15CrMn,是中国国家标准规定的一种合金结构钢的牌号。
统一数字代号:A22152。
标准:GB/T 3077-1988 JIS G4053:2003 A29M:2005 ISO 683-18:1996
化学成分质量分数(%):
碳 C :0.12~0.18
硅 Si:0.17~0.37
锰 Mn:1.10~1.40
硫 S :允许残余含量≤0.035
磷 P :允许残余含量≤0.035
铬 Cr:0.40~0.70
镍 Ni:允许残余含量≤0.030
铜 Cu:允许残余含量≤0.030
力学性能
【试样毛坯尺寸】 15mm 【热处理】 淬火加热温度(℃):880;冷却剂:油 回火加热温度(℃):200;冷却剂:水、空【力学性能】 抗拉强度 σb (MPa):≥785(80) 屈服强度 σs (MPa):≥590(60) 伸长率 δ5 (%):≥12 断面收缩率 ψ (%):≥50 冲击功 Akv (J):≥47 冲击韧性值 αkv (J/cm2):≥59(6) 布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≦179
热处理规范及金相组织:
热处理规范:淬火880℃,油冷;回火200℃,水冷、空冷。
交货状态:
以热处理(正火、退火或高温回火)或不热处理状态交货,交货状态应在合同中注明。
主要特性
属淬透性较好的渗碳钢。表面硬度高,耐磨性好。可用于代替15CrMo。 有良好的工艺性能和焊接性能,在500~550℃下有较高的持久强度。温度超过 550℃时,抗氧化性能变差,蠕变强度显著降低。长期处在 500~550 ℃时,钢的热强性降低,强度降低。用于制造510℃的高、中压蒸气导管、集箱以及管壁温度为550℃的过热器及锻件。
应用举例
用于制造齿轮、蜗轮、塑料模子、汽轮机油封和汽轴套等。制造拉杆、重要的焊接和冲压零件、高强度的结构件
合金钢的分类:
合金结构钢一般分为调质结构钢和表面硬化结构钢。 ①调质结构钢 这类钢的含碳量一般约为0.25%~0.55%,对于既定截面尺寸的结构件,在调质处理(淬火加回火)时,如果沿截面淬透,则力学性能良好,如果淬不透,显微组织中出现有自由铁素体,则韧性下降。对具有回火脆性倾向的钢如锰钢、铬钢、镍铬钢等,回火后应快冷。这类钢的淬火临界直径,随晶粒度和合金元素含量的增加而增大,例如,40Cr和35SiMn钢约为30~40mm,而40CrNiMo和30CrNi2MoV钢则约为 60~100mm,常用于制造承受较大载荷的轴、连杆等结构件。 ②表面硬化结构钢 用以制造表层坚硬耐磨而心部柔韧的零部件,如齿轮、轴等。为使零件心部韧性高,钢中含碳量应低,一般在0.12~0.25%,同时还有适量的合金元素,以保证适宜的淬透性。氮化钢还需加入易形成氮化物的合金元素(如Al、Cr、Mo等)。渗碳或碳氮共渗钢,经850~950℃渗碳或碳氮共渗后,淬火并在低温回火(约200℃)状态下使用。氮化钢经氮化处理(480~580℃),直接使用,不再经淬火与回火处理。
合金钢生产工艺
根据钢种和钢的质量要求,合金结构钢的冶炼,可采用氧气顶吹转炉、平炉、电弧炉;或再加电渣重熔、真空除气。铸锭可采用连铸或模铸。钢锭应缓慢冷却或热送锻造、轧制。钢锭加热时,应力求温度均匀并有足够的保温时间,以改善偏析缺陷和避免锻、轧时变形不均匀;锻、轧后的钢材,尺寸小的、特别是含碳0.2%左右的渗碳钢,在600℃以上时应快速冷却,以免加重带状组织;截面较大的锻件,应采取措施消除内应力和白点。调质钢应尽可能淬火成马氏体组织,然后回火成索氏体组织;渗碳钢在渗碳过程中,渗层浓度梯度不宜过大,以免在渗层晶界上出现连续网状碳化物;氮化钢必需先经热处理得到所需的性能,再经最后精加工才能进行氮化。氮化处理后除将脆薄的“白层”研磨除去外,不再加工。