这样的材料替换是否恰当?

所以因为

材料的替换原则是高端可以替换低端，而低端是不能替换高端的。
我司做的DG泵轴，产品规格：长1700mm，直径：40mm，原设计要求中轴的材料是45钢，因一段时间内45钢的材质不稳定，后改为用40Cr代替。
调质处理，原技术要求不变（245--285HB）。
这样的替换是否恰当？请讨论。

孤鸿踏雪

      个人觉得完全可行！

      不过，除了调质硬度要求以外，没有其它力学性能要求了吗？

所以因为

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-21 15:22

                               
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个人觉得完全可行！

      不过，除了调质硬度要求以外，没有其它力学性能要求了吗？ ...

技术要求上没有力学性能要求，只有硬度要求。
我们有些轴是需要力学性能要求的，这个没有。是否做轴一定要力学性能要求？

孤鸿踏雪

所以因为 发表于 2013-1-21 15:32

                               
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技术要求上没有力学性能要求，只有硬度要求。
我们有些轴是需要学性能要求的，这个没有。是否做轴一定要 ...

      既然如此，我以为就这个产品的这个要求而言，以40Cr替代45#完全可以！非常可以

所以因为

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-21 15:34

                               
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既然如此，我以为就这个产品的这个要求而言，以40Cr替代45#完全可以！非常可以 ...

我原来的想法和你一样，也是认为可以的（非常可以）
但我现在是心存疑虑，所以提出这个问题。这个疑虑我先不说出，但大家可以从这2种材料的特性和轴类工件的一些要求作为切人点去考虑。

随风飘飘

材料替换可以，但是要与配套厂家的负责人联系好啊

孤鸿踏雪

随风飘飘 发表于 2013-1-21 15:57

                               
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材料替换可以，但是要与配套厂家的负责人联系好啊

      我这里有一顾客的产品有多个品种就是45#钢，而我们热处理设施对于45钢调质没有优势，所以就与顾客沟通，顾客技术部门的那些年轻技术人员就是不同意。

     原因是这些设计者不必了解产品的实际服役条件和潜在失效模式对材料的要求，又不敢擅自更改。

所以因为

随风飘飘 发表于 2013-1-21 15:57

                               
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材料替换可以，但是要与配套厂家的负责人联系好啊

与配套厂家的负责人联系的目的是什么？注意事项？

upposition

从质量管理理念，更改最容易出错

所以因为

upposition 发表于 2013-1-21 18:53

                               
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从质量管理理念，更改最容易出错

这一点我认为是正确的！
问题是材料的替换原则是高端可以替换低端的。

upposition

所以因为 发表于 2013-1-21 19:23

                               
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这一点我认为是正确的！
问题是材料的替换原则是高端可以替换低端的。

我也赞同这个原则
修改后，实施起来，会带来的一系列的问题。
我仅从质量管理方面考虑。建议修改前多方面考虑。

所以因为

孤鸿踏雪 发表于 2013-1-21 16:59

                               
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我这里有一顾客的产品有多个品种就是45#钢，而我们热处理设施对于45钢调质没有优势，所以就与顾客 ...

所谓的设计者有许多也是照搬照抄的，不一定知道所以因为的。
但是，原来的设计考虑应该也是有其道理的。

所以因为

upposition 发表于 2013-1-21 19:36

                               
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我也赞同这个原则
修改后，实施起来，会带来的一系列的问题。
我仅从质量管理方面考虑。建议修改前多方面 ...

主要是那一系列的问题？

霜月

合金钢替换中碳钢，如果后续没有表面淬火要求，我认为替换是恰当的。

所以因为

霜月 发表于 2013-1-21 20:33

                               
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合金钢替换中碳钢，如果后续没有表面淬火要求，我认为替换是恰当的。

后续没有表面淬火要求，如果有，是否就不恰当了？

霜月

所以因为 发表于 2013-1-21 20:56

                               
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后续没有表面淬火要求，如果有，是否就不恰当了？

以前我们有一种产品，材料为45钢，要求调质后高频淬火，表面硬度大于58HRC。一段时间45钢采购困难，而40Cr价格相对还低些也比较易采购，要求替换，我不同意，直致到老总那里，我同意替换材料，但图纸必须更改技术要求，现表面硬度要求改为大于52HRC，这两种材料互相替换的情况有十几年了，用户没反馈过问题。

所以因为

霜月 发表于 2013-1-21 21:04

                               
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以前我们有一种产品，材料为45钢，要求调质后高频淬火，表面硬度大于58HRC。一段时间45钢采购困难，而40C ...

45钢调质后高频淬火，表面硬度大于58HRC，替换成40Cr调质后高频淬火，表面硬度大于52HRC。
表面硬度降低是基于怎样的考虑？

霜月

所以因为 发表于 2013-1-21 21:12

                               
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45钢调质后高频淬火，表面硬度大于58HRC，替换成40Cr调质后高频淬火，表面硬度大于52HRC。
表面硬度降低 ...

