45钢和40Cr钢调质热处理
40cr不热处理与45号钢
40cr不热处理与45号钢40Cr不热处理与45号钢引言：40Cr不热处理与45号钢是常见的两种工程钢材料，在许多领域都有广泛的应用。
本文将从材料组成、机械性能、热处理特性等方面对40Cr不热处理与45号钢进行比较和分析，以便更好地了解它们的特点和适用范围。
一、材料组成1. 40Cr不热处理钢：40Cr是一种合金结构钢，其主要成分有碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、铬(Cr)、镍(Ni)等。
其中，碳的含量在0.37%~0.44%之间，铬的含量在0.80%~1.10%之间。
2. 45号钢：45号钢是一种碳素结构钢，其主要成分是碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等。
其中，碳的含量在0.42%~0.50%之间。
二、机械性能1. 40Cr不热处理钢：40Cr不经过热处理的材料具有较高的强度和硬度，但韧性较低。
在常温下，其屈服强度可以达到≥785MPa，抗拉强度可以达到≥980MPa，延伸率为≥9%。
2. 45号钢：45号钢具有良好的机械性能，韧性较高。
在常温下，其屈服强度可以达到≥600MPa，抗拉强度可以达到≥800MPa，延伸率为≥16%。
三、热处理特性1. 40Cr不热处理钢：40Cr不热处理钢在使用过程中不需要进行热处理，具有良好的可加工性。
但由于不经过热处理，其材料的组织较为均匀，硬度和强度较高，但韧性较低。
2. 45号钢：45号钢可以通过热处理来改善材料的机械性能。
在适当的热处理条件下，可以获得较高的强度和韧性，提高耐磨性和可焊性。
四、适用范围1. 40Cr不热处理钢：由于40Cr不热处理钢具有高强度和硬度的特点，适用于制造要求强度高、耐磨性好的机械零件，如曲轴、凸轮轴、齿轮、链轮等。
2. 45号钢：45号钢由于其良好的韧性和可加工性，适用于制造要求韧性好、耐冲击性能强的零件，如车轴、齿轮、连接杆等。
结论：在比较40Cr不热处理钢和45号钢时，可以发现它们在材料组成、机械性能、热处理特性和适用范围上存在差异。
45号钢和40Cr钢的区别和性能比较
45号钢和40Cr钢的区别和性能比较４５号钢和４０Cr钢的区别和性能比较一、45号钢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。
45号钢化学成分：含碳(C)量：0.42~0.50%, Si(硅)含量为：0.17~0.37%,Mn(锰)含量：0.50~0.80%, Cr(铬)含量：≤0.25%,S（硫）含量：≤0.035 ％ P（磷）：≤0.035％Ni(镍)含量：≤0.30%， Cu(铜)含量：≤0.25%。
45号钢密度7.85g/cm3, 弹性模量210GPa力学性能正火：850 ；淬火：840 ；回火：600 ；抗拉强度：不小于600Mpa ；屈服强度：不小于355Mpa ；伸长率：16% ；收缩率：40% ；冲击功：39J ；钢材交货状态硬度：不大于未热处理：229HBS ；退火钢：19 7HBS二、40Cr40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28~60mm,油淬时可淬透到Ф15~40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好，当硬度为H B174~229时，相对切削加工性为60%。
该钢适于制作中型塑料模具。
