從力學(xué)性能看,20MnB5 抗拉強度經(jīng)合適熱處理后可達 1000 - 1300MPa,屈服強度一般在 800MPa 左右,伸長率約為 9% - 12%,沖擊韌性值在合適狀態(tài)下能達到 40J/cm2 左右。26MnB5 因碳含量更高,抗拉強度可略 20MnB5,在 1100 - 1400MPa 范圍,屈服強度也相應(yīng)提高,但其伸長率可能稍低,在 8% - 10%,沖擊韌性有所下降。40MnB 抗拉強度高,可達 1300 - 1600MPa,屈服強度也較高,然而其伸長率和沖擊韌性低,伸長率在 6% - 8%,沖擊韌性值約 30J/cm2。在承受重載且沖擊較小的結(jié)構(gòu)件中,40MnB 能發(fā)揮其高強度優(yōu)勢;26MnB5 適用于中等載荷且對韌性有一定要求的場景;20MnB5 則在需要較好綜合力學(xué)性能,特別是韌性的情況下表現(xiàn)。
低溫環(huán)境下,20MnB5 的沖擊韌性優(yōu)勢明顯。20MnB5 在低溫下仍能保持較好的韌性,不易發(fā)生脆斷,在寒冷地區(qū)使用的機械設(shè)備、車輛等設(shè)備中,若使用 20MnB5 制造的零部件,能有效降低因低溫沖擊導(dǎo)致零件損壞的風險。26MnB5 低溫沖擊韌性相對 20MnB5 稍差,在低溫環(huán)境中,其內(nèi)部組織的韌性有所降低,但仍能滿足一些對低溫性能要求不是極其苛刻的應(yīng)用場景,如部分低溫倉儲設(shè)備的結(jié)構(gòu)件。40MnB 由于碳含量高,低溫沖擊韌性差,在低溫下其脆性顯著增加,容易出現(xiàn)裂紋擴展,影響零件使用壽命,所以在極寒條件下工作的設(shè)備零件選材時,40MnB 一般不作為,除非采取特殊的低溫處理工藝來改善其性能。
切削加工性能方面,20MnB5 相對較好。其碳含量和合金元素配比使材料硬度適中,在切削過程中,刀具磨損相對較慢,加工表面粗糙度較低。例如在制造小型機械零件時,20MnB5 可通過常規(guī)切削工藝加工,且無需復(fù)雜的刀具選擇和切削參數(shù)調(diào)整。26MnB5 由于碳含量稍高,硬度略增,切削加工時刀具磨損會加快,加工效率有所降低,對于復(fù)雜形狀零件加工,可能需要更頻繁更換刀具和優(yōu)化切削參數(shù)。40MnB 碳含量高,硬度大,切削加工難度大,需要使用刀具,并嚴格控制切削速度、進給量等參數(shù),在大規(guī)模零件制造中,會增加加工成本和時間,不過在一些對精度要求的精密零件加工中,通過精細工藝也能實現(xiàn)良好加工效果。
在機械制造領(lǐng)域,20MnB5 常用于制造一些對強度要求不是特別高,但需要良好冷加工性能和焊接性能的機械零件,如普通機械的外殼、小型支架等,其較低的成本和易加工性,能有效控制生產(chǎn)成本。26MnB5 更多應(yīng)用于制造中等負載、對精度和耐磨性有一定要求的機械零件,如機床的傳動絲杠等,這些零件在工作時需要承受一定的摩擦力和壓力,26MnB5 的性能可零件在長期使用過程中的精度保持和可靠性。40MnB 則用于制造高負載、的機械零件,如大型機床的齒輪、主軸等,這些零件在工作時承受的扭矩和沖擊力,40MnB 的高強度和高硬度能滿足其嚴苛要求,確保機床的穩(wěn)定運行。
淬透性上,26MnB5 和 20MnB5 因較高的錳含量和硼元素的加入,表現(xiàn)出色。尤其是在大尺寸零件淬火時,能使更深層的材料獲得良好的硬化效果。以制造大型軸類零件為例,26MnB5 和 20MnB5 進行淬火處理后,從表面到心部能形成較為均勻的硬化層,軸在承受復(fù)雜應(yīng)力時整體性能穩(wěn)定。40MnB 雖然也有硼元素提高淬透性,但由于錳含量相對較低,其淬透性在三者中稍遜一籌。對于大尺寸零件,40MnB 心部可能無法像 26MnB5 和 20MnB5 那樣充分硬化,影響整體強度和使用壽命。但在一些小尺寸零件或者對淬透深度要求不高的應(yīng)用中,40MnB 的淬透性已能滿足需求,并且其高強度特性可得到充分發(fā)揮。
航空航天領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅芤蟆?0MnB5 因其較好的韌性和相對穩(wěn)定的性能,可用于制造飛機內(nèi)部的一些小型結(jié)構(gòu)件和連接件,如飛機座椅的調(diào)節(jié)機構(gòu)零件等,這些零件需要在一定強度的同時,具有較好的抗疲勞性能,以應(yīng)對飛機飛行過程中的復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境。26MnB5 可用于制造航空發(fā)動機中的一些非關(guān)鍵但對強度和耐熱性有一定要求的零部件,如發(fā)動機的部分進氣結(jié)構(gòu)件,其良好的綜合性能能滿足在發(fā)動機高溫、高壓的部分工況下工作。40MnB 由于其強度,可用于制造飛機起落架等關(guān)鍵部件,這些部件在飛機起降過程中承受的沖擊力,40MnB 的高強度和高硬度可確保起落架的可靠性和安全性,但因其焊接性和加工難度大,在應(yīng)用時需要采用特殊工藝和嚴格質(zhì)量控制。
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