45号钢热处理工艺学号： XXXXXX姓名： XXXXX指导老师： XXX目录一、综述 (4)1．调质淬火 (4)（1）淬火加热温度 (4)(2) 淬火冷却 (4)（3) 淬火冷却方法 (5)2． 45钢的调质淬火 (5)3．回火 (6)（1）回火目的 (6)（3）常用回火方法 (6)4． 45钢淬火后的回火 (6)二、选题依据 (7)三、实验材料与设备 (8)1. 实验设备 (8)2. 实验材料 (8)三、实验过程 (8)1. 试样的热处理 (8)（1）淬火 (8)（2）回火 (9)2. 试样硬度测定 (9)3. 显微组织观察与拍照记录 (9)（1）样品的制备 (9)（2）显微组织的观察与记录 (9)五、实验结果与分析 (10)1. 样品硬度与显微组织分析 (10)2. 硬度测试数据 (11)3. 淬火对试样性能的影响 (11)（1）淬火温度的影响 (11)（2）淬火介质的影响 (12)4. 回火对试样的影响 (12)（1）回火温度对45钢组织的影响 (12)（2）回火温度对 45 钢硬度和强度的影响 (13)（3）以45钢和T8钢为例分析碳含量对钢的淬硬性的影响 (13)六、结论 (14)1. 淬火条件影响样品的组织和性能 (14)2. 回火温度影响样品的组织和性能 (14)3. 碳元素影响样品的组织和性能。
(14)七、参考文献 (14)一、综述【内容摘要】： 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。
【关键字】：调质淬火 45钢的调质淬火回火 45钢淬火后的回火1．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。
淬火——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。
然后以适当速度快速冷却获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。
目的：就是为了获得马氏体或下贝氏体组织，提高强度硬度，以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。
（1）淬火加热温度淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。
亚共析钢的淬火加热温度：AC3以上30℃~50℃，使钢完全奥氏体化，淬火后获得全部马氏体组织。
共析钢、过共析钢的淬火加热温度：为AC1以上30℃~50℃，得到奥氏体和部分二次渗碳体，淬火后得到马氏体（共析钢）或马氏体加渗碳体（过共析钢）组织。
(2) 淬火冷却淬火冷却时，要保证获得马氏体组织，必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却，而快速冷却会产生很大淬火应力，导致钢件的变形与开裂。
因此，淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织，又要减小变形、防止开裂。
常用冷却介质：目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。
实际生产中，使用的冷却介质较多，到目前为止，尚未找到一种介质，能完全符合理想淬火冷却速度的要求。
水具有较强烈的冷却能力，用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火，水冷却介质最为合适。
油的冷却能力比水小，因此，生产中用油作冷却介质，只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。
（3) 淬火冷却方法①单介质淬火是采用一种淬火介质中一直冷却到室温的淬火方法。
这种淬火方法的优点是操作简便，适用于形状简单的碳钢和合金钢工件。
形状简单、尺寸较大的碳钢工件多采用水淬，小尺寸碳钢件和合金钢件一般用油淬。
缺点对大尺寸和或形状复杂的工件，采用水淬变形开裂倾向大，而油淬冷却速度小，淬不硬。
②双介质淬火是将工件加热奥氏体化后先浸入冷却能力强的介质，在组织即将发生马氏体转变时，立即转入冷却能力弱的介质中冷却。
常用的有“水——油”、“水——空”双介质淬火。
这种方法能有效地减少热应力和相变应力，降低工件变形和开裂的倾向，所以可用于形状复杂和截面不均匀的工件的淬火。
但操作时应严格控制工件在水中的停留时间，要求操作工人必须具备丰富的经验和熟练的技术。
2．45钢的调质淬火：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。
3．回火——回火是将工件淬硬后加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
