摘 要 45钢件在淬火处理时易出现淬裂现象研究表明:ø4mm～ø12mm的45钢件在830℃～850℃×1.1min/mm～1.2min/mm的加热和保温条件下淬入清水或10%的盐水中易出现裂而采取加大工艺预留量(13mm～14mm)、避开危险尺寸(4mm～12mm)、低温(750℃～760℃ )淬火、控制加热温度(780℃～790℃)以及保温时间和回火时间等措施,可有效防止45钢件淬火时出现裂纹现象.对于截面尺寸在4mm～12mm的零件,采用低温淬火其淬火合格率>99%. 本文分析了45钢材料热处理特性，改变了传统45钢热处理淬火加热方式及冷却介质，有效控制了45钢热处理淬火裂纹，提高了45钢热处理质量关键词：淬火、45钢、裂纹、回火Abstract : The 45 steel parts easily come out the quenching crack phenomenon during quenching treatment. The research shows :45 steel parts of ø4 mm ～ ø 12 mm easily appears the quenching cracks in clear water or 10 % salt water under the condition of heating at 830 ℃ ～ 85 ℃×1.1min/mm～1.2min/mm and keeping warm. However it can take some measures to enlarge the technological allowance amount (13 mm ～ 14mm ) ,avoiding the dangerous dimensions ( 4 mm ～ 12 mm ) by quenching at low temperature ( 750 ℃ ～ 760 ℃ ) then controlling the tem perature ( 780 ℃ ～ 790 ℃ ) of heating ,the time of keeping warm and the time of tem pering and so on .All these can be effective to prevent the 45 steel parts from the crack phenomenon as quenching Re 2 garding the parts sf the section dimension at 4 mm ～ 12 mm,the quenching qualified rate of the parts is over 99% by adopting the low tem perature quenching. This paper analyzes the characteristics of heat-treated steel 45 , 45 steel has changed the traditional way of heat treatment and quenching cooling medium, the effective control of 45 steel heat treatment and quenching cracks, an increase of 45 steel heat treatment quality.Key Words : 45 steel parts ;quenching crack ;dangerous dimension 目录1.绪言 12. 45钢材料特性 12.1 化学成分和属性 12.2 材料性能 12.3 材料用途 13.裂纹分类 34.1纵向裂纹形成原因 4 4.2横向裂纹形成原因......................................................................................................................44. 45钢淬火过程中出现的问题及原因 23.1热处理特性 23.2 淬火裂纹原因分析 23.2.1 组织应力 23.2.2 热应力 33.2.3淬火介质选择不当 35. 45钢淬火裂纹改善措施 54.1淬火方法 5 4.1.1临界温度淬火 64.2.2高频淬火 64.2淬火介质 74.2.1使用水溶性合成淬火剂 74.2.2使用32机油淬火介质 84.2.3采用水——油双液淬火介质 84.2.4采用亚稳淬火工艺 84.3其他因素 84.3.1小截面零件 84.3.2 保证工件受热的均匀性 84.3.3 选用适当的淬火温度 9 结束语 10 致 谢 11 1.绪言 钢铁材料具有悠久的历史，它的出现推动力社会的大跨步发展，并且每一次钢铁材料的改进都会对社会进步作出重大的贡献。