化学成分（％）：C:0.37~0.44, Si:0.17~0.37, Mn:0.50~0.80, Cr:0.80~1.10, Ni:≤0.30P:≤0.035, S:≤0.035, Cu:≤0.030力学性能试样毛坯尺寸(mm):25热处理:第一次淬火加热温度(℃):850;冷却剂:油第二次淬火加热温度(℃):-回火加热温度(℃):520;40CR圆材抗拉强度(σb/MPa):≥980屈服点(σs/MPa):≥785断后伸长率(δ5/%):≥9断面收缩率(ψ/%):≥45冲击吸收功(Aku2/J):≥47布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≤207特性中碳调质钢，冷镦模具钢。
热处理条件下45#钢与40Cr钢摩擦学性能比较
万方数据
２００７年第７期
刘洪涛：不同热处理条件下４５’钢与４０Ｃｒ钢摩擦学性能比较
１３１
４０Ｃｒ常用的热处理方法。由于这２种钢成分不同， 淬透性不同，热处理后得到的硬度有所差异，二者的 摩擦学性能也有所不同，如图３所示。图３显示，在 相同的实验条件下，４０ｃｒ的摩擦因数要低于４５。钢的 摩擦因数，二者的磨损量也相差明显，在相同的实验 条件下，４５。钢的磨损量为０．１５ ｍｇ／ｈ，４０Ｃｒ的磨损 量为０．１１ ｍｇ／ｈ。另外，二者磨痕形貌近似，不再论 述。在工业应用中，由于二者摩擦学性能有所差别， 可根据工件所需要的强度、耐磨性及成本等方面考虑 对这２种钢材的选用。 ２．３ 高频淬火加低温回火状态下的摩擦学性能 ２．３．１ 热处理工艺
万方数据
１３０
润滑与密封
第３２卷
ｌ 实验方案 将４５”钢与４０Ｃｒ分别进行调质、淬火加低温回
火、高频淬火及离子氮化处理，处理至工业常用硬度 值（见表１）。利用立式万能摩擦磨损实验机进行摩 擦学性能实验，对偶副材料为Ｇｃｒｌ５，处理硬度为 ＨＲＣ ６０，试验速度０．２５ Ｈ∥ｓ，实验载荷２００ Ｎ，用 ６８８机械油润滑。 表１ ４５”钢和４０Ｃｒ不同热处理条件下工业常用硬度值
４５４钢试件高频淬火工艺为：高频淬火，水冷， （２００±１０）℃回火；４０Ｃｒ高频淬火工艺为：高频淬 火，水冷，（２００±１０）℃回火。 ２．３．２摩擦学性能比较
经过高频淬火加低温回火热处理后无论４５４钢还 是４０ｃｒ都可获得比普通淬火高的硬度，总的来说还 是４０ｃｒ的高频淬火硬度更高一些。经摩擦学性能测 试，由于与对偶副的硬度差值缩小，粘着磨损发生的 概率减小，二者无论从摩擦因数还是从磨损量上相差 无几（４５’钢的磨损量为Ｏ．Ｉｌ ｍｇ／ｈ，４０ｃｒ的磨损量 为０．１０ ｍ∥ｈ），由图４可见４０ｃｒ的摩擦因数略低于 ４５４钢的摩擦因数。由于４５。钢和４０ｃｒ的高频淬火工 艺都比较简单，不容易产生淬火裂纹，因此在工业应 用中，对于设计经高频淬火以增加其耐磨性的工件， 在保证强度的情况下，可以考虑采用４５’钢，以降低 生产成本。
热处理-45-40Cr工艺
45号钢要求硬度HRC40-50，是不是要淬火+低温回火，换算成布氏硬度大约是380～470HB，根据一般热处理规范，热处理制度与硬度关系大致如下：
淬火温度：840℃水淬回火温度：150℃回火，硬度约为57HRC；
200℃回火，硬度约为55HRC；
250℃回火，硬度约为53HRC；
300℃回火，硬度约为48HRC；
350℃回火，硬度约为45HRC；
400℃回火，硬度约为43HRC；
500℃回火，硬度约为33HRC；
600℃回火，硬度约为20HRC；
一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分，且热处理温度都存在一个调整范围，如成分在范围内存在偏差，可以相应调整淬火温度和回火温度；
40Cr调质硬度
40Cr调质以后的硬度大概在HRC32-36之间,也就是说大概HB330-380之间.
