钢显微组织

45 钢显微组织
45钢就是中碳结构钢,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。

它得最大弱点就是淬透性低,截面尺寸大与要求比较高得工件不宜采用。

45钢淬火温度在A3+(30～50)℃,在实际操作中,一般就是取上限得。

偏高得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。

为使工件得奥氏体均匀化,就需要足够得保温时间。

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得现象。

但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重得弊病,影响淬火质量。

我们认为,如装炉量大于工艺文件得规定,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得10%盐水溶液。

工件入水后,应该淬透,但不就是冷透,如果工件在盐水中冷透,就有可能使工件开裂,这就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得组织应力所致。

因此,当淬火工件快冷到该温度区域,就应采取缓冷得方法。

由于出水温度难以掌握,须凭经验操作,当水中得工件抖动停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。

另外,工件入水宜动不宜静,应按照工件得几何形状,作规则运动。

静止得冷却介质加上静止得工件,导致硬度不均匀,应力不均匀而使工件变形大,甚至开裂。

45钢调质件淬火后得硬度应该达到HRC56～59,截面大得可能性低些,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,达不到调质得目得。

45钢淬火后得高温回火,加热温度通常为560～600℃,硬度要求为HRC22～34。

因为调质得目得就是得到综合机械性能,所以硬度范围比较宽。

但图纸有硬度要求得,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、带键槽得轴类零件,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,视硬度要求与工件大小而定,我们认为,回火后得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。

光学放大倍数:100×浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:锻造后正火处理
组织及说明:基体组织为片状珠光体+网状、块状铁素体,晶粒度为5～7级,个别就是4级。

图号:4502
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:锻造后正火处理
组织及说明:图4501放大。

光学放大倍数:500×
光学放大倍数:100×浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:锻造后正火处理
组织及说明:基体为片状珠光体,白色为铁素体,构成网络状分布,晶粒大小极不均匀,大晶粒约为2～3级,细晶粒为8级。

细晶粒聚集分布。

45钢出现上述组织就是由于高温保温时间较短、冷却较快所形成得,出现粗大晶粒将会明显降低材料得力学性能;可采用重新加热、延长保温时间后冷却,组织可得到改善,性能也会随之提高。

图号:4504
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:退火处理
组织及说明:基体组织为珠光体及铁
素体。

铁素体沿奥氏体晶界呈网络状
分布。

片状珠光体得体积分数约占基
体总体积分数得55%,由此可以推算出
钢中W(C)为45%。

同时,从网络状分布
得铁素体可以瞧出,此钢退火温度不
高;故其晶粒细小。

这种钢在退火状态
下强度就是偏低得,为了充分发挥材
料得潜力,通常于采用调质或正火处
理。

光学放大倍数:100×
光学放大倍数:500×浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:860～880℃加热保温3h后水冷,600℃+20℃保温4、5h后空冷组织及说明:片状珠光体及呈白色网状、针状与块状分布得铁素体。

晶粒大小不太均匀,有轻微得魏氏组织。

试样取自一轴类零件得心部。

该轴锻造退火后再经淬火、回火处理。

由于轴得截面较大以及45钢得淬透性差,心部实际上并未得到淬火处理,而就是经受一次正火处理。

由显微组织得分布情况可知,心部得加热温度稍有过热,一方面使晶粒大小不均匀;另一方面,在基体组织中出现了轻度得过热魏氏组织。

图号:4506
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:720℃退火处理
组织及说明:基体为球粒化珠光体及
铁素体。

45钢经过720℃长时间退火处
理,导致片状珠光体中渗碳体发生球
粒化,从而使钢得强度与硬度明显下
降,韧性与塑性则显著增加,因此经过
上述处理得钢材,适宜于作冷挤压与
冷冲压零件得原材料,因为具有这种
光学放大倍数:500×
球化组织得钢材,在冷变形时不易开裂,同时可延长冲模得使用寿命。

光学放大倍数:500×图号:4507
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:810℃退火处理
组织及说明:白色基体为铁素体,其上有呈团块状分布得片状珠光体,并有少量渗碳体呈球状分布。

随着退火温度得升高,一部分球状渗碳体溶入奥氏体;在随后得冷却过程中,至共析反应时,即自奥氏体中析出片状珠光体,极少量未溶解得球粒状渗碳体仍被保留下来。

此组织属不完全退火显微组织;由于组织中出现片状珠光体,故不宜作冷挤压得零件。

图号:4508
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:860℃加热保温后淬火
组织及说明:针状淬火马氏体,其针叶
大小中等。

光学放大倍数:500×
光学放大倍数:500×图号:4509
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:860℃加热保温后淬火,600℃回火1h。

组织及说明:基体组织为保持马氏体位向分布得回火索氏体,硬度为
28HRC。

本图片为45钢调质处理后得典型组织。

45钢淬火后得到过饱与得a固溶体即淬火马氏体。

它得强度及硬度很高(硬度可达58～60HRC左右),而其韧性及塑性则明显下降。

为了消除淬火时得内应力与组织应力,淬火得工件应及时进行回火处理,当回火温度达600℃时,马氏体则发生分解,析出极细得渗碳体颗粒,从而使基体分解为索氏体组织,此时工件得强度与硬度有所下降,而塑性及韧性则显著提高。

因此,可获得良好得综合力学性能,以适应制造要求强度较高,塑性及韧性也好得机械零件。

图号:4510
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:热锻形变后直接淬油
组织及说明:基体组织为较粗得中碳
马氏体、极少量残留奥氏体,以及沿晶
界分布得黑色团状得托氏体,托氏体
得体积分数约为5%。

在形变热处理得显微组织中,
可允许存在托氏体得体积分数为5%左
右。

钢在再结晶温度以上进行压力加
工,由压力加工导致塑性变形而引起
得加工硬化,可以立即通过再结晶来
消除,因此再热加工过程中,金属内部
将同时发生加工硬化与再结晶软化,
这两个相反得作用,在一般情况下刚
光学放大倍数:500×好抵消,但有时则不能榨抵,这要视变
形得程度与加热温度而定,若变形度
大、加热温度低,则由加工变形引起得
硬化因素将占优势,反之,则再结晶与
晶粒长大占优势,此时由于晶粒长大
将使钢得性能变坏。

图号:4511
浸蚀剂:4%硝酸酒精
材料及状态:45钢
处理:高频感应加热淬火
组织及说明:基体组织为成排分布得
粗大中碳淬火马氏体。

由于高频感应加热温度过
高。

致使奥氏体晶粒迅速长大,淬
火后获得成排分布得粗针状马氏体;
这种组织将使钢得脆性增大,内应力光学放大倍数:500×
也较大,在使用时易发生开裂。