40Cr的碳含量偏低，很难达到58HRC以上。

吉祥如意

我认为：1.材料的更改从质量管理的观点讲，是一个很严肃的问题。需要多方的论证和实验数据支撑，乃至装机实验。2.其次，从程序上讲，需要从“初物”开始。3.因此，更改材料是件大事情。从材料的性能考虑是否可行仅仅是第一步；还有很多必要的程序去验证。

所以因为

霜月 发表于 2013-1-21 21:17

                               
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40Cr的碳含量偏低，很难达到58HRC以上。

这个考虑是正确的，不给自己为难，但还是有点保守啊，哈哈！
我们材料替换后没有调整技术要求，（虽然是调质，有所区别）是否不当？

吉祥如意

硬度从HRC58改为表面硬度大于52。主要是因为40Cr钢在感应淬火中开裂的倾向要大些。

霜月

所以因为 发表于 2013-1-21 21:24

                               
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这个考虑是正确的，不给自己为难，但还是有点保守啊，哈哈！
我们材料替换后没有调整技术要求，（虽然是 ...

确实比较保守，实际检测40Cr调质后高频的结果，硬度都在55HRC以上。

随风飘飘

所以因为 发表于 2013-1-21 18:49

                               
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与配套厂家的负责人联系的目的是什么？注意事项？

1、质量（不能随意更改图纸）；
2、材料更改，与图纸不符；
3、与设计人员沟通后，要有书面协议，必须有签字；

沧桑岁月

可以代替。
采用40Cr对产品的整体性能有所提高。

所以因为

霜月 发表于 2013-1-21 22:17

                               
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确实比较保守，实际检测40Cr调质后高频的结果，硬度都在55HRC以上。

虽然高频淬火产生的压应力会使硬度值偏上，但制定工艺应该有保险因素，这样就是遇到一些特别的的因素，也不会勉为其难。

所以因为

沧桑岁月 发表于 2013-1-22 08:04

                               
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可以代替。
采用40Cr对产品的整体性能有所提高。

按常规来说是这样的，轴的整体性能有所提高。
但我还是想问问，这个性能的提高你认为主要的因素是什么？

吉祥如意

主要的因素是铬元素的影响。

所以因为

吉祥如意 发表于 2013-1-22 12:03

                               
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主要的因素是铬元素的影响。

是的，关键点就在这里，铬元素的加入使材料的淬透性提高，轴的直径是40mm，现在轴是断裂失效，切圆片的检测结果是，组织正常，外圆四点硬度检测分别为31，30，30，30.5HRC，在圆片平面硬度检测从外缘至中心再到外缘，硬度检测分别为31，30，28，27，29，30，30.5HRC，也就是说中 心部位的硬度最低也有27HRC，基本是淬透了。
我曾经在一个什么资料上看到过，轴的心部是不需要淬透的，淬透反而影响轴的使用性能，不知道大家是否有这个影响？
这个规格（直径40mm）的轴，材料是45钢就不会淬透，就不容易出现断裂失效，因为心部保持了一定的柔性。我想，如果轴的规格再大，40Cr替换45钢就可能没有问题了，因为淬透性是有尺寸限制的。
我的认识不一定正确，只是心存疑虑，所以，提了这个话题，请教大家。

aaron01

我估计沈工所说的可能性不大，这个零件直径40mm，查45钢的淬透性曲线，水淬的话轴的中心硬度应该在20-25HRC，这个硬度对应的组织应该几乎没有马氏体，以珠光体转变产物为主，并且很有可能沿晶析出网状先共析铁素体；
而换成40Cr以后，从40Cr淬透性曲线上查到，水淬的话轴的中心硬度应该在38-54HRC范围，这个硬度对应的淬火组织应该是以马氏体为主，回火后应该是回火屈氏体或索氏体（取决于回火温度），从理论上来说，后一种的组织无论是强度还是韧性都会比前一种好才对的！

吉祥如意

我仍然坚持这一点：更改材料是件大事。另外，40Cr钢有其本身特性，不能套用45钢原工艺，可降低淬火温度再试。∮40轴杆更换材料是行得通的。

热处理

所以因为 发表于 2013-1-22 13:20

                               
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是的，关键点就在这里，铬元素的加入使材料的淬透性提高，轴的直径是40mm，现在轴是断裂失效，切圆片的检 ...

