45 钢 显 微 组 织

45 钢显微组织
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。

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，个别是4级。

图号：45-02
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45-01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钢出现上述组织是由于高温保温时间较短、冷却较快所形成的，出现粗大晶粒将会明显降低材料的力学性能；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：45-04
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。

片状珠光体的体积分数约占基体总
体积分数的55%，由此可以推算出钢中
W（C)为45%。

同时，从网络状分布的
铁素体可以看出，此钢退火温度不高；
故其晶粒细小。

这种钢在退火状态下强
度是偏低的，为了充分发挥材料的潜
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、针状和块状分布的铁素体。

晶粒大小不太均匀，有轻微的魏氏组织。

试样取自一轴类零件的心部。

该轴锻造退火后再经淬火、回火处理。

由于轴的截面较大以及45钢的淬透性差，心部实际上并未得到淬火处理，而是经受一次正火处理。

由显微组织的分布情况可知，心部的加热温度稍有过热，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的过热魏氏组织。

图号：45-06
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，从而使钢的强度和硬度明显下降，
韧性和塑性则显著增加，因此经过上述
处理的钢材，适宜于作冷挤压和冷冲压光学放大倍数：500×
零件的原材料，因为具有这种球化组织的钢材，在冷变形时不易开裂，同时可延长冲模的使用寿命。

光学放大倍数：500×图号：45-07
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的片状珠光体，并有少量渗碳体呈球状分布。

随着退火温度的升高，一部分球状渗碳体溶入奥氏体；在随后的冷却过程中，至共析反应时，即自奥氏体中析出片状珠光体，极少量未溶解的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，故不宜作冷挤压的零件。

图号：45-08
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：45-09
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的回火索氏体，硬度为
28HRC。

本图片为45钢调质处理后的典型组织。

45钢淬火后得到过饱和的a固溶体即淬火马氏体。

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

为了消除淬火时的内应力和组织应力，淬火的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，析出极细的渗碳体颗粒，从而
使基体分解为索氏体组织，此时工件
的强度和硬度有所下降，而塑性及韧
性则显著提高。

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

图号：45-10
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：基体组织为较粗的中碳马
氏体、极少量残留奥氏体，以及沿晶界
分布的黑色团状的托氏体，托氏体的体
积分数约为5%。

在形变热处理的显微组织中，
可允许存在托氏体的体积分数为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的
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
同时发生加工硬化和再结晶软化，这两
个相反的作用，在一般情况下刚好抵
光学放大倍数：500×
消，但有时则不能榨抵，这要视变形的
程度和加热温度而定，若变形度大、加
热温度低，则由加工变形引起的硬化因
素将占优势，反之，则再结晶和晶粒长
大占优势，此时由于晶粒长大将使钢的
性能变坏。

图号：45-11
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的
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
获得成排分布的粗针状马氏体；这种
组织将使钢的脆性增大，内应力也较光学放大倍数：500×
大，在使用时易发生开裂。