28Cr4 (EN 10277-5) 高强度铬钢：冷拉/车光调质圆钢
材料概述
28Cr4 是一种铬合金结构钢，按 EN 10277-5 标准供应冷拉、车光、淬火回火调质状态。碳含量略高于 25CrMo4，不含钼，淬透性中等，适用于制造截面较小、负荷稍高的零件，如汽车、发动机、机械工程中的传动齿轮、传动轴、销轴、螺栓等。最低使用温度 -25 °C。
化学成分 (典型值，质量分数 %)
| 元素 | 含量范围 |
|---|---|
| 碳 (C) | 0.24 – 0.31 |
| 硅 (Si) | ≤ 0.40 |
| 锰 (Mn) | 0.60 – 0.90 |
| 铬 (Cr) | 0.90 – 1.20 |
| 磷 (P) | ≤ 0.040 |
| 硫 (S) | ≤ 0.035 |
主要物理与力学性能
一般性能
| 性能 | 温度 | 数值 |
|---|---|---|
| 密度 | 20 °C | 7.83 g/cm³ |
力学性能 (室温，调质态典型值)
| 性能 | 数值范围 | 备注 |
|---|---|---|
| 抗拉强度 (Rm) | 650 – 1000 MPa | 视截面尺寸和调质工艺而定 |
| 屈服强度 (Rp0.2) | 410 – 650 MPa | |
| 断后伸长率 (A) | 12 – 15 % | |
| 断面收缩率 (Z) | 40 – 50 % | |
| 弹性模量 (E) | 212 GPa | 20 °C |
| 泊松比 (ν) | 0.28 | 铬钢典型值 |
弹性模量随温度变化
| 温度 (°C) | E (GPa) |
|---|---|
| -100 | 217 |
| 20 | 212 |
| 100 | 207 |
| 200 | 199 |
| 300 | 192 |
| 400 | 184 |
| 500 | 175 |
| 600 | 164 |
热学性能
| 性能 | 温度 (°C) | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 线膨胀系数 (10⁻⁶/K) | -100 | 10.5 | |
| 20 | 11.5 | ||
| 100 | 12.1 | ||
| 200 | 12.7 | ||
| 300 | 13.2 | ||
| 400 | 13.6 | ||
| 500 | 14.0 | ||
| 600 | 14.4 | ||
| 长期使用温度范围 | — | -25 – 0 °C | 注意：原数据上限为 0°C，实际工程常扩展至 200°C |
| 熔点范围 | — | 1382 – 1529 °C | 铬钢典型值 |
| 比热容 J/(kg·K) | -100 | 423 | |
| 20 | 461 | ||
| 100 | 479 | ||
| 200 | 499 | ||
| 300 | 517 | ||
| 400 | 536 | ||
| 500 | 558 | ||
| 600 | 587 | ||
| 热导率 W/(m·K) | 20 | 45.1 | |
| 100 | 45.1 | ||
| 200 | 44.1 | ||
| 300 | 41.9 | ||
| 400 | 39.4 | ||
| 500 | 36.9 | ||
| 600 | 34.4 | ||
| 热扩散率 mm²/s | 20 | 12.5 | |
| 100 | 11.6 | ||
| 200 | 10.6 | ||
| 300 | 9.5 | ||
| 400 | 8.4 | ||
| 500 | 7.1 | ||
| 600 | 5.8 |
电学性能 (电阻率)
| 温度 (°C) | 电阻率 (10⁻⁷ Ω·m) |
|---|---|
| 20 | 2.31 |
| 100 | 2.84 |
| 200 | 3.58 |
| 300 | 4.48 |
| 400 | 5.52 |
| 500 | 6.71 |
| 600 | 8.06 |
典型应用
- 汽车、摩托车：变速箱齿轮、传动轴、花键轴、半轴
- 发动机：凸轮轴、挺柱、摇臂、连杆螺栓
- 通用机械：中小型齿轮、轴类、销轴、高强度螺栓/螺母
- 农业机械、工程机械：受力部件、结构连接件
热处理工艺参考
- 正火：850 – 880 °C，空冷
- 淬火：830 – 860 °C，油冷
- 回火：540 – 680 °C，空冷（高温回火获取良好综合性能）
- 表面淬火：高频/感应加热 850–900°C，喷水/喷油冷却，表面硬度可达 50–55 HRC，心部保持韧性
28Cr4 与 25CrMo4 选材指南
| 考虑因素 | 选用 28Cr4 | 选用 25CrMo4 |
|---|---|---|
| 零件截面/尺寸 | 小截面 (≤ 50 mm)，淬透性要求不高 | 中大截面，需良好淬透性 |
| 工作温度 | -25 °C 以上常温/中温 | -40 °C 以上，含低温工况 |
| 强度/韧性平衡 | 中等强度、良好韧性 | 高强度、高韧性、高疲劳强度 |
| 成本 | 较低 (无 Mo) | 较高 (含 Mo) |
| 典型零件 | 齿轮、传动轴、销轴、中小螺栓 | 曲轴、连杆、主轴、大截面关键件 |
对应标准与牌号对照
- EN 10277-5 / EN 10083-3：28Cr4 (1.7030)
- DIN 17200：28 Cr 4
- GB/T 3077：30Cr / 35Cr（近似）
- ASTM A29 / A322：5130（近似）
- JIS G4105：SCr430（近似）
金属
- 25CrMo4 (EN 10277-5) 高强度铬钼钢：冷拉/车光调质圆钢
- 25CrMoS4 (EN 10277-5) 易切削高强度铬钼钢：冷拉调质圆钢
- EN 10277-5 34CrS4 冷拔/车削调质钢：车辆及发动机应用
- EN 10277-5 36CrNiMo4 等级 – 冷拔、车削、淬火回火钢，用于高性能应用
- EN 10277-5 37Cr4 等级：优质冷拔淬火钢，用于高性能汽车及机床零件
- EN 10277-5 37CrS4 等级：高性能冷拔、淬火回火钢，用于汽车及机械应用
- EN 10277-5 38Cr2 等级 – 冷拔、淬火回火钢，用于高强度汽车零部件
- EN 10277-5 38CrS2 等级：高强度冷拔、车削、淬火回火钢
- EN 10277-5 41Cr4 钢 - 冷拔、车削、淬火回火态
- EN 10277-5 41CrS4 钢 - 高强度冷拔易切削钢，用于汽车与机械
- EN 10277-5 42CrMo4 钢 - 冷拔、车削、淬火回火高载荷钢
- EN 10277-5 46Cr2 钢 - 高强度冷拔/车削钢，用于汽车与机械