_零保溫_淬火工藝對(duì)45_鋼表面硬度的影響研究

1、AGRICULTRALEQUIPMENTS研究探討“零保溫”淬火工藝對(duì)45#鋼表面硬度的影響研究楊中偉（南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，江蘇摘南京210031）要：在780至920溫度范圍內(nèi)對(duì)45#鋼進(jìn)行“零保溫”淬火，并測(cè)量其表面硬度；再以500至650不同溫度進(jìn)行高溫回火，并測(cè)量其表面硬度。就硬度性能方面對(duì)比傳統(tǒng)淬火工藝后材料的表面硬度，研究“零保溫”淬火對(duì)45#鋼表面硬度的影響，分析“零保溫”淬火工藝替代傳統(tǒng)淬火工藝的可能性，并提出了合理的工藝路線。關(guān)鍵詞：45#鋼；“零保溫”淬火；硬度“零保溫”淬火,即工件表面達(dá)到淬火溫度后，立即淬火冷卻的熱處理工藝,與傳統(tǒng)的淬火工藝相比,省去了工件透熱和完成組織

2、轉(zhuǎn)變所需要的保溫時(shí)間,從而可以在一定程度上降低能耗并提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率；同時(shí)可減少或消除工件在保溫過(guò)程中產(chǎn)生的氧化、脫碳等缺陷,有利于產(chǎn)品質(zhì)量的提高。45#鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，由于其在具有一定的使用性能的基礎(chǔ)上，擁有良好的工藝性能和經(jīng)濟(jì)性能，因此廣泛用于機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域。目前工程使用上一般對(duì)其進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，其工藝為Ac3+3050淬火加500650高溫回火，以獲得較好的綜合機(jī)械性能。筆者通過(guò)對(duì)45#鋼進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，探討替代其傳統(tǒng)的淬火工藝的可能性。2試驗(yàn)材料與試樣45#鋼小圓柱體試樣，尺寸為20mm×10mm，共計(jì)120個(gè)。主要試驗(yàn)器材高溫箱式電阻爐（SX-2型號(hào)：4X，附攝影裝置）

3、。）；洛氏硬度計(jì)（HR-150A型）；透反射金相顯微鏡（6XB-PL）；金相顯微鏡（型3試驗(yàn)方法和步驟實(shí)驗(yàn)先將試樣分組，在不同溫度下進(jìn)行“零保溫”淬火，測(cè)量其硬度；再將各溫度下的淬火態(tài)試樣進(jìn)行不同溫度的高溫回火，測(cè)量其硬度。具體如下：（1）淬火溫度從780至920，共15組，每組8個(gè)試樣，隨爐加熱，到溫水淬，測(cè)量硬度。（2）將數(shù)據(jù)比較合適的溫度段的每組8個(gè)試樣再分為4組，每組2個(gè)，分別在500、550、600、650進(jìn)行高溫回火，測(cè)量硬度。4實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理表1淬火溫度和硬度關(guān)系的數(shù)據(jù)表水淬溫度（）洛氏硬度平均值（）78079080081082083084085086087088089090

4、091092050.8251.2455.7862.0061.6459.9059.4359.5358.3459.0057.7657.6855.9959.9358.10 進(jìn)行回火實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如下：圖1淬火溫度和硬度關(guān)系圖29研究探討表2淬火溫度（）洛氏硬度數(shù)值平均值（HRC）表3淬火溫度（）洛氏硬度數(shù)值平均值（HRC）表4淬火溫度（）洛氏硬度數(shù)值平均值（HRC）表5淬火溫度（）洛氏硬度數(shù)值平均值（HRC）農(nóng)業(yè)裝備500回火的數(shù)據(jù)表8008108208308402008年49.2851.0351.1351.1850.83550回火的數(shù)據(jù)表80081082083084041.7549.0549.0549

5、.1049.15600回火的數(shù)據(jù)表80081082083084039.5045.9348.4848.1847.45650回火的數(shù)據(jù)表80081082083084039.0341.9842.8341.9343.00圖4600回火的數(shù)據(jù)關(guān)系圖5實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論（1）45#鋼在780至920“零保溫”淬火時(shí)，硬度隨淬火溫度的增加先增大后減??；在810時(shí)出現(xiàn)峰值，硬度值與傳統(tǒng)工藝所達(dá)到的也基本相同。（2）回火溫度對(duì)45#鋼“零保溫”淬火表面硬度的影響規(guī)律與傳統(tǒng)淬火工藝基本相同，表面硬度值圖5650回火的數(shù)據(jù)關(guān)系圖總體上隨著回火溫度的增加而降低，從整體上看表面硬度要比傳統(tǒng)淬火工藝略高。（3）45#鋼“零保

6、溫”淬火溫度從780增加到820時(shí)，試件表面硬度有明顯的上升趨勢(shì)，隨著溫度的增加硬度值有一段相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，當(dāng)溫度繼續(xù)增加時(shí)其表面硬度有略微的下降趨勢(shì)，但下降并不是很明顯。所以，“零保溫”淬火溫度應(yīng)該大于800，但不宜過(guò)高,一面造成電爐電能的不必要損耗和材料表面的過(guò)多氧化，綜合考慮810或820為45#鋼“零保溫”淬火的最佳溫度。（4）45#鋼“零保溫”淬火經(jīng)過(guò)500高溫回火后，試件表面所達(dá)到的硬度值基本在HRC50以上，傳統(tǒng)工藝硬度一般在HRC4045左右。所以，45#鋼“零保溫"淬火回火后硬度可以滿足要求。（5）經(jīng)過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，綜合考慮制定以下的45#鋼“零保溫”淬火工藝路線：淬火溫度為810至830，淬火介質(zhì)為水，回火溫度為500至550。綜上所述，“零保溫”淬火在硬度方面的性能完全可以滿足實(shí)際使用的要求，同時(shí)可以在一定程度上節(jié)能降耗；但在強(qiáng)度、塑性等方面的性能如何，還有待進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。參考文獻(xiàn)1李章東等45鋼“零保溫”調(diào)質(zhì)處理新工藝J.礦山機(jī)械2004（7）：92.2李安銘，張宏偉，楊宏保.原始組織對(duì)25MnV鋼“零保溫”淬火后組織性能的影響J河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2006,25(1)：1-5.3馬躍新等.40Cr鋼亞溫淬火研究J.現(xiàn)代制造工程,2006