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深析45号钢淬火工艺特点

时间:2013-05-28 09:50来源:洛阳科诺 作者:admin 点击:
45钢有较好的冷热加工性能,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。
一、45钢的调质淬火
      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。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。
      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号钢的淬火温度在820~840度左右,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。为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间,一般为1min/mm,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,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,45号钢水淬容易有软点的.。水温要小于30°。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。
45钢淬火后的回火,加热温度通常为200℃,硬度要求为HRC44~48。200℃回火金相为回火马氏体.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。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钢为例的淬火工艺曲线:
二、45钢淬火后硬度不足,主要原因有两方面:
(1)45钢加热温度偏低,或保温时间不足。
      在此状态下,组织中奥氏体的碳和合金元素含量不够,甚至组织中还残存着未转变的珠光体或未溶铁素体,导致45钢淬火后硬度达不到。
(2)45钢加热温度过高,或保温时间过长,造成45钢表面脱碳,导致硬度变低。
三、回火目的(淬火组织的问题)
a、消除淬火应力,降低脆性
b、稳定工件尺寸,由于M,残余A不稳定
c、获得要求的强度、硬度、塑性、韧性
四、回火工艺及其应用
五、钢在回火时的组织转变
a、马氏体分解(200℃以下):
析出ε-Fe2.4C碳化物(亚稳定)
组织:回火马氏体M’→过饱和α固溶体十亚稳定ε碳化物(极细的)
作用:晶格畸变降低,淬火应力有所下降。
b、残余A分解(200-300℃):A→M’(或A→B下)
组织:回火马氏体M’
c、回火屈氏体T’形成(250-400 ℃):ε→Fe3C; α→F-维持M’外形
组织:回火屈氏体T’(F+ Fe3C)
d、碳化物的聚集长大,铁素体的回复与再结晶(>400℃)
组织:回火索氏体S’—F(等轴晶)+ Fe3C(粒)