45钢淬火加热零保温可行性研究
45钢热处理水冷过程分析
45钢热处理水冷过程分析任务书1. 设计的主要任务及目标建立有限元模型，模拟45钢热处理水冷过程温度场分布；通过实验研究， 分析热处理前后45钢组织和力学性能的变化，为优化热处理工艺提高零件质量 提供一定的理论依据。
2. 设计的基本要求和内容 1) 设计的基本要求：论文结构完整，层次分明，语言顺畅；避免错别字和错误标点符号；论文格 式符合太原工业学院学位论文格式的统一要求。
2) 设计内容：模拟45钢热处理水冷过程中温度场随时间的变化关系； 研究45钢热处理前 后组织及力学性能的变化；与合金钢水淬后的组织和力学性能进行比较，分析原因。
3. [1] [2] [3] [4] 主要参考文献ANSYS 有限元分析软件在热分析中的应用[J].冶金能源，2004 ( 05) 钢件淬火过程温度场的数值模拟[J].热加工工艺技术与材料研究，2008 ANSYS10.0热分析教程与实例解析45钢零件淬火过程温度场分布的数值模拟[J].重庆大学学报，2003 (03) 材料科学基础(铁碳合金相图与热处理部分)进度安排4.45 钢热处理水冷过程分析摘要：45钢是中碳优质结构钢，Wc=0.45%,冷热加工性能都不错，机械性能较好, 且价格低廉、较容易得到，因此应用广泛于机械制造。
常应用于小截面、中载荷的调质件，如主轴、曲轴、齿轮、连杆、链轮等，其最大不足时淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不适宜采用。
对于性能要求较高的零件，必须进行调质处理。
对45 钢进行调质处理后，得到均匀的回火索氏体，从而使其具有良好的综合力学性能。
研究本课题主要是通过实验和ANSYS 软件模拟。
其中包括对45 钢的热处理水淬以及热处理前后45 钢的力学性能和金相组织的对比；同时还与合金钢40Cr 热处理水淬的力学性能比较；由于工件在淬火过程中内外温差会导致热应力和组织应力的产生，利用有限元ANSYS 软件对45 钢热处理水淬过程的温度场进行模拟，分析工件的各个部分在热处理水淬过程中的温度变化情况，为优化热处理工艺，使工件经过热处理后获得比较好的力学性能提供一定的理论依据。
经典：45#钢热处理工艺研究
5%NaCl 5
t/min 图1d 900℃淬火
T/℃
预先热处理组织
图1a 退火组织
预先热处理组织
图1b 正火组织
预先热处理组织
图1c 调质组织
预先热处理组织
图1d 淬火组织
T/℃
淬火工艺
淬火温度为770℃、800℃、840℃和900℃， 淬火冷却介质为水、油和5%NaCl水溶液。如 图2所示：
淬火温度
油 5%NaCl 水
t/min 图2 淬火工艺
淬火工艺对组织、性能的影响
实验结果如图3所示：
图3 不同淬火温度与介质对硬度的影响
淬火金相组织
图4a 770℃组织
淬火金相组织
图4c 770℃油淬火后组织
淬火金相组织
图4d 800℃5%NaCl淬火后组织
亚温淬火组织
图11c 770℃淬火550℃回火组织
结论
• 随淬火温度的升高，45钢的硬度先升高后下降， 在900℃淬火具有较高的硬度。
• 随回火温度的升高，45钢硬度逐渐下降。 • 45钢进行亚温淬火处理比常规热处理能更加有效
地提高韧性。 • 45钢要提高韧性的较理想的热处理工艺为840℃
550℃回火+770℃淬火550℃回火。
回火金相组织
图7c 840℃淬火550℃回火组织
亚温淬火工艺
淬火温度为740℃、770℃、800℃，介质为 5%NaCl 水 溶 液 ， 回 火 温 度 为 400℃ 、 500℃ 和 550℃。如图8所示：
Ac3±30 回火温度
t/min 图8 亚温淬火工艺
T/℃
亚温淬火对组织、性能的影响
实验结果如图9a、9b所示：
45钢热处理工艺研究
零保温淬火对45钢机械性能的影响
零 保 温 淬 火 对
45
钢 机 械 性 能 的 影 响
