬火時能夠獲得更深的淬硬層,保證整體性能均勻;錳還能與硫形成 MnS,改善鋼的切削加工性能 。
從微觀組織來看,35SiMn 在退火狀態下,組織主要為鐵素體(F)和珠光體(P),鐵素體賦予鋼材一定的韌性,珠光體則提供強度和硬度 。經過淬火回火處理后,其基體轉變為回火馬氏體組織,同時存在少量殘余奧氏體和細小彌散分布的碳化物。淬火過程中,高溫奧氏體快速冷卻轉變為馬氏體,使鋼材獲得高硬度和高強度;回火處理后,馬氏體分解為回火馬氏體,有效降低了內應力,在保持較高強度的同時,顯著提升了鋼材的韌性。合金元素的加入促使碳化物更均勻彌散分布,細化晶粒,進一步優化了鋼材的綜合性能。
性能特點
35SiMn 的抗拉強度可達 885MPa 以上,屈服強度約 735MPa,延伸率≥15%,沖擊吸收功≥47J(V 型缺口) ,這種性能表現使其具備良好的強度與韌性的平衡。高強度使其能夠承受較大的靜態載荷,而良好的韌性則保證了零件在受到沖擊和振動時不易發生斷裂,適用于多種復雜工況。其淬透性良好,在油冷淬火條件下,直徑 30 - 40mm 的零件能夠完全淬透,滿足中小型零件的性能要求。
35SiMn 的耐磨性良好,硅和錳的協同作用,以及碳化物的存在,使其在承受摩擦的工況下,能夠有效抵抗磨損。在齒輪傳動、軸類零件運轉等過程中,35SiMn 制造的零件表面磨損速度較慢,可延長零件使用壽命。該鋼材還具有較好的熱處理工藝性,通過調整淬火溫度(一般在 870℃左右)和回火溫度(根據性能需求在 570 - 650℃之間),可以獲得不同的性能組合,滿足不同工作條件下的使用要求 。例如,采用較低的回火溫度可獲得更高的強度和硬度,適用于對耐磨性要求較高的場合;而較高的回火溫度則可提升韌性,適用于承受沖擊載荷的工況。此外,35SiMn 的加工性能也較為出色,在退火狀態下,切削加工性能良好,便于機械加工制造。
加工工藝與應用
35SiMn 的鍛造溫度范圍為始鍛溫度 1150 - 1200℃,終鍛溫度不低于 850℃,鍛造過程中需合理控制變形量和鍛造比,通過多次鐓拔等工藝,破碎粗大的晶粒和碳化物,改善鋼材的組織結構,提高綜合性能 。鍛造后需進行退火處理,以消除鍛造應力,降低硬度,改善切削加工性能,退火溫度一般在 860 - 880℃,保溫一定時間后隨爐冷卻 。
熱處理是發揮 35SiMn 性能的關鍵環節。淬火采用油冷方式,淬火溫度 870℃左右,獲得馬氏體組織;回火溫度根據零件使用要求在 570 - 650℃之間,空冷,消除殘余應力,調整強度和韌性 。例如,制造承受較大載荷的軸類零件時,可采用 870℃淬火 + 570℃回火,以獲得較高的強度和硬度;而對于承受沖擊載荷的齒輪零件,可采用 870℃淬火 + 630℃回火,在保證一定強度的同時,提高韌性。
在實際應用中,35SiMn 廣泛用于制造各種機械零件。在汽車工業中,常用于制造發動機的曲軸、連桿、齒輪等零件,這些零件在工作過程中承受較大的載荷和沖擊,35SiMn 的高強度和良好韌性能夠保證其可靠運行。在機床制造領域,用于制造主軸、絲杠、齒輪等,其耐磨性和良好的加工性能,有助于提高機床的精度和使用壽命。此外,在礦山機械、農業機械等行業中,35SiMn 也被用于制造傳動齒輪、軸套、聯軸器等零件,適應不同工況下的工作要求,是機械制造領域應用廣泛的中碳合金結構鋼。
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