40Cr--830-860C油淬-->55HRC
150C回火--55HRC ；200C回火--53HRC
300C回火--51HRC ；400C回火--43HRC
500C回火--34HRC ；550C回火--32HRC
600C回火--28HRC ；650C回火--24HRC
二、原理热镀锌层是锌在高温液态下，分三个步骤形成的：
1、铁基表面被锌液溶解形成锌—铁合金相层；
2、合金层中的锌离子进一步向基体扩散形成锌铁互溶层；
3、合金层表面包络着锌层。
工艺过程
工件→脱脂→水洗→酸洗→水洗→浸助镀溶剂→烘干预热→热镀锌→整理→冷却→钝化→漂洗→干燥→检验
锌层厚度取决于锌液温度，浸锌时间，钢材材质和锌液成份。
40Cr钢的调质处理 Cr能增加钢的淬透性
40Cr钢的调质处理 Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。
截面尺寸大或重要的调质工件，应采用Cr钢。
但Cr钢有第二类回火脆性。
40Cr工件调质的淬回火，各种参数工艺卡片都有规定，我们在实际操作中体会是：（一）40Cr工件淬火后应采用油冷，40Cr钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。
但是小型企业在供油紧张的情况下，对形状不复杂的工件，可以在水中淬火，并未发现开裂，只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。
（二）40Cr工件调质后硬度仍然偏高，第二次回火温度就要增加20~50℃，不然，硬度降低困难。
（三）40Cr工件高温回火后，形状复杂的在油中冷却，简单的在水中冷却，目的是避免第二类回火脆性的影响。
回火快冷后的工件，必要时再施以消除应力处理。
三影响调质工件的质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。
因为调质的目的是得到综合机械性能适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。
正火可促45 为优质碳素结构钢，碳含量为0.42--0.50%，抗拉强度为610MPa，屈服点为360MPa；用于一般轴类零件。
2 40Cr 为合金结构钢，碳含量为0.37--0.45%，含铬0.8--1.1%，抗拉强度为1000MPa，屈服点为800MPa；用于负荷较大的受力件可以从金相和表象上看这个问题，1、淬火加高温回火，回火后45钢会产生均匀的回火马氏体，较均匀，但晶粒较大，40cr调质后，由于Cr的阻止，产生的回火马氏体是不完整的，但比较细密。
因此，45钢调质后尺寸变化要比40Cr大些，2、调到220-250,45钢变形严重，40Cr略好。
45钢和40Cr钢调质的热处理工艺
45钢和40Cr钢调质的热处理工艺齿轮生产中常常产生淬火裂纹及磨削裂纹，最终导致产品报废，所以分析研究裂纹产生的原因、影响因素及其克服的办法是重要而有意义的。
1、淬火裂纹1.1 淬火裂纹的类型淬火裂纹的类型，或特征与淬火内应力密切相关（图1）。
图1 淬火裂纹类型及形成裂纹的内应力其中特别应指出的是最为常见的纵向裂纹和横向裂纹。
（1）纵向裂纹（见图中的左上）这类裂纹主要发生在淬透工件，以组织应力为主在表面形成拉应力，而且三向应力中切向应力大于轴向应力（图2）（2）横向裂纹（见图中的左上第二图）这类裂纹主要发生在未淬透工件，最终在表面形成压应力，而在层下相应存在一定的拉应力，而且三向应力中轴向应力大于切向应力（图3）1.2 淬火裂纹的裂面特征淬火裂纹的裂痕面无杂色。
水淬时可能有红锈斑，油淬时有油渍。
图3 含ω（C）1%，ω（V）0.2%钢圆柱试样（Ф18mm）自800℃水淬后未淬透的心部大小对残留应力的影响因为淬火裂纹发生在250℃以下（Ms点以下），因而裂痕面不会有氧化。
若裂痕面有氧化或脱碳，则应视为锻造裂纹，或淬火前就存在的裂纹，在淬火后加深、扩大。
1.3 淬火裂纹的影响因素（1）合金元素合金元素的影响见图4。
C、Cr、Mo及Mn元素含量到一定程度即易引起淬火裂纹，P是最强的影响元素。
（2）钢的淬透性图5是钢淬裂倾向与淬透性的关系，即随着淬透性的提高，淬裂倾向增大。
（3）钢的Ms点当钢材的Ms点大于320℃，几乎不产生淬火裂纹（图6），这是因为在比较高的温度发生的马氏体转变立即得到回火，组织应力被降低。
（4）淬火温度通常，淬火温度越高越容易产生裂纹，然而，此现象与淬火深度亦即工件大小有密切的关系。
从图7来分析三种情况：a、第Ⅰ区，小工件淬火温度越高，淬火裂纹越易发生。
这是因为小工件温度越高，心部越容易淬硬，组织应力型占主导，表面拉应力增大。
b、第Ⅱ区，大工件淬火温度越高，越不容易产生淬火裂纹，这是因为对大工件，心部淬不透，所以其温度越高，能淬硬的心部体积增大，硬度提高，使表面压应力降低，相应，过渡区的拉应力也下降。
45号钢和40Cr钢的区别和性能比较