"零保温 " 所谓 淬火 ， 就是指工件加热时 ， 其表面和心部均达到淬火温度后 ， 不需保温便立即淬火冷 ［1］ 却的热处理工艺� 陈昊等 通过各自的实验和生产实例证明了在确保工件性能的前提下， 可以合理缩 "零保温" �"零保温 " 短钢件在箱式炉中的加热时间， 甚至使其保温时间为零， 即 淬火的新工艺 淬火省 去了工件透热和完成组织转变所需要的保温时间 ， 不仅能节约能源 ， 提高劳动生产率 ， 而且还可以减少 或消除工件在保温过程中产生的氧化� 脱碳等缺陷， 有利于产品质量的提高�45 钢是典型的中碳调质
� 2. Q inghai Pr o ince Insp ect ion B rea f or t he Sp ecial Kind of E q ip m ent， X ining 810008 ，China) � � A : The E f f e ctof e ro t im e hol ding q enching on 45 st ee l at79 0 830 a nd t e mpe r ing a t � 540 � 6 6 0 on t he m echa nica l p r op ert ies s ch as st re ngt h and p l ast icit has be en stdied t oma k e s re t he inf le nce � of e rot im e h ol ding q enching on t he m echanicalp r op ert ies of 45 st e eland p op � � l a r i e� t he t e chnol � og f or heat ing p rocess ing of hich. E p e r im ent a lr e sl t s sho t ha t ， hen q e nch� ing a t780 9 20 � ， t he hardness of s am p l es is bas ica l l t he s am e it ht he one s be ing hea tt rea t ed b t radit ional a s � . The hardne ss basical l decreas es it h t he incr e asing oft e mpe r ing t em p eratre . � � W hen q enching� a t79 0 830 ，t he st rengt h ofsa mpl e s incr e ase s it h t he q e nching t em p eratre � � � att � he sa � met e mpe r ing t e mpe ra tr e . A st ot he p l ast icit，itis rel a t i e l orse hen q e nching a t 79 0 and co l d be be t t e r hen q e nching a t810 830 . The m echanical p rop ert ie s of 45 st ee l � q � enche � da t810 830 and t e mp e re da t6 00 6 6 0 are com p l e t el in conf or m it it ht he t echnical req irem ent . K : ero t im e hol ding; 45 s t ee l; p rop ert ie s
45热处理实验报告
45热处理实验报告实验目的本实验的目的是通过对45钢进行热处理实验，了解其显微组织及性能变化规律，掌握45钢的热处理工艺。
实验原理45钢是一种碳素结构钢，含碳量在0.42%~0.50%之间。
热处理可以改变钢材的显微组织，从而达到调节钢材性能的目的。
常见的热处理方法有退火、正火、淬火等。
