45# （号）钢和 40Cr 钢调质的热处理工艺 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% 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 小型工 厂不可能每炉搞金相分析， 一般只作硬度测试， 这就是说， 淬火后的硬度必须达 到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查工件调质处理的操作， 必须严格按工艺文件执行， 我们只是对操作过程中如何实 施工艺提些看法1、 45 号钢的调质45 号钢是中碳结构钢，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号钢淬火温度在A3+（30~50） C,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 号钢淬透性低，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 C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 号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。
45号钢淬火后的高温回火，加热温度通常为 560~600 C,硬度要求为 HRC22~34 因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽 但图 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 如有些轴类零件 要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进 行铣、插加工，硬度要求就低些关于回火保温时间，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、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 C, 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 处理影响调质工件的质量，操作工的水平是个重要因素，同时，还有设备、材料和调 质前加工等多方面的原因，我们认为：（一） 工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢，工件入水的温度已降到低于Ar3 临界点，产生部分分解，工件得到不完全淬火组织，达不到硬度要求所以 小零件冷却液要讲究速度，大工件予冷要掌握时间二） 工件装炉量要合理， 以 1~2 层为宜，工件相互重叠造成加热不均匀， 导致硬度不匀三） 工件入水排列应保持一定距离，过密使工件近处蒸气膜破裂受阻， 造成工件接近面硬度偏低四） 开炉淬火，不能一口气淬完，应视炉温下降程度，中途闭炉重新升 温，以便前后工件淬后硬度一致五） 要注意冷却液的温度，10%盐水的温度如高于60 C,不能使用冷 却液不能有油污、泥浆等杂质，不然，会出现硬度不足或不均匀现象六） 未经加工毛坯调质，硬度不会均匀，如要得到好的调质质量，毛坯 应粗车，棒料要锻打七） 严把质量关，淬火后硬度偏低 1~3个单位，可以调整回火温度来达 到硬度要求。
但淬火后工件硬度过低，有的甚至只有 HRC25~3，5 必须重新淬火， 绝不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事，不然，失去了调质的意义， 并有可能产生严重的后果45 钢的正火工艺过程2008年 07月 26日 星期六 下午 02:43将钢加热到一定的温度， 经一段时间的保温， 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1 、碳钢的普通热处理工艺方法1 ）钢的退火钢的退火通常是把钢加热到临界温度 Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后缓 慢地随炉冷却 此时，奥氏体在高温区发生分解， 从而得到比较接近平衡状态的 组织一般中碳钢（如 40、45 钢）经退火后消除了残余应力，组织稳定，硬度 较低（HB180-220）有利于下一步进行切削加工2）钢的正火钢的正火通常是把钢加热到临界温度 Ac3或Accm线以上，保温一段时间，然后进行空冷由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多， 且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒，改善了组织，消除了残余应力 对低碳钢来说， 正火后提高硬度可改善切削加工性， 提高零件表面光洁度； 对于 高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。
3) 钢的淬火钢的淬火通常是把钢加热到临界温度 Ac1或Ac3线以上，保温一段时间，然后放 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4) 钢的回火钢的回火通常是把淬火钢重新加热至 Ac1 线以下的一定温度， 经过适当时间的保 温后，冷却到室温的一种热处理工艺 由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆， 并且工件内部存在很大的内应力， 如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂， 一 些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度，甚至开裂因此， 淬火钢必须进行回火处理不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能 2、碳钢普通热处理工艺1 )加热温度碳钢普通热处理的加热温度，原则上按加热到临界温度 Ac1或Ac3线以上30〜50C选定但生产中，应根据工件实际情况作适当调整 热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加但加热温 度过低，也达不到要求表 2-1 碳钢普通热处理的加热温度方法加热温度「C)应用范围退 火 Ac3+(20~60) 亚共析钢完全退火Ac1+(20~40) 过共析钢球化退火正 火 Ac3+(50~100) 亚共析钢Accm+(30~50) 过共析钢淬 火 Ac3+(30~70) 亚共析钢Ac1+(30~70) 过共析钢回火 低温回火 150~250 刃具、模具、量具、高硬度零件中温回火 350~500 弹簧、中等硬度零件高温回火 500~650 齿轮、轴、连杆等综合机械性能零件表 2-2 常用碳钢的临界点钢号 临 界 点 (C )Ac1 Ac3 Accm20 钢 735 855 ——45 钢 724 780 ——T8 钢 730 —— ——T12 钢 730 —— 8202)加热时间 热处理的加热时间(包括升温与保温时间)与钢的成分、原始组织、工件的尺寸 与形状、使用的加热设备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。
因此，要确 切计算加热时间是比较复杂的在实验室中，热处理加热时间(包括加热、保温 时间)通常按工件有效厚度，用下列经验公式计算加热时间：T = a D式中：T 加热时间（min）；a ——加热系数（ min/mm）；D 工件有效厚度（mrh当碳钢工件D< 50 mm在800~960°C箱式电阻炉中加热时，a =1~1.2 （min/mm） 回火的保温时间要保证工件热透并使组织充分转变实验时组织转变时间可取 0.5h3 ）冷却方法（1） 退火冷却方式：钢退火时，一般采用随炉冷却到 600〜550C以下再出炉空 冷2） 正火冷却方式：钢正火时，一般采用在空气中冷却3） 淬火冷却方式： 钢淬火时，钢在过冷奥氏体最不稳定的范围内 （650〜550C） 的冷却速度应大于临界冷却速度，从而保证工件不转变为珠光体型组织；而在Ms点附近的冷却速度应尽可能低，从而降低淬火内应力，减少工件变形与开裂 因此，淬火时，除了要选用合适的淬火冷却介质外，还应改进淬火方法对形状 简单的工件， 常采用简易的单液淬火法， 如碳钢用水或盐水液作冷却介质， 合金 钢常用油作冷却介质4） 回火冷却方式：碳钢回火时，一般采用在空气中冷却。
一．退火的种类1 ． 完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火， 一般简称为退火， 这种退火主要用于亚共析成分 的各种碳钢和合金钢的铸， 锻件及热轧型材， 有时也用于焊接结构 一般常作为 一些不重工件的最终热处理，或作为某些工件的预先热处理2． 球化退火球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢 （如制造刃具， 量具，模具所 用的钢种）其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准 备3． 去应力退火去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻 件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力如果这些应力不予消除，将会引起 钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹二．淬火时，最常用的冷却介质是盐水，水和油盐水淬火的工件，容易得 到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重， 甚至发生开裂 而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合 金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火．钢回火的目的1． 降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如 不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂2． 获得工件所要求的机械性能， 工件经淬火后硬度高而脆性大， 为了满足 各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性， 得到所需要的韧性，塑性。
3． 稳定工件尺寸4． 对于退火难以软化的某些合金钢， 在淬火（或正火） 后常采用高温回火， 使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工加热缺陷及控制一、过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大， 使零件的机械 性能下降1. 一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长， 引起奥氏体晶粒粗化 称为过热 粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低， 脆性转变温度升高， 增加 淬火时的变形开裂倾向 而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料 （常为不懂工 艺发生的。