45鋼金相分析

1、45鋼顯微組織45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯(cuò)，機(jī)械性能較好，且價(jià)格低、來源廣，所以應(yīng)用廣泛。它 的最大弱點(diǎn)是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。45鋼淬火溫度在 AC3+ ( 3050)C，在實(shí)際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件 加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時(shí)間。女0 果實(shí)際裝爐量大，就需要適當(dāng)延長保溫時(shí)間。不然，可能會(huì)出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但 保溫時(shí)間過長，頁會(huì)出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病，影響淬火質(zhì)量。我們認(rèn)為，如果裝爐量大于 工藝文件的規(guī)定，加熱保溫時(shí)間需延長1/5。因?yàn)?5鋼淬透

2、性低，故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后，應(yīng)該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開裂，這是因?yàn)楫?dāng)工件冷卻到180 C左右時(shí)，奧氏體迅速轉(zhuǎn)變由于。另外,導(dǎo)致為馬氏體造成過大的組織應(yīng)力所致。因此，當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域，就應(yīng)采取緩冷的方法。 出水溫度難以掌握，需憑經(jīng)驗(yàn)操作，當(dāng)水中的工件抖動(dòng)停止，即可出水空冷(如能油冷更好) 工件入水宜動(dòng)不宜靜，應(yīng)該按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運(yùn)動(dòng)。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件， 硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形變大，甚至開裂。HRC48，不然45鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC5659,截面大的可能會(huì)低一些，但不能低于說明工件

3、未得到完全淬火，組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過回火，仍然保留在機(jī) 體中，達(dá)不到調(diào)質(zhì)的目的。45鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560 C 600 C,硬度要求為 HRC2234.因?yàn)檎{(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機(jī)械性能，所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度，以保 證硬度。如有些軸類零件要求強(qiáng)度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調(diào)質(zhì)后還要 進(jìn)行銃、插加工，硬度要求就低些。關(guān)于回火保溫時(shí)間，視硬度要求和工件大小而定，我們認(rèn)為，回火 后的硬度取決于回火溫度，與回火時(shí)間關(guān)系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時(shí)間總在一個(gè)小時(shí)以 上。光學(xué)放大倍數(shù)：

4、100X$ 斗JlL '圖號(hào)：45-01侵蝕劑：4%硝酸酒精材料及狀態(tài)：45鋼處理：鍛造后正火處理組織及說明：基體組織為片狀珠光體加網(wǎng)狀、塊 狀鐵素體，晶粒度 57級(jí)，個(gè)別是4級(jí)。圖號(hào)：45-02侵蝕劑：4%硝酸酒精材料及狀態(tài)：45鋼處理：鍛造后正火處理組織及說明：圖45-01放大光學(xué)放大倍數(shù):500Xn產(chǎn)/2圖號(hào)：45-03侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：鍛造后正火處理 組織及說明：基體為片狀珠光體，白色為鐵素體,喘4魁構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)狀分布，晶粒大小極不均勻，大晶粒約 為23級(jí)，細(xì)晶粒約為48級(jí)，細(xì)晶粒聚集分布。45鋼出現(xiàn)上述組織主要是由于高溫保溫時(shí) 間較短、冷卻較快所形成

5、的，出現(xiàn)粗大晶粒會(huì)明 顯降低材料的力學(xué)性能；可采用重新加熱、延長 保溫時(shí)間后冷卻，組織可得到改善，性能也會(huì)隨 之提高。圖號(hào)：45-04侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：退火處理組織及說明：基體組織為珠光體及 鐵素體。鐵素體沿奧氏體晶界呈網(wǎng) 絡(luò)狀分布。片狀珠光體的體積分?jǐn)?shù) 約占基體總體積分?jǐn)?shù)的 55%，由此 可以推算出鋼中 W（ C）為45%。 同時(shí)，從網(wǎng)絡(luò)狀分布的鐵素體可以 看出，此鋼退火溫度不高；故其晶 粒細(xì)小。這種鋼在退火狀態(tài)下強(qiáng)度 是偏低的，為了充分發(fā)揮材料的潛 力，通常采用調(diào)質(zhì)或正火處理。光學(xué)放大倍數(shù)：100X1 t *g *光學(xué)放大倍數(shù)：100X濾!4V.圖號(hào)：45-0

6、5侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼處理：860 C 880 C加熱保溫3h后水 冷，600+20 C保溫4.5h后空冷。組織及說明：片狀珠光體及呈白色網(wǎng) 狀、針狀和塊狀分布的鐵素體。晶粒大 小不太均勻，有輕微的魏氏組織。式樣取自一軸類零件的心部。該軸鍛造退火后再淬火、回火處理。由于軸的截 面較大以及45鋼的淬透性差，心部實(shí) 際上并未得到淬火處理，而是經(jīng)受一次 正火處理。由顯微組織的分布情況可 知，心部的加熱溫度稍有過熱，一方面使晶粒大小不均勻；另一方面，在基體 組織中出現(xiàn)了輕度的過熱魏氏組織。i光學(xué)放大倍數(shù)：500X圖號(hào)：45-06侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：720