实验步骤1. 取一块45钢样品，先用砂纸将其表面清洁干净。
2. 将样品放入坩埚中，加入约30g的盖有盖子的坩埚中。
3. 将坩埚放入电阻炉中，并根据实验要求设定加热温度和保温时间。
4. 等待加热到指定温度，并保持一定时间后，关闭电阻炉。
5. 将坩埚取出，并迅速放入冷却剂中进行淬火处理。
6. 取出冷却后的样品，并进行显微镜观察和性能测试。
实验结果经过热处理后，45钢的显微组织和性能发生了明显变化。
在观察显微组织时发现，经退火处理后的45钢颗粒细化并均匀分布，晶粒尺寸明显减小。
与未经热处理的样品相比，其硬度和强度均有所提高，同时具备一定的韧性。
结论通过本次实验，我们对45钢的热处理工艺和效果有了更深入的了解。
退火处理可以改善钢材的显微组织，提高其硬度和强度。
钢材的热处理工艺必须根据具体材料以及应用要求进行选择，以实现最佳的性能调节效果。
实验感想通过实验，我深刻认识到热处理对钢材性能的重要影响。
在日常生活和工作中，我们经常使用各种类型的钢材，了解其相应的热处理工艺能够更好地应对不同的使用需求。
同时，本次实验也增强了我对实验操作和观察的技能，对于今后的实验研究有很大帮助。
参考文献[1] 王光汉. 材料学实验指导[M]. 高等教育出版社, 1998: 156-158.。
45钢的热处理实验报告
45钢的热处理实验报告45钢的热处理实验报告热处理是指通过加热和冷却等工艺手段改变材料的组织结构和性能的过程。
在金属材料加工领域中，热处理是一项重要的工艺，可以显著改善材料的力学性能和耐腐蚀性能。
本实验旨在对45钢进行热处理，并研究其对材料性能的影响。
实验一：淬火处理淬火是一种常用的热处理方法，通过迅速冷却材料，使其产生马氏体组织，从而提高材料的硬度和强度。
本实验中，我们选取了45钢试样，首先将试样加热至800摄氏度，保温一段时间，使其达到均匀的温度分布。
然后，迅速将试样放入冷却介质中进行淬火处理。
实验结果显示，经过淬火处理后，45钢试样的硬度明显提高。
通过显微镜观察，可以看到试样表面形成了典型的马氏体组织，这是由于淬火过程中，高温下的奥氏体转变为马氏体而形成的。
马氏体的形成使得材料的晶格结构发生变化，导致材料硬度增加。
此外，淬火还可以消除材料内部的应力，提高材料的韧性和强度。
实验二：回火处理回火是淬火后的一种处理方法，通过将淬火后的试样加热至适当温度并保温一段时间后冷却，以改善材料的韧性和减轻内应力。
本实验中，我们将淬火后的45钢试样进行回火处理。
实验结果显示，经过回火处理后，45钢试样的硬度有所下降，但韧性和强度得到了提高。
通过显微镜观察，可以看到试样表面的马氏体已经部分转变为回火组织，这是由于回火过程中，马氏体重新分解为奥氏体和残余马氏体而形成的。
回火组织的形成使得材料的硬度降低，但同时也消除了淬火过程中产生的内应力，提高了材料的韧性和强度。
实验三：正火处理正火是一种常用的热处理方法，通过将试样加热至适当温度并保温一段时间后冷却，以改善材料的韧性和强度。
与淬火不同的是，正火处理的冷却速率较慢，不会形成马氏体组织。
本实验中，我们将45钢试样进行正火处理。
实验结果显示，经过正火处理后，45钢试样的硬度较淬火处理有所下降，但韧性和强度得到了进一步提高。
通过显微镜观察，可以看到试样表面形成了典型的珠光体组织，这是由于正火过程中，奥氏体逐渐转变为珠光体而形成的。
45钢做曲轴的热处理实验报告
用途：做曲轴
实验目的：对45钢进行处理也达到做曲轴的性能要求
实验原理：
45钢是中碳钢，可用调质处理淬火+高温回火
加热温度选择：
淬火加热温度:Ac3+(30~50C)，而45钢的Ac3是785 C.
故淬火温度选为815到835之间
高温回火温度：560~600 C，得到的组织应该是回火索氏体。硬度在23~35HRC，目的是获得既有一定强度，硬度，又有良好冲击韧性的综合力学性能
实验步骤：
1.切样:试样约13mm
2.按热处理工艺设计对试件进行热处理，
3.在硬度计上测试件表面硬度，分别为15.5，19.3,20.1.
