45号钢热处理工艺研究

45钢热处理工艺研究

在从石器时代进展到钢器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。

钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。

太钢六轧厂生产的优质碳素结构钢45钢主要用于汽车和航空工业等行业，由于45钢球化处理后可以显著提高塑性和韧性，便于机械加工和防止冲压变形开裂，因此用户对45钢的球化要求非常严格。针对六轧厂煤气罩式退火炉的设备状况和特点，对45钢的球化问题进行分析研究，确定了较为可行的热处理工艺。

对于45号钢推荐热处理温度：正火850度，淬火840度，回火600度。

45号钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，梢子，导柱等，但须热处理。

1. 45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。

实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。

2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质＋表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质＋表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2％，芯部一般在0.1－－0.25％（特殊情况下采用0.35％）。经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。

如果用45号钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30％芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。可以采用调质＋高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。

1 45钢热处理工艺改进前的状况及存在的问题

<1>45钢生产工艺流程

45钢生产工艺流程如下：坯料——成卷预退火——开平切单张——框式酸洗——单张轧制——成品退火取试——矫直——检验——入库。

<2>原球化退火工艺存在问题

按原球化退火工艺生产的45钢球化合格率仅为6O ，其余由于球化不佳必须重新进行退火，既影响了产品的正常交货，而且由于重退火也造成了较大的经济损失。

2 原工艺球化不佳原因分析

钢的球化一般有通过低于临界点A 。温度和稍高于临界点温度进行退火两种办法。对于45钢来讲，其临界点温度。约为724 C、A 。约为780 C，原工艺采用的是在低于。温度球化的办法。此种球化方法的特点是所需周期较长，从球化不佳的金相图可以看出渗碳体溶断不够，故球化不佳的主要原因应是保温时间不够导致片状碳化物未能足够溶解球化；另外，保温完直接吊外罩降温，由于温降较大，也不利于减小碳化物球化的临界扩散距离，即不利于球化。由于球化退火

主要用于过共析钢，而45钢属亚共析钢，碳含量较低，奥氏体中残留未溶碳化物质点较少，本身球化相对困难，因此球化温度、冷却速度的确定要求也非常严格。

3确定改进工艺

<1>工艺制订的原则

考虑到大生产周期的要求以及目前煤罩炉的设备状况和经济效益等因素，制定退火工艺应坚持以下原

则：

(1)生产周期不能太长。

(2)工艺执行和操作方便、可行。

<2>确定工艺

通过分析球化不佳的原因和制订工艺的原则，新工艺应采用稍高于温度的退火方法，另外要适当控制冷却速度，考虑到煤罩炉加热不均等因素，可在加热过程中增加一保温台阶。考虑到冷却速度越慢，球状析出时碳的扩散距离愈小。使碳能充分扩散的因素。在原工艺的基础上适当降低了冷却速度

4效果

(1)保证了45钢100~／／o球化，且其它性能指标均达到标准要求。

(2)由于提高了球化合格率，避免了重退火造成的能源及重新检验

等方面的浪费，创造了较好的经济效益，更重要的是进一步满

足了用户的需求，创造了较好的市场效益。

5结论

(1)通过退火工艺的改进，使得太钢冷轧薄板45钢的球化合格率达到了100%，该工艺适用于气罩式退火生产的板垛产品。

(2)由于降低了出炉温度，同时也解决了45钢热处理脱碳层超标的问题。

(3)该工艺成功应用于45钢的球化处理，对于其它中碳钢的热处理也可以借鉴。