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合金结构钢：5140    执行标准: ASTM A29/A29M-04

ASTM5140特性：

ASTM5140是常用的合金结构钢，抗拉强度、屈服强度及淬透性均比40号钢高，但焊接性有限，有形成裂纹的倾向。ASTM5140用于较重要的调质零件，如交变负荷下工作的零件、中等转速和中等负荷的零件。ASTM5140表面淬火后可作负荷和及耐磨性较高、而无很大冲击的零件，如齿轮、套筒、轴、曲轴、销子。

ASTM5140合结钢化学成份：

碳 C ：0.38～0.43   硅 Si：0.17～0.37   锰 Mn：0.70～0.90   硫 S ：允许残余含量≤0.040   磷 P ：允许残余含量≤0.035

铬 Cr：0.70～0.90   镍 Ni：允许残余含量≤0.030   铜 Cu：允许残余含量≤0.030

ASTM5140合结钢力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥980(100)    屈服强度 σs (MPa)：≥785(80)    伸长率 δ5 (%)：≥9    断面收缩率 ψ (%)：≥45    冲击功 Akv (J)：≥47    冲击韧性值 αkv (J/cm2)：≥59(6)     硬度 ：≤207HB

试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm

ASTM5140热处理规范及金相组织：

热处理规范：淬火850℃,油冷；回火520℃,水冷、油冷。

ASTM5140钢交货状态：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。

氮化处理

5140钢材属于可氮化钢，其所含元素有利于氮化。

5140经氮化处理后可获得较高的表面硬度。

5140调质后氮化处理硬度高能达到HRA72~78，即HRC43~55。

氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－精磨或研磨。由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。软氮化是活性氮化,现在比较常用的是气体氮化.焊接5140，以防止因基体散热，造成焊缝内部激冷淬裂。焊接后调质前好加一遍正火。 结晶时易偏析，对结晶裂纹（一种热裂纹）比较敏感，焊接时容易在弧坑和焊缝中凹下的部分开裂。含碳量较高，快冷时易得到对冷裂纹很敏感的淬硬组织（马氏体组织）。过热区在冷速较大时，很容易形成硬脆的高碳马氏体而使过热区脆化。

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