45钢的调质

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钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。

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。关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，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钢调质

45钢调质是我们绝大多数人都要作的最常见的一种热处理。这里所指的是非自动化生产线生产，要求较高硬度（250HB以上）。现将在实践中处理的一些常见问题归纳如下，请各位批评指正。

1.正常情况下加热温度在830～850℃之间。

由于一些同事对整个淬火机理未吃透，有时怕返工而盲目提高加热温度到860～870℃，但基本上不解决问题。其实，只要充分奥氏体化，加热温度越低越好（好处在此不讨论）。当然，由于离水池较远而在出炉前适当提高保温温度，以弥补距离导致的降温不在此列。

2.冷却中就注意的问题。

热处理生产中最重要的一环就是冷却，很多热处理缺陷都产生在冷却中。如：开裂、硬度不足、变形超差、局部有软点等等。

⑴出炉时不要慌忙，有时为怕不能淬硬而手忙脚乱。只要不低于Ar3,是不会析出铁素体而影响表面硬度的。

⑵水温在冷却中相当重要，要严格控制水温不要超过30℃，若超过30℃，析出铁素体将是不可避免的，任你此后将工件冷透硬度很难高于250HB。因此要严格控制水温不要超过30℃。

⑶工件入水后要不停的在水中移动，以破裂蒸汽膜而提高500℃以上的冷却速度，从而避免析出铁素体或珠光体，进而影响工件最终硬度。

⑷为避免复杂工件开裂，温度低于300℃以下可以出水空冷一会再水冷，当工件温度不超过150℃出水回火。

3.严格按45钢的回火温度回火，一般取中偏下的回火温度，按HRc=62-T×T/9000进行计算，并结合每台炉子自身温差进行适当调整。

通过采取上述措施，基本解决了45钢高硬度调质返工的问题。

碳钢的普通热处理工艺方法

1）钢的退火

钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。此时，奥氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢（如40、45钢）经退火后消除了残余应力，组织稳定，硬度较低（HB180～220）有利于下一步进行切削加工。

2）钢的正火

钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒，改善了组织，消除了残余应力。

对低碳钢来说，正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。3）钢的淬火

钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。

4）钢的回火

钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度，经过适当时间的保温后，冷却到室温的一种热处理工艺。由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂，一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度，甚至开裂。因此，淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。

2、碳钢普通热处理工艺

1）加热温度

碳钢普通热处理的加热温度，原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30～50℃选定。但生产中，应根据工件实际情况作适当调整。热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。但加热温度过低，也达不到要求。

表2-1碳钢普通热处理的加热温度

方法加热温度 (℃) 应用范围

退火 Ac3+(20~60) 亚共析钢完全退火

Ac1+(20~40) 过共析钢球化退火

正火 Ac3+(50~100) 亚共析钢

Accm+(30~50) 过共析钢

淬火 Ac3+(30~70) 亚共析钢

Ac1+(30~70) 过共析钢

回火低温回火 150~250 刃具、模具、量具、高硬度零件

中温回火 350~500 弹簧、中等硬度零件

高温回火 500~650 齿轮、轴、连杆等综合机械性能零件

表2-2 常用碳钢的临界点

钢号临界点 (℃)

Ac1 Ac3 Accm

20钢 735 855 ——

45钢 724 780 ——

T8钢 730 ————

T12钢 730 —— 820

2）加热时间

热处理的加热时间（包括升温与保温时间）与钢的成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。因此，要确切计算加热时间是比较复杂的。在实验室中，热处理加热时间（包括加热、保温时间）通常按工件有效厚度，用下列经验公式计算加热时间：

T =αD

式中：T——加热时间（min）；