摘要：40CrMo5-6是一种中碳铬钼合金结构钢，专为高温高压工况设计，广泛应用于内燃机气缸盖、涡轮增压器、排气阀等核心部件。其通过优化合金元素配比和热处理工艺，兼具高强度、高韧性及优异的高温稳定性，是替代传统45钢和35CrMo的升级材料

40CrMo5-6内燃机高温用钢全面技术资料

一、材料概述

40CrMo5-6是一种中碳铬钼合金结构钢，专为高温高压工况设计，广泛应用于内燃机气缸盖、涡轮增压器、排气阀等核心部件。其通过优化合金元素配比和热处理工艺，兼具高强度、高韧性及优异的高温稳定性，是替代传统45钢和35CrMo的升级材料

二、化学成分分析（质量分数%）

关键设计逻辑：通过Cr-Mo协同效应提升高温稳定性，Ni元素平衡热应力下的韧性需求，低磷硫含量确保材料纯净度

三、物理性能参数

热力学性能

密度：7.85 g/cm³

热膨胀系数（20-100℃）：12×10⁻⁶/℃

热导率（100℃）：43.3 W/(m·℃)

弹性模量：210 GPa（23℃）

高温特性

500℃高温抗拉强度保持率：≥75%

抗蠕变性能（1000h/600℃）：断裂强度≥450 MPa

抗氧化性（600℃/1000h）：氧化增重≤0.15 g/m²

机械性能

四、材料优势解析

高温稳定性

通过Cr-Mo固溶体形成致密氧化层，600℃下氧化速率仅为普通钢的1/3

抗蠕变性能优于35CrMo，适用于长期高温载荷环境。

综合力学性能

调质处理后实现强度与韧性的最佳平衡，冲击韧性达63 J（常温）

断面收缩率≥55%，显示优异塑性变形能力。

加工适应性

切削加工性优于42CrMo，刀具寿命延长20%

可锻性良好，锻造比≥6:1时组织均匀性达标。

耐腐蚀性

在含硫燃气环境中，耐蚀性比40Cr提升40%

电化学腐蚀速率≤0.05 mm/a（pH=7, 25℃）。

五、供应形式与加工服务

标准规格

特殊定制

异形件：涡轮盘、叶片等复杂截面锻造件

表面处理：渗氮（硬度≥1000 HV）、PVD涂层

尺寸公差：按GB/T 3077标准执行，关键尺寸±0.1 mm

采购模式

现货供应：上海/天津/广州等港口常备库存

定制生产：支持小批量（≥500 kg）快速交付

质量认证：提供第三方检测报告（SGS/TÜV）

六、应用案例与失效预防

典型工况

内燃机排气阀：承受800-1000℃热循环+燃气冲刷

涡轮增压器叶轮：离心力载荷+瞬态高温（峰值1200℃）

失效防护

热疲劳防护：建议服役温度≤850℃，避免急冷急热

腐蚀环境：表面镀镍（厚度20-30 μm）可延长寿命3倍

焊接工艺：采用ER80S-B2焊丝，焊后650℃回火消除残余应力

七、质量控制体系

冶炼标准

精炼工艺：电弧炉+LF+VD真空脱气

杂质控制：O≤20 ppm，H≤2 ppm

检测手段

金相分析：晶粒度≥8级（ASTM E112）

无损检测：UT/MT/PT三级检测

力学验证：按ISO 6892-1标准进行室温/高温拉伸

八、市场动态与替代方案

价格趋势

2025年Q2现货价：Φ50 mm圆钢约6800元/吨（含税）

波动因素：钼价上涨10%将导致成本增加约8%

替代材料对比

九、技术发展趋势

成分优化

添加0.05-0.10% Ti细化晶粒，提升疲劳寿命

试验性添加0.3% Cu增强抗热腐蚀性

工艺创新

激光表面重熔处理：硬度提升至HRC 60

增材制造：3D打印涡轮部件致密度达99.8%

本资料综合了材料学特性、工业应用数据和最新技术进展，如需特定工况下的详细性能参数或定制化解决方案，建议联系上海钢泽合金集团等专业供应商获取定向技术支持

来源：夏琳科技观察