45钢调质热处理工艺_45钢.40Cr钢调质热处理新工艺

45钢、40Cr钢调质热处理新工艺在有色金属及其合金的加工装备中，对用45钢、40Cr钢制造的某些承受磨损的活动件，关键在于提高其耐磨损能力和使用寿命，这就要涉及到热处理工艺的选择。45钢、40Cr钢件的传统热处理工艺是：将钢件加热到所需淬火温度后保温（通常按1.1-1.5mm/min计算），淬火后再进行低温回火。这种传统热处理工艺使钢件在高温下长时间保温，试验和生产当中，工件通常都在无保护性气氛的炉子中进行，故氧化严重，表面脱碳，且工件内部组织晶粒粗大。缩短淬火加热保温时间，一直是热处理工作者的研究课题。广大科技工作者经过多年的研究，虽已开发出表面脉冲淬火、高频和中频加热表面淬火等新工艺，但其设备投资大和工艺复杂，许多中小型有色金属加工企业因资金而望而止步。

文章介绍的新工艺是，可利用常规的淬火加热炉——高温箱式电阻炉，将45钢、40Cr钢件的中心部位加热到规定的淬火加热温度后，不再进行保温，而是立即淬火，然后再进行回火。对新工艺的钢件进行了组织观察、性能检测和现场试用，并与传统热处理进行了组织性能的对比。

1试验条件与试验过程

试验选用020~90mm的45钢、40Cr钢棒，原始组织为热轧状态。

加热设备为SRJS-8-13型高温箱式电阻炉；用XWB-101型自动平衡记录仪测量；在XJB-1型显微镜上观察金相组织；在WJ-10型试验机上拉伸试样。

试验过程：先把待淬火加热的圆钢棒，在一端面中心处钻010mm×120mm的小孔，将测温热电偶插入至盲孔顶端为止，除热电偶最顶端外，其周围塞紧硅酸铝纤维耐火材料，端部再用耐火泥密封与钢件一同放入箱式电阻炉中，该热电偶的补偿导线由电阻炉的观察孔引出，接于测温记录装置上，接通电阻炉的电源后，同时开始测钢棒的表面温度（炉膛温度）和钢棒中心部位温度。

测温结果表明，Φ90mm的45钢棒，中心部位到820℃淬火温度的时间比表面的滞后16-20min；Φ90mm的40Cr钢棒，到860cC淬火温度要滞后22~28min。在确定了45钢、40Cr钢中心与表面淬火温度加热时间差后，确定了Φ90mm 45钢、40Cr钢调质热处理新工艺，前者当表面到820℃后再加热约20min（待中心部位到温）就淬火，可缩短120min的保温时间，其后回火保温时间从90min缩短到60min；后者当表面到860℃后再加热25min左右就淬火，可缩短150min的保温时间，保温回火时间从120min缩短到60min。

试验结果和讨论

45钢、40Cr钢调质热处理后的组织和性能列于表l。

由表l可知，缩短45钢、40Cr钢调质热处理时间后，工件的强度与硬度与传统处理工艺基本相当，

表145钢.40Cr钢调质热处理后的组织和性能

钢种调质热处理回火组织

45

40Cr 820℃/120S+T530℃/90min．空冷820℃到温后水淬；S+T+少量碳813530℃/60化物860℃/150S 779560℃/120min，860℃到温后水淬；S+T少量碳787

560℃/60化物σa/Mpa805σb/Mpa[1**********]5σ-1/Mpa——550570回火机械性能δΨαk／%／%/J.cm -213.148.285.311.444.193.162.770.6HRC 30.5(60.2)30.8(60.4)28.9(57.5)29.5(58.1)14.363.613.161.3

注：(1)s为索氏体，T为屈氏体；(2)HRC栏括号内数据为淬火硬度。延伸率略有下降。淬火后马氏组织比传统处理的要细化2~3级。这对提高表面硬度有利。按新工艺调质热处理后，在45钢、40Cr 钢中都残留有少量碳化物，在某种情况下，或许增强了它们的表面硬度和耐磨性。为了验证调质热处理新工艺的实用性，用6根Φ90mm×500mm的40Cr钢棒，加工成Φ85mm×482mm的扎辊，其中，各取四根分别按传统、新工艺进行调质热处理，并安装在某铝带二辊轧机进行带负荷运行。结果表明，经调质热处理新工艺的辊轴，与传统工艺相比，表面耐磨性明显增强，使用寿命延长。

3结语

45钢、40Cr钢在达到淬火温度后，不需保温立即淬火，并经回火处理的调质热处理新工艺，与传统调质热处理工艺相比，工件的综合性能大体相当，但大大缩短保温时间，节约能源，降低成本，并且既保证了工件中心部位的韧性，又改善表面耐磨性，对广大中小型有色金属加工企业来说，是一种值得参考的调质热处理新工艺。