４５号钢和４０Cr钢的区别和性能比较一、45号钢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。
45号钢化学成分：含碳(C)量：0.42~0.50%, Si(硅)含量为：0.17~0.37%,Mn(锰)含量：0.50~0.80%, Cr(铬)含量：≤0.25%,S（硫）含量：≤0.035％ P（磷）：≤0.035％Ni(镍)含量：≤0.30%， Cu(铜)含量：≤0.25%。
45号钢密度7.85g/cm3, 弹性模量210GPa力学性能正火：850 ；淬火：840 ；回火：600 ；抗拉强度：不小于600Mpa ；屈服强度：不小于355Mpa ；伸长率：16% ；收缩率：40% ；冲击功：39J ；钢材交货状态硬度：不大于未热处理：229HBS；退火钢：19 7HBS二、40Cr40Cr是我国GB的标准钢号，40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一。
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好，水淬时可淬透到Ф28~60mm,油淬时可淬透到Ф15~40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好，当硬度为HB174~229时，相对切削加工性为60%。
该钢适于制作中型塑料模具。
化学成分（％）：C:0.37~0.44, Si:0.17~0.37, Mn:0.50~0.80, Cr:0.80~1.10, Ni:≤0.30P:≤0.035, S:≤0.035, Cu:≤0.030力学性能试样毛坯尺寸(mm):25热处理:第一次淬火加热温度(℃):850;冷却剂:油第二次淬火加热温度(℃):-回火加热温度(℃):520;40CR圆材抗拉强度(σb/MPa):≥980屈服点(σs/MPa):≥785断后伸长率(δ5/%):≥9断面收缩率(ψ/%):≥45冲击吸收功(Aku2/J):≥47布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≤207特性中碳调质钢，冷镦模具钢。
调质处理的应用及影响因素
调质处理的应用及影响因素调质常常应用在中碳(低合金)结构钢，也用在低合金铸钢中，对力学要求高的结构零部件都要进行调质处理。
（hardening and tempering；thermal refining）金属材料热处理工艺之一。
材料在淬火后高温回火叫调质处理。
目的是使钢件有很高的韧性和足够的强度，具有综合的优良机械性能。
例如立轴、丝杠、齿轮等。
一般是在零件加工后进行，也可将粗坯调质后再进行机械加工。
一、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。
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45钢和40Cr钢调质热处理性能对比
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。
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。
调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，不管是碳钢还是合金钢，其含碳量控制比较严格。
如果含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性提高而强度不足。
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%。
1、 45钢的调质 45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，该钢经调质处理后，其综合力学性能要优化于其他中碳结构钢，但该钢淬透性较低，水中临界淬透直径为12~17mm，水淬时有开裂倾向。
截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
2、40Cr钢的调质处理 Cr能增加钢的淬透性，提高钢的强度和回火稳定性，具有优良的机械性能。
截面尺寸大或重要的调质工件，应采用Cr钢。
40Cr钢材是中碳调制钢，该钢的淬透性高于45钢。
调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性。
钢的淬透性良好，水淬时可淬透到
Ф28~60mm，油淬时可淬透到Ф15~40mm。
这种钢除调质处理外还适于氰化和高频淬火处理。
切削性能较好，当硬度为HB174~229时，相对切削加工性为60%。
45、40Cr化学成分比较：主要成分为 Fe（铁元素），且含有以下少量元素：
45、40Cr力学性能比较
生产部工艺组提供。