4.磨制：
（1）粗磨
（2）精磨
（3）抛光
（4）浸蚀：蘸取4%的硝酸酒精溶液腐蚀抛光面，当试样抛光面呈灰色就立刻用清水清除残酸，擦上酒精棉，用吹风机吹干。
5.在显微镜下观察组织并摄像
实验结果分析：
我们预计实验结果可以得到索氏体，也就是铁素体为基体，上面分布着球状渗碳体。硬度应该在HRC23—35.可是实验结果显示，我们的热处理结果只有十几，最高的是边界硬度二十。离我们的预期结果相差很多。我们通过查询资料以及对比图像，我们认为我们还是得到了索氏体，可以在图片中间部位可以清晰的看到索氏体。但是可能由于回火温度过高和回火时间也不短导致过烧现象。导致有组织不均匀和晶界熔化现象出现。所以其硬度达不到我们预期的结果。我们会在答辩过程中有具体展示。
454545淬火淬火淬火840840840保温保温保温20min20min20min出炉后油淬出炉后油淬出炉后油淬回火回火回火640640640保温保温保温20min20min20min出炉空冷我们本来打算回火温度是出炉空冷我们本来打算回火温度是出炉空冷我们本来打算回火温度是600600600ccc但是由于电阻炉没但是由于电阻炉没但是由于电阻炉没有完全冷下来有完全冷下来有完全冷下来虽然温度表已经显示虽然温度表已经显示虽然温度表已经显示600600600关上炉门以后温度又升上去了关上炉门以后温度又升上去了关上炉门以后温度又升上去了所以导致实所以导致实所以导致实回火温度高于实际温度回火温度高于实际温度回火温度高于实际温度主要实验设备主要实验设备主要实验设备箱式电阻炉预磨机抛光机金相显微镜箱式电阻炉预磨机抛光机金相显微镜箱式电阻炉预磨机抛光机金相显微镜实验步骤
45号钢热处理工艺探究
45号钢热处理工艺探究发表时间：2018-06-22T09:59:07.740Z 来源：《电力设备》2018年第5期作者：韩小明[导读] 摘要：在制造业中，以45号钢为原材料的结构件种类和数量众多。
（艾沛克斯（上海）企业管理有限公司上海 201210）摘要：在制造业中，以45号钢为原材料的结构件种类和数量众多。
45号钢是碳素结构钢，其具有造价成本低、良好切削性能等特点。
但是45号钢的硬度不高，未经处理的45号钢很难满足对硬度要求较高的场合。
因此对45号钢热处理进行探究是十分必要的。
本论文针对45号钢热处理工艺常见问题及其预防措施展开研究。
关键词：45号钢；处理工艺；性能 Process ananysis of heat treatment for 45 steel Abstract In manufacture industry，there are many products that are using 45 steel as raw material.45 steel is carbon structure steel，it has low cost，and easy for cutting.But the hardness is not high，it cann’t be used in the situation which require high hardness if it didn’t do heat treatment.So it is important to do ananysis for the heat treatment of 45 steel.This article is about the discussion for the heat treatment of 45 steel. Key words 45 steel，heat treatment，property 引言：45号钢的应用十分广泛，主要在于其具有良好的综合机械性能，经过处理后可以将其硬度控制在合理的范围内，从而满足实际使用需求。
45#钢加热及淬火工艺过程数值模拟分析
45#钢加热及淬火工艺过程数值模拟分析1.前言随着我国冶金、电力、石化以及造船等各行业的快速发展，大型锻件作为重要的装配零件，其需求量越来越大，同时对其技术含量和质量要求也越来越高。
由于它具有尺寸大、重量大的特点，大锻件的热处理过程往往十分复杂，需要制订出合理的工艺来保证锻件的最终性能能够满足使用要求。
热处理模拟技术的出现和发展为大锻件的热处理工艺预测与制订提供了一种既省时又有效的研究方法。
本课题的主要目的是研究与分析对热处理过程中温度-组织-应力三者进行耦合求解的数学模型，准确测定45钢大型锻件中不同组织在不同温度下的热物性参数（密度，比热和导热系数）。