硬度检测是一个指标，同时不能忽略原材料质量，请做一下金相以及机械性能，很多说技术要求只要求硬度，那是在默认原材料合格的情况下的要求，那么在热处理以前的原材料的质量控制是一大缺失……
如果材料符合要求的话，按照你所提供的硬度可以看出，热处理质量不错。
心部淬透性能是优于未淬透的性能的，这个无需怀疑。

所以因为

更改材料是件大事，这个我是认同的。
实际情况是当时45钢因为材质的关系，这个规格的45钢轴无法进行正常的热处理生产，反复多次，淬火后的硬度就是高高低低不均匀，散差非常大，想了应该想到的方法，根本改变不了现状，但生产周期不能耽误，就这样决定用40Cr替换45钢的。

做40Cr 的轴没有套用45钢原工艺，虽然硬度要求没有改变，但淬回火的温度都是相应提高的。
从目前回帖看，大家认为40Cr替换45钢做轴是没有问题的。

草原的风

个人看法，仅供参考
从材料学角度看，如果技术要求、力学性能不变的话，40Cr替代45钢是完全没有问题的，而且更有优势，45钢的含碳量为0.42~0.50%，40Cr的含碳量为0.37~0.44%，平均值略低，实际上合金元素对马氏体的硬度影响不大，对强度的影响也不大，但是明显提高马氏体的塑性，当钢淬火后高温回火的力学性能取决于铁素体的状态、碳化物的本质、数量及其分散度，这时则合金元素降低高温回火钢的塑性，提高硬度和强度，由于合金渗碳体析出的作用、回火脆性或者高温回火引起晶粒和碳化物的粗化会增加钢的脆性，减低韧性。
所以由于用40Cr代替45钢所带来的问题是：
1、经过正确的热处理后，产品力学性能提高了，使用寿命增长了，产品坏的慢，厂家要负担由此而带来的产品生命周期的潜在损失，产品质量并不是越高越好。
2、材料成本的变动，一般情况下，由于是合金钢，40Cr价格要贵一些，要考虑由于材料的改变，产品的中长期原材料成本的压力风险。
3、生产40Cr的产品由于是含有Cr的，会有回火脆性存在，不仅要考虑热处理工艺的改变，工艺操作也会改变，要考虑工艺成本的增加。

追求卓越

草原的风 发表于 2013-1-22 21:27

                               
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个人看法，仅供参考
从材料学角度看，如果技术要求、力学性能不变的话，40Cr替代45钢是完全没有问题的，而 ...

40Cr的成本比45钢一吨大约贵100元。至于质量高产品坏的慢，厂家要负担由此而带来的产品生命周期的潜在损失，从我的经历看来，这是眼光长远，真正想打造百年企业的企业家所认同并身体力行的做法。

风来疏竹

我认为40Cr替换45做轴，是行得通的。断轴应从其它方面能找原因，比如：应力集中、原材料质量状况、装配问题、加工制造问题、运行操作是否合理等等相关方面。但前提条件是热处理正常情况下。

sallyeyey

个人觉得是没有问题的    不知道价格相比较怎么样

风云

40Cr代替45钢没什么问题

霜月

追求卓越 发表于 2013-1-22 21:46

                               
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40Cr的成本比45钢一吨大约贵100元。至于质量高产品坏的慢，厂家要负担由此而带来的产品生命周期的潜在损 ...

不知什么原因，有段时间40Cr的采购价比45钢低。

潇潇暮雨

草原的风 发表于 2013-1-22 21:27

                               
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个人看法，仅供参考
从材料学角度看，如果技术要求、力学性能不变的话，40Cr替代45钢是完全没有问题的，而 ...

     GB/T3077—1999提供的40Cr，其含碳量应在0.37~0.44％

草原的风

潇潇暮雨 发表于 2013-1-24 17:12

                               
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GB/T3077—1999提供的40Cr，其含碳量应在0.37~0.44％

谢谢指出，上限确实是0.44%而不是0.45%，我马上改正。

秦时明月

追求卓越 发表于 2013-1-22 21:46

                               
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40Cr的成本比45钢一吨大约贵100元。至于质量高产品坏的慢，厂家要负担由此而带来的产品生命周期的潜在损 ...

这也要看企业的经营理念了，给一常期合作的客户中频淬火某机械上易损齿轮，2012年来加工产品少了许多，究其原因，说是质量太好了，没生意了。

沧桑岁月

所以因为 发表于 2013-1-22 10:47

                               
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按常规来说是这样的，轴的整体性能有所提高。
但我还是想问问，这个性能的提高你认为主要的因素是什么？ ...

给你举个例子，螺栓8.8级的一般采用45＃，而10.9级的采用40Cr。采用45＃钢也可以作出40Cr的强度，但是冲击任性、屈服强度会受到限制。
另外，材料更改必须通过主机厂来确认，只有他们同意了才能更改。

追求卓越

秦楼明月 发表于 2013-1-24 20:23

                               
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这也要看企业的经营理念了，给一常期合作的客户中频淬火某机械上易损齿轮，2012年来加工产品少了许多，究 ...

所以下次做的时候就要价高一些，你就说采用先进工艺了嘛

火与水

沧桑岁月 发表于 2013-1-25 07:53

                               
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给你举个例子，螺栓8.8级的一般采用45＃，而10.9级的采用40Cr。采用45＃钢也可以作出40Cr的强度，但是冲 ...

同意您的观点，我们这更改图纸，也是与主机厂的工艺负责人联系、确认。

taofans

合适！、、、、、、、、、、、