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。这种材料通过优化合金元素配比和热处理工艺，兼具，成为替代传统45钢和35CrMo的升级材料。其独特的成分体系使其在高温环境下能保持优异的力学性能和耐久性，特别适合现代内燃机向高功率密度、高效率和低排放发展方向对材料提出的苛刻要求。
40CrMo5-6的化学成分设计体现了针对高温应用的精密计算与平衡。碳（C）含量控制在0.37-0.45%，确保材料具有足够的强度和淬透性基础。硅（Si）含量在0.17-0.37%范围内，不仅增强抗蠕变性，还能改善焊接性能。锰（Mn）含量为0.90-1.20%，起到固溶强化和细化晶粒的双重作用。
关键合金元素铬（Cr）和钼（Mo）的配比尤为精妙，铬含量在0.90-1.20%范围内，能在高温下形成致密的Cr₂O₃保护膜，显著提高材料的抗氧化能力；钼含量在0.15-0.25%之间，有效抑制回火脆性，增强高温强度。镍（Ni）元素的加入（1.40-1.70%）提供了显著的固溶强化效果，同时提升了材料的低温韧性。磷（P）和硫（S）作为有害杂质，被严格控制在≤0.035%的水平，以减少热疲劳裂纹的产生。
这种化学成分设计的核心逻辑在于通过铬-钼协同效应提升高温稳定性，利用镍元素平衡热应力下的韧性需求，同时通过低磷硫含量确保材料纯净度，从而构建了全面的性能保障体系。
40CrMo5-6具有优异的综合物理性能，密度为7.85 g/cm³，热膨胀系数（20-100℃）为12×10⁻⁶/℃，热导率（100℃）达到43.3 W/(m·℃)，弹性模量为210 GPa（23℃）。这些基础物理参数为其在高温环境下的稳定服役提供了保障。
高温性能是40CrMo5-6的突出优势。在500℃高温下，其抗拉强度保持率不低于75%；在600℃/1000小时的抗蠕变测试中，断裂强度不低于450 MPa；在600℃/1000小时的抗氧化测试中，氧化增重不超过0.15 g/m²。这些数据表明该材料具有卓越的高温耐久性。
机械性能方面，调质状态下抗拉强度不低于980 MPa，屈服强度不低于835 MPa，伸长率不低于12%，冲击功可达63 J以上。淬火加回火状态下，抗拉强度可进一步提升至1080-1200 MPa，屈服强度达到950-1050 MPa，同时保持10-15%的伸长率和50-60 J的冲击功。这种强度与韧性的良好平衡，使40CrMo5-6能够承受内燃机工作过程中的复杂载荷。
高温稳定性是40CrMo5-6的首要优势。通过铬-钼固溶体形成的致密氧化层，使材料在600℃下的氧化速率仅为普通钢的三分之一。其抗蠕变性能明显优于35CrMo，适用于长期高温载荷环境。
综合力学性能表现出色。调质处理后实现强度与韧性的最佳平衡，冲击韧性达到63 J（常温），断面收缩率不低于55%，显示出优异的塑性变形能力。这些特性对于承受循环热载荷的内燃机部件至关重要。
加工适应性良好。该材料的切削加工性优于42CrMo，可使刀具寿命延长20%。可锻性优异，当锻造比达到6:1时，组织均匀性仍能达标，这为制造复杂形状部件提供了便利。
耐腐蚀性能值得称道。在含硫燃气环境中，其耐蚀性比40Cr提升40%，电化学腐蚀速率不超过0.05 mm/a（pH=7，25℃）。这一特性使其能够适应多种燃料条件下的工作环境。
40CrMo5-6主要应用于内燃机高温部件，如排气阀（承受800-1000℃热循环和燃气冲刷）、涡轮增压器叶轮（承受离心力载荷和瞬态高温，峰值达1200℃）以及气缸盖等关键部位。
失效防护是确保材料长期稳定工作的关键。热疲劳防护方面，建议服役温度不超过850℃，并避免急冷急热的热冲击。在腐蚀环境中，表面镀镍（厚度20-30 μm）可延长部件寿命3倍。焊接工艺需采用ER80S-B2焊丝，焊后进行650℃回火以消除残余应力。
针对不同应用场景，需要采取相应的防护策略。例如，对于涡轮增压器叶轮，应重点考虑离心力载荷下的蠕变性能；对于排气阀，则需重点关注热疲劳和燃气冲刷的协同作用。通过针对性的设计和防护措施，可最大化发挥材料的性能潜力。
质量控制体系对确保材料性能一致性至关重要。冶炼工艺通常采用电弧炉+LF+VD真空脱气组合，严格控制杂质含量（氧≤20 ppm，氢≤2 ppm）。检测手段包括金相分析（晶粒度≥8级）、无损检测（UT/MT/PT三级检测）以及按ISO 6892-1标准进行的室温/高温拉伸验证。三牛注册登陆
技术发展趋势聚焦于成分优化和工艺创新。成分优化方面，添加0.05-0.10%钛可细化晶粒，提升疲劳寿命；试验性添加0.3%铜可增强抗热腐蚀性。工艺创新包括激光表面重熔处理（硬度可提升至HRC 60）和增材制造（3D打印涡轮部件致密度达99.8%）等先进技术。
未来，随着内燃机工作温度的不断提高和排放法规的日益严格，40CrMo5-6将继续优化其性能组合，以满足更为苛刻的工况需求。新材料技术的应用也将进一步拓展其性能边界，为高效清洁内燃机技术发展提供关键材料支撑。
综上所述，40CrMo5-6内燃机高温用钢凭借其优化的化学成分、出色的高温性能和良好的加工适应性，已成为现代高效内燃机不可或缺的关键材料，其持续发展将对动力装备技术进步产生重要推动作用。