45号钢热处理工艺

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调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机

械性能。

调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。

调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析，一般只作硬度测试，这就是说，淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。

1、 45钢的调质

45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。

45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时

间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。

因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。

45钢正火是将钢加热到临界温度以上，使钢全部转变为均匀的奥氏体，然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体，对于亚共析钢正火可细化晶格，提高综合力学性能。等轴状铁素体+珠光体能够容易获得细的粒状奥氏体组织，得到细而均匀的淬火马氏体。

45钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。一般，温度低硬度就高，温度高硬度就相对低；关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，一般认为，回火后的硬度取决于回火温度，

与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。 45钢链轮没有调质想正火处理一下，是不能满足要求,综合机械性能要差些. 45#钢材交货状态硬度 钢材交货状态硬度HBS10/3000，≤|未热处理钢: 229

钢材交货状态硬度HBS10/3000，≤|退火钢: 197 液相线温度

1495℃左右，碳含量0.42~0.50%。 化学成分

含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，Cr含量≤0.25%，Ni含量≤0.30%， Cu含量≤0.25%。[1] 密度7.85g/cm3，弹性模量210GPa，泊松比0.31。

45号钢处理方法

热处理

推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火600. 45号钢为 优质

碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 模板,梢子,导柱等,但须热处理 。

1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。

2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。 调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的

连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。 渗碳处理

一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2%，芯部一般在0.1－－0.25%（特殊情况下采用0.35%）。经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。 如果用45号钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。0.35%从来没见过实例，只在教科书里有介绍。可以采用调质+高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。 执行标准中

GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火，达到的性能为屈服强度≥355MPa GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16%，断面收缩率为40%，冲击功为39J 钢厂现货规格 品名 光亮圆棒 热轧圆钢 规格/mm 材质 品名 规格/mm 材质 3.0-25 45# 热轧钢板 上海维风 4-10 45# 12-50 45# 8-10 45#

热轧圆

Ф100-130

钢 热轧圆

Ф140-150

钢 上海维

Ф160-170

风 上海维

Ф16-40

风 热轧圆

Ф16-45

钢 热轧圆

Ф180-200

钢 热轧圆

Ф200-280

钢 上海维风 上海维风 热轧圆

Ф50-70

钢 热轧圆

Ф50-90

钢

45# 45# 45# 45# 45# 45# 45# 45# 45#

上海维风 热轧钢板 热轧钢板 热轧钢板 上海维风 上海维风 锻打钢板 锻打钢板 锻打钢板 锻打钢板 锻打钢板

12-16 45#

18-20 45#

22-28 45#

30-34 45#

35-75 45#

75-80 45#

80-100 45#

290-500 45# 100-150 45#

500-1500 45# 150 45#

160 45#

170 45#

热轧圆Ф50-95 钢 用途

轴类零件的功用、结构特点及技术要求

45# 锻打钢板 180 45# 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零

45号钢实验

部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。 轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项： (一)尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。 (二)几何形状精度 轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。 (三)相互位置精度 轴

类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001～0.005mm。 (四)表面粗糙度 一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。 轴类零件的毛坯和材料

(一)轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。 根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。 45号钢下料

轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。 45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。 40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。 轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。 精密机

床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。 45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45#钢优越的机械性能，常将45#钢表面淬火(高频淬火或者直接淬火)，这样就能得到需要的表面硬度。 注：直径为8―12mm的45号钢淬火时容易产生裂纹，这是一个较为复杂的问题。目前采取的措施是淬火时试样在水中快速搅动，或者采用油冷，可避免出现裂纹。

国 家 中国 牌 号 45 编号UNS 标准号 GB 699-88 化

学

成

分

(%)

0.42-0.50C,0.17-0.37Si,0.50-0.80Mn,0.035P,0.035S,0.25Ni,0.25Cr,0.25Cu 形 态 锭、坯、条、管、板、带 状 态 不热处理、退火、正火、高温回火 抗拉强度Mpa 600 屈服强度Mpa 355 伸长率% 16 在模具修补领域

45号钢所针对的模具焊材型号为：CMC-E45 45号钢焊条

它是唯一接合性较好之中硬度钢焊条，适用于空冷钢、铸钢：如ICD5、7CrSiMnMoV…等等。汽车板金覆盖件模具及大型五金板金冲压模具之拉延、拉伸部位修补，也可用于硬面制作。 另外在使用时也有一些需要注意的： 1. 于潮湿场地施工前，焊条先以150-200°C烘干30-50分钟。 2. 通常施以200°C以上预热，焊接后空冷，可能的话最好实施应力消除。 3. 需多层堆

焊处，以CMC-E30N打底，可得到较好的焊接效果。 硬度 HRC 48-52 主要成份 Cr Si Mn C 适用电流范围： 直径及长度m/m 3.2*350mm 4.0*350mm 电流范围（Amp） 70-100 130-150 力学性能

正火：850 淬火：840 回火：600 抗拉强度：不小于600Mpa 屈服强度：不小于355Mpa 伸长率：16% 收缩率：40% 冲击功：39J 钢材交货状态硬度：不大于 未热处理：229HBS 退火钢：197HBS

45号钢的热处理硬度

调质是有一个硬度范围的，一般在225—297HB之间。45＃钢如果是调质处理，也就是淬火＋高温回火，硬度最高应该在297HB，即31～32HRC吧！这是最理想状态。一般可能还达不到该值。

45钢淬火，如果用水淬一般能够达到40----60HRC（根据水温及材料的大小)，用油淬火一般在30----55HRC 之间（根据材料的厚度大小及淬火油的种类不同）。

在热处理过程中裂开不裂开和达到多少硬度没有关系，和工件的形状及热处理方式等有关系。

中低碳钢一般采用正火。正火后得到珠光体组织，便于切削加工。 高碳钢，合金钢则采用退火（普通，球化，等温。。。）

(1)根据以上原因分析，我们选取含碳量(质量分数)为0.42％～0.45％和0.47％～0.50％的两组连杆杆身试棒，分别进行调质和正火热处理工艺试验。热

处理工艺试验曲线见图1、图2。图1 正火+高温回火工艺曲线

图2 调质热处理工艺曲线

为了进一步验证热处理工艺，我们抽取正火+高温回火处理(编号4-123-1、4-118-2、4-124-2)和调质处理(编号4-116-1)冲击试样进行金相分析。分析结果见表6。金相组织分别如图3～6所示。表6 连杆金相组织及晶粒度

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