EN 10263-4 38Cr2 淬火回火钢 – 小规格 8.8 级冷镦用铬钢
材料概述
EN 10263-4 38Cr2（材料号 1.7030）是一种铬合金冷镦钢，适合中等变形率冷镦成型。经淬火回火后可满足 8.8 级螺栓（中小规格，通常 ≤ M16）力学性能要求。该钢铬含量低于 37Cr4，淬透性稍低，但成本更优，且冷成形性略好。标准已注明 38Cr2 将逐步被 35B2（硼钢）替代，新设计建议优先考虑 35B2 或 37Cr4。
主要特性
物理与一般性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20 °C | 7.80 g/cm³ |
力学性能（淬火回火状态，典型范围）
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 弹性模量 | -100 °C | 217 GPa |
| 20 °C | 212 GPa | |
| 100 °C | 207 GPa | |
| 200 °C | 199 GPa | |
| 300 °C | 192 GPa | |
| 400 °C | 184 GPa | |
| 500 °C | 175 GPa | |
| 600 °C | 164 GPa | |
| 断后伸长率 | 20 °C | 14 – 17 % |
| 泊松比 | 20 °C | 0.28 |
| 断面收缩率 | 20 °C | 35 – 45 % |
| 抗拉强度 | 20 °C | 600 – 950 MPa |
| 屈服强度 | 20 °C | 350 – 550 MPa |
热学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 | -100 °C | 1.08 × 10⁻⁵ 1/K | |
| 20 °C | 1.19 × 10⁻⁵ 1/K | ||
| 100 °C | 1.25 × 10⁻⁵ 1/K | ||
| 200 °C | 1.30 × 10⁻⁵ 1/K | ||
| 300 °C | 1.36 × 10⁻⁵ 1/K | ||
| 400 °C | 1.41 × 10⁻⁵ 1/K | ||
| 500 °C | 1.45 × 10⁻⁵ 1/K | ||
| 600 °C | 1.49 × 10⁻⁵ 1/K | ||
| 熔点范围 | — | 1382 – 1529 °C | 典型铬钢范围 |
| 比热容 | -100 °C | 423 J/(kg·K) | |
| 20 °C | 461 J/(kg·K) | ||
| 100 °C | 479 J/(kg·K) | ||
| 200 °C | 499 J/(kg·K) | ||
| 300 °C | 517 J/(kg·K) | ||
| 400 °C | 536 J/(kg·K) | ||
| 500 °C | 558 J/(kg·K) | ||
| 600 °C | 587 J/(kg·K) | ||
| 热导率 | 20 °C | 44.9 W/(m·K) | |
| 100 °C | 46.2 W/(m·K) | ||
| 200 °C | 45.5 W/(m·K) | ||
| 300 °C | 43.1 W/(m·K) | ||
| 400 °C | 40.4 W/(m·K) | ||
| 500 °C | 37.7 W/(m·K) | ||
| 600 °C | 34.9 W/(m·K) | ||
| 热扩散率 | 20 °C | 12.5 mm²/s | |
| 100 °C | 12.0 mm²/s | ||
| 200 °C | 11.0 mm²/s | ||
| 300 °C | 9.8 mm²/s | ||
| 400 °C | 8.6 mm²/s | ||
| 500 °C | 7.3 mm²/s | ||
| 600 °C | 5.9 mm²/s |
电学性能
| 性能项目 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 电阻率 | 20 °C | 2.32 × 10⁻⁷ Ω·m |
| 100 °C | 2.77 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 200 °C | 3.47 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 300 °C | 4.35 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 400 °C | 5.38 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 500 °C | 6.56 × 10⁻⁷ Ω·m | |
| 600 °C | 7.95 × 10⁻⁷ Ω·m |
化学成分（质量分数，%）
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.35 – 0.42 |
| 铬 (Cr) | 0.4 – 0.6 |
| 锰 (Mn) | 0.5 – 0.8 |
| 磷 (P) | ≤ 0.04 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.40 |
| 硫 (S) | ≤ 0.035 |
冷镦成形特性
- 成形极限：适合中等变形率冷镦（单工位变形率 ≤ 50%，多工位累计 ≤ 100%）。
- 适用规格：最适合 ≤ M16 的 8.8 级螺栓、螺钉、螺柱；大规格易因淬透性不足导致芯部硬度不达标。
- 替代趋势：EN 10263-4 标准明确指出 38Cr2 将被 35B2（含硼钢）替代。35B2 通过微量硼（0.0005 – 0.003%）大幅提高淬透性，同等规格下可降低合金成本，且冷成形性相当。
典型应用领域
- 中小规格（M6 – M16）8.8 级六角螺栓、高强螺钉
- 汽车发动机、变速箱、底盘中小型紧固件
- 机床、通用机械、家电结构件用高强度螺栓
- 现有老产品维修替换用料（新设计不推荐）
热处理工艺参考
- 球化退火（供货态）：700 – 730 °C 等温退火，硬度 ≤ 207 HB。
- 淬火：840 – 870 °C 油冷。
- 回火：550 – 650 °C，≥ 1 h，空冷。避免 350 – 550 °C 缓冷防回火脆性。
选材建议：38Cr2 vs. 35B2 vs. 37Cr4
| 对比项 | 38Cr2 (1.7030) | 35B2 (1.5526) | 37Cr4 (1.7034) |
|---|---|---|---|
| 铬含量 | 0.4 – 0.6% | ≤ 0.3% | 0.9 – 1.2% |
| 硼含量 | — | 0.0005 – 0.003% | — |
| 淬透性 | 中等（适合 ≤ M16） | 高（适合 ≤ M24） | 高（适合 ≥ M16） |
| 冷成形性 | 良好 | 良好 | 中等 |
| 材料成本 | 中 | 低 | 较高 |
| 推荐状态 | 维护老产品 | 新设计首选 | 大规格新设计 |
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