摘要:En25是一种符合英国标准BS 970-1955的高强度合金钢,以镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)为主要合金元素,通过精密配比实现强度、韧性及耐腐蚀性的平衡。尽管其原始标准已被后续版本(如BS 970-1-1983)替代,并被牌号826M31逐步取代,En2
En25是一种符合英国标准BS 970-1955的高强度合金钢,以镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)为主要合金元素,通过精密配比实现强度、韧性及耐腐蚀性的平衡。尽管其原始标准已被后续版本(如BS 970-1-1983)替代,并被牌号826M31逐步取代,En25仍在机械工程、汽车制造及船舶工业中占据重要地位。该材料在淬火及回火状态下表现出优异的综合机械性能,尤其适用于高负荷部件如曲轴、齿轮、传动轴等。其设计兼顾高温稳定性(最高工作温度540℃)和低温韧性,适应复杂工况需求。
二、化学成分与合金设计
En25的化学成分经过优化,以平衡基础性能与加工特性:
碳(C):0.27%~0.35%,提供基础硬度和强度,但需通过热处理控制碳化物析出以避免脆性。
镍(Ni):2.3%~2.8%,显著提升低温冲击韧性及抗疲劳性能。
铬(Cr):0.5%~0.8%,增强耐腐蚀性及高温抗氧化能力。
钼(Mo):0.4%~0.7%,细化晶粒并提高抗蠕变能力,抑制回火软化倾向。
锰(Mn)与硅(Si):分别控制在0.5%~0.7%和0.1%~0.35%,优化脱氧效果与淬透性。
杂质元素(磷、硫)严格限制在0.05%以下,确保材料纯净度。
三、力学性能与热处理工艺
En25的机械性能高度依赖热处理工艺,常见状态包括淬火及回火(T、U、V等):
强度与塑性
抗拉强度(σb):849~1544 MPa,随回火温度升高而递增,最高可达1544 MPa(淬火及回火Z状态)。
屈服强度(σs):679~1312 MPa,适用于高应力部件如船舶传动轴及发动机曲轴。
断后伸长率(δ5):10%~18%,确保材料在高强度下仍具备足够的塑性变形能力。
硬度与冲击韧性
硬度范围:248~444 HBW,可通过调整回火温度精准控制,例如低温回火(200~300℃)获得高硬度,高温回火(500~660℃)优化韧性。
冲击吸收能量(KV2):14~54 J,在动态载荷下表现稳定,尤其适用于承受冲击的船舶锻件及航空紧固件。
热处理工艺
淬火:820~850℃油冷,确保奥氏体充分转化为马氏体,变形倾向低。
回火:温度不超过660℃,消除内应力并稳定组织,推荐水冷或空冷以避免回火脆性。
四、核心优势与性能对比
高强度与韧性协同:相较于普通调质钢(如40Cr),En25在同等强度下冲击韧性提升2~3倍,尤其在-60℃低温环境中仍保持高韧性。
耐腐蚀性优异:铬、镍元素的协同作用使其在含氯化物、酸性介质中表现优于多数低合金钢,适用于化工设备及海洋工程。
工艺适应性广:锻造性能良好,可在单相奥氏体温度区间进行锻压;焊接性尚可,复杂部件需预热至300℃以上并焊后缓冷。
经济性平衡:相比同级别镍基高温合金(如Haynes 25),En25成本更低,适用于大规模工业部件制造。
五、典型应用领域
汽车与机械工程
发动机部件:活塞销、平面波形弹簧及密封圈,耐受540℃以下高温环境。
传动系统:高负荷齿轮、传动轴及锻件,利用其高抗拉强度(≥1000 MPa)提升耐用性。
船舶与重型机械
船用锻件:舵轴、螺旋桨轴及连接螺栓,适应海水腐蚀与高动态载荷。
重型装备:矿山机械的耐磨衬板及液压缸体,通过表面渗碳处理进一步提升寿命。
能源与化工
石化设备:耐酸阀体、管道及反应器内衬,应对硫化氢及氯化物腐蚀。
核电部件:辅助冷却系统紧固件及支架,满足高温高压环境下的稳定性需求。
工具与模具
冲压模具:通过渗氮或激光熔覆处理,表面硬度可达60 HRC以上,显著延长使用寿命。
精密铸造模架:低热膨胀系数减少形变,保障尺寸精度。
来源:小李科技论