在此基础上，对典型大锻件加热及淬火过程进行模拟，预测冷却过程中工件内部各质点的温度与组织的变化情况。
在此基础上，制订合理的锻件淬火工艺，保证转子表面和心部温度分布均匀和组织转变一致，从而减小内应力，避免淬裂危险。
在制定大锻件的热处理工艺时，有如下几个问题：（1）传统的解析方法几乎不可能实现对热处理过程中―温度场-组织场-应力场‖三者的耦合求解。
（2）单凭经验可能使生产出来的工件性能不符合要求，造成巨大损失。
（3）由于大锻件尺寸大、重量大，难以进行实物研究。
（4）通过研究制定中小型件的热处理工艺来推算大锻件的热处理工艺，由于两者尺寸相差太大，工艺特征差异也很大，此种方法亦不妥。
20世纪70年代以来，随着计算机技术的发展，数值模拟（或称计算机模拟）方法得到迅速发展。
数值模拟是以物理模型为基础，建立数学模型，通过计算机求解给出各场量分布的定量数据。
计算机求解多用离散化的方法求近似解。
由于计算机容量大，计算速度快，可以得到足够精确的近似解。
数值模拟虽然不能直接给出相态分布、应力分布与工艺参数的函数关系式，但它能对温度场-组织场-应力场进行耦合计算，给出每一瞬时的各场信息，并直接观察到它们在热处理过程中的变化情况。
数值模拟要求的只是数学模型的一致性，在计算中可以认为材料各物性参数是温度和组织状态的函数，不像用物理模拟方法时要求各物理量都满足相似原理，才能将小试样实测结果直接用到实物上。
45号钢不同淬火温度对硬度的影响实验报告
（8）改变温度，重复试验四次
实验记录：
45号钢不同淬火加热温度的硬度记录：
加热温度（℃）
硬度（HRC）
结果分析：
1.分析不同淬火加热温度对45号钢硬度的影响。
2.试分析以上结果的原因
工程材料实验报告
姓名
班级
学号
实验报告（三）
实验步骤：
（1）调节仪表温度到所需的温度
（2）通电加热
（3）炉温到达指定的温度后切断电源，打开炉门将试样放入。
（4）管好炉门，通电加热。待炉温重新升温到指定温度时开始记录保温பைடு நூலகம்间。
（5）到达所需时间时停电。
（6）垂直催入水中，不断移动式样。但注意试样不要中途露出水面。
45钢的热处理实验报告
金属材料的热处理实验报告试验项目：45钢淬火及回火前后硬度测量班级：机械一班组长：林文文学号：************组员：竹凌东201006040111 陈林201006040113陈书尚201006040114 指导老师：***试验日期：2011年12月八日45号钢的热处理一、试验目的1.了解硬度测定的基本原理及应用范围。
2.了解洛氏硬度试验机的主要结构及其操作方法。
3.初步建立碳钢的含碳量与其硬度间的关系。
4.分析淬火温度的选择对刚性能的影响。
5.研究冷却条件刚性能的关系。
二、实验仪器及材料1.HR—150A型洛氏硬度试验机。
2.试样:Φ20×10mm 45钢。
3.加热炉。
4.磨砂纸5．冷却液：水（20ºC左右）。
HR-150A型洛氏硬度计主要零部件1.机身2.加荷手柄3.升降手把4.手轮5.丝杠保护套（内有丝杠）6.待测试件7主轴8.小杠杆9.大杠杆10.调整块11.定位标记12.吊环13.螺钉14.砝码变换器15.砝码16.油针17.油毡18.后盖19.缓冲器20.卸荷手柄21.压头22.上盖23.指示表24变荷手柄25.工作台三、实验原理热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法，也是充分发挥金属材料性能潜力的重要手段。
热处理的主要目的是改变钢的性能，其中包括使用性能及工艺性能。
钢的热处理工艺特点是将钢加热到一定的温度，经一定时间的保温，然后以某种速度冷却下来，通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。
其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等，本次试验要求淬火与回火。
（一）钢的淬火钢的淬火：淬火就是将钢加热到A c3（亚共析钢）或A c1（过共析钢）以上30~50ºC，保温后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临)，以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。
碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。
为了正确地进行钢的淬火，必须考虑下列三个重要因素：淬火加热温度、保温时间和冷却速度。