钢铁材料在国民经济中占有十分重要的地位，它们的应用非常广泛在实际使用或生产加工过程中，人们对钢铁材料提出了各种不同的性能要求，单凭原始材料的性能已经满足不了工程技术上的要求例如：为了便于切削加工就要求材料的硬度适当降低，以节约机械加工时的刀具消耗和提高劳动生产率；为使零件耐磨损，延长使用寿命，就要求其具有较高的硬度；为使零件能在有腐蚀性气体的环境中长期工作，就要求其具有一定的耐腐蚀性等为满足这些性能要求，除了合理地选用材料外，还要进行热处理，如此才能充分发挥钢铁材料的性能特点由此可知，热处理在机械制造业中占有十分重要的地位 纵观钢铁的发展历史，钢铁性能的提升与热处理工艺息息相关45钢是最为重要的钢铁材料之一，通过热处理工艺提升其性能是现在也是将来的必经之路1）45钢在工业、生活中的应用（重要性、广泛性）（2）45钢在使用性能要求2. 45钢材料特性 2.1 化学成分和属性 45钢含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，Cr含量<=0.25%，Ni含量<=0.30%抗拉强度Mpa600，屈服强度Mpa355，伸长率16%。
2.2 材料性能 45钢虽焊接性能一般，但它是机械制造中广泛应用的中碳优质碳素结构钢它具有良好的切削加工性能通常在调质或正火状态下使用，它具有高的强度和塑性，经调质成索氏体时，有一定程度上的的韧性但进行热处理时，却会出现淬透性差，水淬变形大，裂纹倾向敏感等问题，尤以40℃左右水淬时更为明显 2.3 材料用途 45钢可制造强度要求较高的零件，如曲轴、轴、活塞销、工夹具等零件这些零件的制造要求大多是零件表面的高硬度性、高耐磨性，而心部具有高强度和高韧性，调质后进行高频或火焰表面淬火等45钢经低温球化退火后，它可冷挤压为成形零件，如球头销、推力杆等45钢是轴类零件的常用材料，淬火后表面硬度可达45～52HRC 它价格便宜，经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能45钢还广泛用于机械制造等，这种钢的机械性能很好但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45钢可以淬硬至HRC42~46所以如果需要表面硬度，又希望发挥45钢优越的机械性能，常将45表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度钢的用途 45钢可制造强度要求较高的零件，如曲轴、轴、活塞销、工夹具等零件。
这些零件的制造要求大多是零件表面的高硬度性、高耐磨性，而心部具有高强度和高韧性，调质后进行高频或火焰表面淬火等45钢经低温球化退火后，它可冷挤压为成形零件，如球头销、推力杆等45钢是轴类零件的常用材料，淬火后表面硬度可达45～52HRC 它价格便宜，经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能45钢还广泛用于机械制造等，这种钢的机械性能很好但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好，45钢可以淬硬至HRC42~46所以如果需要表面硬度，又希望发挥45钢优越的机械性能，常将45钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度3.裂纹分类 45号钢在调质淬火过程中容易出现裂纹而报废裂纹主要有2种:一种为纵向裂纹；另一种为横向裂纹 纵向裂纹(见图2)经常发生在直径为8mm左右的工件上,且多出现在完全淬透的情况下 图2 45号钢轴类零件的纵向裂纹横向裂纹(见图3)经常发生在直径为50mm以上的45钢件调质时的淬火过程中 图3 45钢轴类零件的横向裂纹3.1纵向裂纹形成原因 纵向裂纹是在淬火过程中产生的切向拉应力大于该材料断裂抗力时而发生的。
对于直径在8mm左右且要求高硬度的工件,车间采用45kW箱式电阻炉加热,淬火介质为50%(质量分数,下同)的火碱溶液50%火碱溶液在500～800℃冷却很快,在400℃以下冷却较慢,是比较理想的冷却介质从实际生产的工艺条件看,分析产生裂纹的原因如下:首先,因装炉方式不合理,造成工件受热不均;其次,淬火温度较高,工件内外应力较大,也是造成裂纹的原因;另外,把产生纵向裂纹的工件沿纵向截取试样,分析其夹杂物,常可发现带状夹杂物存在,因此原材料的冶金质量也是影响淬火裂纹的一个重要因素3.2横向裂纹形成原因 横向裂纹垂直于轴线方向,由内往外断裂,往往在未淬透情况下形成,属于热应力引起的工件在淬火没有淬透时,表面呈压应力,心部呈拉应力,在淬硬层至非淬硬层的过渡区,出现最大拉应力,拉应力超过材料的抗拉强度时,就会产生横向裂纹车间45号钢轴类调质淬火时,淬火介质通常选用水水的冷却特性曲线见图4 图4 淬火介质的冷却能力由图4可以看出,水作为淬火介质有以下特点1) 水温对冷却特性影响很大,随着水温的提高,水的冷却速度降低,特别是蒸气膜阶段延长,特性温度降低;2) 水的冷却速度快,特别是在100～400℃温度范围内的冷却速度特别快;3)循环水的的冷却能力大于静止水的冷却能力,特别是在蒸气膜阶段的冷却能力提高得更多。
水作为淬火介质有来源广、价格低、无污染等优点,但也因水存在上述特点,易造成工件有软点、淬火后硬度不均匀、易产生裂纹的缺点另外,原工艺为840℃保温后出炉,预冷后入水冷却,其设备为100kW的台车式箱式电阻炉装炉方式见图5 图5 轴类零件常用的装炉方式图5所示的装炉方式造成淬火预冷时只有外面的工件能预冷到适当温度,里面的工件温度降不下来,淬火时易产生裂纹4. 45钢淬火过程中出现的问题及原因 4.1热处理特性 一般碳钢淬火冷却到Ac1至650℃以前，奥氏体比较稳定，冷却速度可以缓慢，以减少较大的热应力和变形；当冷却至650℃～400℃时，应具有足够的冷却速度，以防止奥氏体向珠光体转变；在400℃以下进入马氏体区，其冷却速度应尽量缓慢，以降低过大的组织应力和防止变形开裂；而45钢本身淬透性低（45钢过。