EN 10263-4 41Cr4 淬火回火钢 – 高强度冷镦螺栓与球头销专用钢

材料概述

EN 10263-4 41Cr4（材料号 1.7035）是一种高碳铬合金冷镦钢，碳含量 0.38 – 0.45%，铬 0.9 – 1.2%。该钢适合低至中等变形率冷镦成型，经淬火回火后可达到极高强度：厚规格满足 8.8 级，薄规格可达 12.9 级螺栓要求。同时广泛用于按图制造的高强度零件，如汽车悬架球头销、转向节销等关键安全件。其高碳、高铬设计赋予优异淬透性和回火稳定性，是高强度冷镦件与精密热处理零件的首选材料。

主要特性

物理与一般性能

性能项目	温度	数值
密度	20 °C	7.83 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	10 – 14 %
泊松比	20 °C	0.28
断面收缩率	20 °C	30 – 40 %
抗拉强度	20 °C	800 – 1200 MPa
屈服强度	20 °C	560 – 800 MPa

热学性能

性能项目	温度	数值	备注
线膨胀系数	-100 °C	1.05 × 10⁻⁵ 1/K
	20 °C	1.15 × 10⁻⁵ 1/K
	100 °C	1.21 × 10⁻⁵ 1/K
	200 °C	1.27 × 10⁻⁵ 1/K
	300 °C	1.32 × 10⁻⁵ 1/K
	400 °C	1.36 × 10⁻⁵ 1/K
	500 °C	1.40 × 10⁻⁵ 1/K
	600 °C	1.44 × 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	45.1 W/(m·K)
	100 °C	45.1 W/(m·K)
	200 °C	44.1 W/(m·K)
	300 °C	41.9 W/(m·K)
	400 °C	39.4 W/(m·K)
	500 °C	36.9 W/(m·K)
	600 °C	34.4 W/(m·K)
热扩散率	20 °C	12.5 mm²/s
	100 °C	11.6 mm²/s
	200 °C	10.6 mm²/s
	300 °C	9.5 mm²/s
	400 °C	8.4 mm²/s
	500 °C	7.1 mm²/s
	600 °C	5.8 mm²/s

电学性能

性能项目	温度	数值
电阻率	20 °C	2.31 × 10⁻⁷ Ω·m
	100 °C	2.84 × 10⁻⁷ Ω·m
	200 °C	3.58 × 10⁻⁷ Ω·m
	300 °C	4.48 × 10⁻⁷ Ω·m
	400 °C	5.52 × 10⁻⁷ Ω·m
	500 °C	6.71 × 10⁻⁷ Ω·m
	600 °C	8.06 × 10⁻⁷ Ω·m

化学成分（质量分数，%）

元素	含量范围
碳 (C)	0.38 – 0.45
铬 (Cr)	0.9 – 1.2
锰 (Mn)	0.6 – 0.9
磷 (P)	≤ 0.04
硅 (Si)	≤ 0.40
硫 (S)	≤ 0.035

冷镦成形与热处理响应

成形窗口：低至中等变形率（单工位 ≤ 45%，多工位累计 ≤ 90%），需优质模具润滑（磷酸盐皂化涂层 + MoS₂）。
淬透性优势：高碳 + 高铬确保大截面（至 50 mm）全淬透，淬火后马氏体组织均一，回火后硬度波动 < 15 HB。
强度等级覆盖：
- 规格 ≥ M16：淬火回火达 8.8 级（Rm 800 – 1000 MPa）
- 规格 ≤ M12：可达 10.9 级（Rm 1040 – 1240 MPa）甚至 12.9 级（Rm 1220 – 1420 MPa）
球头销专用热处理：感应淬火表面硬化（58 – 62 HRC）+ 低温回火（160 – 180 °C），芯部保持高韧性（Rm 900 – 1100 MPa），满足汽车安全件“表硬心韧”要求。

典型应用领域

高强度螺栓：8.8 级大规格、10.9/12.9 级中小规格（汽车发动机、底盘、车身结构件）
汽车安全关键件：球头销、转向节销、转向拉杆球销、减震器连接销
高强度轴类、销轴、齿轮轴（按图定制热处理）
航空航天、轨道交通高可靠性紧固件及结构件

热处理工艺参考

球化退火（供货态）：710 – 740 °C 等温退火，硬度 ≤ 217 HB，利于冷镦。
淬火：830 – 860 °C 油冷（大截面可聚合物淬火剂）。
回火：500 – 650 °C（视目标强度），≥ 1 h，空冷。高强度等级（12.9）回火温度取下限（500 – 550 °C）。
感应表面淬火（球头销）：中频/高频感应加热至 850 – 900 °C，喷水/聚合物淬火，160 – 180 °C × 2 h 回火。

对比与选材指南

材料	碳含量	铬含量	适用强度等级	适用规格范围	典型用途
37Cr4 (1.7034)	0.34 – 0.41%	0.9 – 1.2%	8.8 级	≥ M16	大规格结构螺栓
41Cr4 (1.7035)	0.38 – 0.45%	0.9 – 1.2%	8.8 – 12.9 级	全规格（薄规格达 12.9）	高强螺栓、球头销、关键安全件
42CrMo4 (1.7225)	0.38 – 0.45%	0.9 – 1.2% + Mo 0.15 – 0.3%	10.9 – 12.9 级	大规格、超高强度	超高强度螺栓、齿轮轴、钻杆
34CrNiMo6 (1.6582)	0.30 – 0.38%	1.3 – 1.7% + Ni 1.3 – 1.7% + Mo	12.9 级及以上	超大规格、极高韧性	航空起落架、压力容器栓钉

质量控制要点

严格控制脱氧工艺（全脱氧 + 钙处理），保证非金属夹杂物等级 ≤ 2.5 级（DIN 50602），提高疲劳寿命。
冷镦前需球化退火至 180 – 217 HB，硬度波动 ≤ 15 HB，确保成形稳定性。
淬火后须在 2 h 内回火，防止淬火裂纹；回火脆性敏感区（350 – 550 °C）严禁缓冷。
球头销感应淬火层深度、表面硬度、芯部硬度、残余应力需 100% 检测，满足 VDA/ISO/TS 16949 要求。

EN 10263-4 38Cr2 淬火回火钢 – 小规格 8.8 级冷镦用铬钢 EN 10263-4 42CrMo4 淬火回火钢——高强度冷镦级 10.9/12.9 级螺丝用材

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