回火使工件获得所需的使用性能。
（1）回火目的钢在淬火后一般很少直接使用，因为淬火后的组织是马氏体和残余奥氏体，并且有内应力产生，马氏体虽然强度、硬度高，但塑性差，脆性大，在内应力作用下容易产生变形和开裂；此外，淬火后组织是不稳定的，在室温下就能缓慢分解，产生体积变化而导致工件变形。
因此，淬火后的零件必须进行回火才能使用。
回火的目的是：①减少或消除淬火内应力；②稳定组织，稳定尺寸；③降低脆性、获得所需要的力学性能。
（2）回火时组织与性能的变化淬火钢的组织转变可分为四个阶段：马氏体的分解（200℃以下）→残余奥氏体分解（200～300℃）→渗碳体的形成（250～400℃）→渗碳体聚集长大（400℃以上）。
随着回火温度升高，淬火内应力不断下降或消除，硬度逐渐下降，塑性、韧性逐渐升高。
（3）常用回火方法①[低温回火]（<250℃）低温回火后得到回火马氏体组织。
其目的是降低钢的淬火应力和脆性，回火马氏体具有高的硬度（一般为58~64HRC）、强度和良好耐磨性。
因此，低温回火特别适用于刀具、量具、滚动轴承、渗碳件及高频表面淬火等工求高硬度和耐磨性的工件。
②[中温回火]（250℃~500℃）中温回火后得到回火托氏体组织。
使钢具有高的弹性极限，较高的强度和硬度（一般为35~50HRC），良好的塑性和韧性。
中温回火主要用于各种弹性元件及热作模具。
③[高温回火]（>500℃）高温回火后得到回火索氏体组织。
工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。
调质后，钢具有优良的综合力学性能（一般硬度为220~230HBS）。
高温回火主要适用于中碳结构钢或低合金结构钢制作的曲轴、连杆、螺栓、汽车半轴、机床主轴及齿轮等重要的机器零件。
4．45钢淬火后的回火（1) 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。
(2) 45钢淬火后硬度不足，主要原因有两方面：①45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。
②45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。
结论：1. 淬火条件影响样品的组织和性能。
2. 回火温度影响样品的组织和性能。
3. 碳元素影响样品的组织和性能。
45钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。
热处理能提高45钢的机械性能、消除残余应力和改善切削加工性，但是淬火加热温度、冷却介质和回火温度的选择不当及操作不当可能会出现热处理缺陷，通过研究不同热处理工艺对45钢显微组织和性能的影响，对比不同热处理工艺条件下45钢的显微组织和机械性能，找出45钢显微组织和机械性能的影响因素和影响规律，并对热处理后的硬度、耐磨性等性能进行测试分析，最后得出制造不同零件时45钢的较佳热处理工艺。
二、选题依据45号钢是优质碳素结构用钢，硬度相对不高，切削加工相对容易。
45号钢既能做模具模板，又可制造曲轴、轴、活塞销、工夹具等要求强度较高的零件，应用十分广泛。
为使45钢具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
它不改变45钢的外形，通过热处理能充分发挥45钢的潜力，并赋予45钢所需要的各种特殊性能，达到提高45钢质量，延长使用寿命，确保机器运行安全可靠的目的。
亚温淬火作为45钢的一种强韧化工艺，正在国内外迅速发展。
一方面它能提高45钢的强韧化效果，阻碍裂纹的扩展，改善有害杂质的分布，提高45钢的综合机械性能；另一方面由于其加热温度较低，因此可降低加热成本，提高能源利用率[3]。
尽管热处理能提高45钢的机械性能、消除残余应力和改善切削加工性，但是淬火加热温度、冷却介质和回火温度的选择不当及操作不当可能会出现热处理缺陷，使45钢成为不合格品或废品，造成经济损失，如果热处理缺陷不能及时发现，带有缺陷的45钢产品投入使用，可能会引起重大事故。
为此本文通过研究不同热处理工艺对45钢显微组织和性能的影响，对比不同热处理工艺条件下45钢的显微组织和机械性能，找出45钢显微组织和机械性能的影响因素和影响规律，并对热处理后的硬度、耐磨性等性能进行测试分析，最后得出制造不同零件时45钢的较佳热处理工艺。
三、实验材料与设备1. 实验设备（1) 热处理加热炉：箱式电阻炉； HR-1500洛式硬度计（洛氏硬度C标尺）；金相显微镜及数码照相系统磨光机及金相砂纸；抛光机及抛光液；(2) 浸蚀剂、酒精、玻璃器皿、脱脂棉、滤纸等；2. 实验材料试样：直径φ10mm，高度15mm的45钢，T8钢圆柱状小试样。