38CrMoAl圆钢是一种中碳合金结构钢，其核心特点是含有 铝（Al），这使其具有 优异的渗氮性能。因此，它通常不用于调质后直接使用，而是经过 调质 + 渗氮处理 后，获得极高的表面硬度、耐磨性、抗疲劳性和良好的耐腐蚀性。

牌号解读：38（平均含碳量 0.38%）+ Cr（铬）+ Mo（钼）+ Al（铝）

化学成分（GB/T 3077 标准典型值）

各元素的核心作用：

• Al：形成高硬度、稳定的AlN，是渗氮强化的主要元素。

• Cr， Mo：

  • 提高淬透性，保证心部性能。

  • 形成CrN， MoN，进一步强化渗氮层。

  • 钼（Mo）还能抑制渗氮脆性（减轻“氮化物白亮层”的脆性）。

• C：保证适当的心部强度（调质后获得回火索氏体）。

关键特性与热处理工艺

其优异的性能并非来自钢材本身，而是来自一套组合热处理工艺：

1. 预备热处理：

   • 正火：用于锻造后，消除应力，均匀组织。

   • 调质：这是关键预备工序。圆钢经 淬火（930-950℃）+ 高温回火（600-650℃），获得回火索氏体组织。这为后续渗氮提供了强韧的心部支撑，并保证加工后的尺寸稳定性。

2. 最终热处理：

   • 渗氮：在 500-580℃ 的氨气气氛中，氮原子渗入工件表面，形成高硬度的 氮化物层。

   • 通常不进行渗氮后的淬火，因为处理温度低，变形极小。

性能特点（渗氮处理后）

• 极高的表面硬度：HV 950-1200（相当于 HRC 65-72 以上），是表面硬度最高的钢材之一。

• 优异的耐磨性和抗咬合性。

• 高的疲劳强度：表面形成的压应力极大提高疲劳寿命。

• 良好的耐腐蚀性：渗氮层对水、大气、油等有较好抗蚀性。

• 变形极小：渗氮温度低，且渗氮后无需淬火，是精密件理想选择。

• 心部强韧性好：调质后的心部具有良好的综合机械性能。

“圆钢”形态与应用

作为 圆钢 供货，常见规格从直径十几毫米到几百毫米。用户根据零件尺寸进行下料、锻造或直接机加工。

主要应用领域：
它专门用于制造要求高耐磨性、高疲劳强度、低变形、耐一定腐蚀的精密零件。

• 精密机床：主轴、丝杠、蜗杆、镗杆、磨床主轴等。

• 塑料机械：螺杆、料筒、齿轮。

• 发动机：曲轴、凸轮轴。

• 纺织机械：高速高负载齿轮、轴类。

• 模具：注塑模、压铸模的型芯、顶杆等。

• 其他：气缸套、阀杆、测量仪器零件。

加工与使用注意事项

1. 脱碳敏感：加热时需注意保护，防止脱碳影响渗氮层质量。

2. 铝含量导致：

   • 冶炼和铸造难度较高，易产生非金属夹杂和偏析。

   • 热加工温度范围较窄，锻造和轧制需要更严格的控制。

   • 导热性较差，热处理加热和冷却需注意，防止开裂。

3. 切削加工性一般：调质后硬度适中，但含有硬质氮化物形成元素，刀具磨损相对较快。

4. 渗氮前必须精加工：渗氮层薄且硬，渗氮后只能进行精磨或抛光，所有粗加工、半精加工及去应力工序都需在渗氮前完成。

5. “白色脆性层”：渗氮工艺不当，表面会形成过脆的ε相（Fe₂-₃N），需通过工艺控制（如两段渗氮、离子渗氮）来减轻。