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A3+(30～50)℃，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。如果實(shí)際裝爐量大，就需適當(dāng)延長(zhǎng)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(zhǎng)，也會(huì)也出現(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，如裝爐量大于工藝文件的規(guī)定，加熱保溫時(shí)間需延長(zhǎng)1/5。
因?yàn)?5鋼淬透性低，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℃左右時(shí)，奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R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。由于出水溫度難以掌握，須憑經(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)。另外，工件入水宜動(dòng)不宜靜，應(yīng)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，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。
45鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC56～59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就說明工件未得到完全淬火，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，仍然保留在基體中，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560～600℃，硬度要求為HRC22～34。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)行銑、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)間總在一小時(shí)以上。
| 圖號(hào)：45-01 浸蝕劑：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+網(wǎng)狀、塊狀鐵素體，晶粒度為5～7級(jí)，個(gè)別是4級(jí)。 |
圖號(hào)：45-02 浸蝕劑：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。 |
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| 圖號(hào)：45-03 浸蝕劑：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，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)狀分布，晶粒大小極不均勻，大晶粒約為2～3級(jí)，細(xì)晶粒為8級(jí)。細(xì)晶粒聚集分布。 45鋼出現(xiàn)上述組織是由于高溫保溫時(shí)間較短、冷卻較快所形成的，出現(xiàn)粗大晶粒將會(huì)明顯降低材料的力學(xué)性能；可采用重新加熱、延長(zhǎng)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 浸蝕劑：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，通常于采用調(diào)質(zhì)或正火處理。 |
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| 圖號(hào)：45-05 浸蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：860～880℃加熱保溫3h后水冷，600℃+20℃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。 |
圖號(hào)：45-06 浸蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：720℃退火處理 組織及說明：基體為球粒化珠光體及鐵素體。 45鋼經(jīng)過720℃長(zhǎng)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)過上述處理的鋼材，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(zhǎng)沖模的使用壽命。 |
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| 圖號(hào)：45-07 浸蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：810℃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入奧氏體；在隨后的冷卻過程中，至共析反應(yīng)時(shí)，即自?shī)W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。 |
圖號(hào)：45-08 浸蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：860℃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。 |
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| 圖號(hào)：45-09 浸蝕劑：4%硝酸酒精 材料及狀態(tài)：45鋼 處理：860℃加熱保溫后淬火，600℃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a固溶體即淬火馬氏體。它的強(qiáng)度及硬度很高(硬度可達(dá)58～60HRC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，淬火的工件應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回火處理，當(dāng)回火溫度達(dá)600℃時(shí)，馬氏體則發(fā)生分解，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 浸蝕劑：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，因此再熱加工過程中，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，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(zhǎng)大占優(yōu)勢(shì)，此時(shí)由于晶粒長(zhǎng)大將使鋼的性能變壞。 |
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| 圖號(hào)：45-11 浸蝕劑：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(zhǎng)大，淬火后獲得成排分布的粗針狀馬氏體；這種組織將使鋼的脆性增大，內(nèi)應(yīng)力也較大，在使用時(shí)易發(fā)生開裂。 |
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