7、 C退火處理 組織及說明：基體為球?；楣怏w 及鐵素體。45鋼經(jīng)過720C長時(shí)間退火處 理，導(dǎo)致片狀珠光體中滲碳體發(fā)生 球粒化，從而使鋼的強(qiáng)度和硬度明 顯下降，韌性和塑性則顯著增加， 因此經(jīng)過上述處理的剛才，適宜于 作冷擠壓和冷沖壓零件的原材料， 因?yàn)榫哂羞@種球化組織的鋼材，在 冷變形時(shí)不易開裂，同時(shí)可延長沖 模的使用壽命。Th產(chǎn) P匚帀n T-*.： 1廠一 S-:A ;"S' J i.-E-'ir kj "-性j,、 丄：1，r, r<倍聲馮 ；.n -fl-皆尸 M3*2 r:-:八；戸h I，*廠“= 癥:?！泵驢1 七 審L."r

8、./rz* "光學(xué)放大倍數(shù):500X5氏皿Wr H A 能?-£也th V /淘7 * 勺.*圖號(hào)：45-07侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：810 C退火處理 組織及說明：白色基體為鐵素體， 其上有呈團(tuán)塊狀分布的片狀珠光 體，并有少量滲碳體呈球狀分布。隨著退火溫度的升高，一部分 球狀滲碳體溶于奧氏體；在隨后的 冷卻過程中，至共析反應(yīng)時(shí)，即自 奧氏體中析出片狀珠光體，極少量 未溶解的球粒狀滲碳體仍被保留下 來。此組織屬不完全退火顯微組織; 由于組織中出現(xiàn)片狀珠光體，故不 宜作冷擠壓的零件。7光學(xué)放大倍數(shù)：500X圖號(hào)：45-08侵蝕劑：4%硝酸酒精材料及狀態(tài)

9、：45鋼處理：860 C加熱保溫后淬火 組織及說明：針狀淬火馬氏體，其 針葉大小中等。>£"LJ.亠_ 1- a 沁 二一-pF*1 * ,光學(xué)放大倍數(shù)：500X圖號(hào)：45-09侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼（放大500X ） 處理：660 C加熱保溫后淬火，600 C 回火1h。組織及說明：基體組織為保持馬氏 體位向分布的回火索氏體，硬度為 28HRC。本圖片為45鋼調(diào)質(zhì)處理后的典 型組織。45鋼淬火后得到過飽和的 固溶體既淬火馬氏體。它的強(qiáng)度及 硬度很高（硬度可達(dá) 5860HRC左 右），而其韌性及塑性則明顯下降。 為了消除淬火時(shí)的內(nèi)應(yīng)力和組織應(yīng) 力，淬

10、火的工件應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回火處 理，析出極細(xì)的滲碳體顆粒，從而使基體分解為索氏體組織，此時(shí)工件的強(qiáng)度和硬度有所下降，而塑性及韌性則顯著提高。因此，可獲得 良好的綜合力學(xué)性能，以適應(yīng)制造要求強(qiáng)度較高，塑性及韌性也好的機(jī)械零件。圖號(hào)：45-10 侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：熱鍛形變后直接淬油 組織及說明：基體組織為較粗的中 碳馬氏體、極少量殘留奧氏體，以 及沿晶界分布的黑色團(tuán)狀的托氏 體，托氏體的體積分?jǐn)?shù)約為5%。在形變熱處理的顯微組織中， 可允許存在托氏體的體積分?jǐn)?shù)為 5%左右。鋼在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行 壓力加工，由壓力加工導(dǎo)致塑性變 形而引起的加工硬化，可以立即通 過再結(jié)晶來消除，因此在加熱過程 中，金屬內(nèi)部將同時(shí)發(fā)生加工硬化 和再結(jié)晶軟化，這兩個(gè)相反的作用，0Z-J"r ；.t4呻壯:屈y J:I -為光學(xué)放大500X0: I H:rj* a在一般情況下剛好抵消，但有時(shí)則不能榨抵，這要視變形的程度和加熱溫度而定，若變形度大、加熱溫 度低，則由加工變形引起的硬化因素將占優(yōu)勢(shì)，反之，則再結(jié)晶和晶粒長大占優(yōu)勢(shì)，此時(shí)由于晶粒長大 將使鋼的性能變壞。T -圖號(hào)：45-11侵蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：高頻感應(yīng)加熱淬火 組織及說明：基體組織為成排分布 的粗大中碳淬火馬氏體。由于高頻感應(yīng)加熱溫度過高。 致使奧氏體晶粒迅速長大，淬火后 獲得成排分布的