45#钢的当前热处理现状

钢铁材料在国民经济中占有十分重要的地位，它们的应用非常广泛。在实际使用或生产加工过程中，人们对钢铁材料提出了各种不同的性能要求，单凭原始材料的性能已经满足不了工程技术上的要求。例如:为了便于切削加工就要求材料的硬度适当降低，以节约机械加工时的刀具消耗和提高劳动生产率;为使零件耐磨损，延长使用寿命，就要求其具有较高的硬度;为使零件能在有腐蚀性气体的环境中长期工作，就要求其具有一定的耐腐蚀性等。为满足这些性能要求，除了合理地选用材料外，还要进行热处理，如此才能充分发挥钢铁材料的性能特点。由此可知，热处理在机械制造业中占有十分重要的地位"。

纵观钢铁的发展历史，钢铁性能的提升与热处理工艺息息相关。45钢是最为重要的钢铁材料之一，通过热处理工艺提升其性能是现在也是将来的必经之路。

45钢的化学成分

45钢的当前热处理现状

45钢淬火前的硬度低于28HRC，而淬火后的硬度可以高于55HRC，其变化的程度取决于热处理的方式。

45钢机械性能的不同取决于由于冷却速度改变而形成的不同的结构组织。意思就是铁碳系统中*高硬度的获得取决于一种叫做马氏体转变的非扩散性转变;低硬度的取得取决于珠光体和铁素体的扩散性共析转变。平衡点附近快速冷却时获得的马氏体或缓慢冷却时获得的铁素体都是从奥氏体转化而来的因此无论其组织和力学性能都与其热处理工艺有关。

热处理工艺的改变对45钢的性能影响决定了对其热处理工艺的研究的重要性。目前45钢主要热处理工艺有正火、淬火和回火，其推荐热处理温度为:正火850℃、淬火840℃、回火600℃。随着热处理工艺参数的改变，热处理后45钢的组织和性能相应改变。适当温度下正火时得到珠光体和铁素体组织，而淬火和回火得到的是马氏体组织。随着它们加热温度、保温时间和冷却速度等的改变，热处理后所得到的组织变化主要集中在组织粗细和组织类型两个方面，二者的改变是其性能改变的根本原因。显微组织越细，材料的综合性能越好。显微组织类型直接决定其综合力学性能，例如马氏体具有高的强度和硬度、相变塑性和形状记忆效应，而珠光体塑性韧性较好，强度较低等。

45钢的性能

45钢为优质碳素结构钢，硬度不高易切削加工，其在淬火后未回火前，硬度大于HRC55(最高HRC62）为合格。其调质处理后零件具有良好的综合力学性能5，即硬度尚可，塑性较高。

45钢的用途

其广泛用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下使用的连杆、螺栓、齿轮和轴类零件等3。

45钢的发展趋势

45钢由于其综合力学性能较好，调质处理后硬度的可控制的范围宽，所以广泛用于各种领域。

在实际生产中，依照传统淬火加热温度，即在860℃左右进行淬火，工件直径小于10mm 时,脆裂率较高。由于加热温度在830℃时淬火组织已经是均匀的马氏体组织了。所以为了降低其淬火加热时的脆裂率，在工件直径小于10mm 时，可以适当降低加热温度，在840℃进行淬火。

45钢在.840℃时淬火时，试样硬度值一般都在HRC56以上，而840℃以上随淬火温度升高，硬度值变化不大，因为材料的组织在840℃短时加热已经可以*奥氏体化了，温度再升高作用不大，只会引起奥氏体品粒的长大。

所以实际「只要将45钢加热到840℃时就能保证工件在正常加热时间内*奥氏体化，并在合适的冷却速度下*淬成马氏体。

此看来以往按照一些热处理标准选取的45钢860℃的淬火温度偏高，加热时间只要稍长就会造成过热，从而造成奥氏体化时奥氏体晶粒粗大。为了避免由此引起的45钢的综合力学性能恶化，适当降低温度来降低脆裂率，细化晶粒，减少过热将是未来45钢热处理工艺的必然选择。

为了研究45钢热处理后的不同组织的性能区别,我们完成了相关的洛氏硬度实验,实验数据如下:

不同温度下45钢的同一种热处理比较

通过以上钢的退火、正火和淬火实验以及相关的洛氏硬度实验我们知道了随着热处理方式的不同，45钢的组织性能变化很大。前面我们控制冷却速度这个量不变，下面我们将重点分析加热温度一定的情况下不同冷却方式对45钢组织和性能的影响。从图22-至图2-10中我们易知随着热处理方式(正火、水淬或油淬）不同，相同的加热温度下其组织和性能不尽相同。

钢的热处理拥有悠久的历史，从铁器时代开始，热处理工艺在不断的发展并完善和改进着。随着科学技术的发展，我们对其性能的要求将越来越高，因此决定其性能的热处理工艺的前进会变得越来越重要。