45钢的淬火流程

45钢（45#钢）是一种中碳优质碳素结构钢（含碳量0.42%~0.50%），其典型淬火工艺为：加热至 **820~850℃** 充分奥氏体化并保温（1.2~1.5分钟/mm），随后快速冷却（水淬或油淬，简单件用水/盐水，复杂件用油或聚合物淬火液），获得高硬度马氏体组织（未回火硬度≥HRC 55）；淬火后需立即进行 回火（150~650℃, 1~2小时）以消除应力并调整性能——低温回火（150~250℃）保持高硬度（HRC 50~55），中高温回火（350~650℃）提高韧性，其中调质处理（500~650℃）可获得优良综合力学性能。关键控制点包括：防氧化脱碳、冷却均匀性、及时回火，适用于轴、齿轮等需强韧性的机械零件。

1. 淬火前准备

• 材料检查：确认钢材成分（含碳量0.42%~0.50%）及原始状态（如锻轧态、退火态）。

• 加工预留：预留后续磨削余量（淬火后可能变形）。

• 表面清理：去除油污、氧化皮等，避免加热不均或表面缺陷。

2. 加热过程

• 加热温度：

  • Ac3（完全奥氏体化温度）：约780~850℃（通常选择 820~850℃）。

  • 温度过高易导致晶粒粗大，过低则奥氏体化不充分。

• 加热设备：

  • 箱式电阻炉、盐浴炉或可控气氛炉（防止氧化脱碳）。

• 保温时间：

  • 按工件有效厚度计算（通常 1.2~1.5分钟/mm），确保透热均匀。

3. 冷却淬火

• 冷却介质：

  • 水或盐水（5%~10% NaCl溶液）：冷却速度快，适合简单形状工件，但易变形开裂。

  • 油（如20#或30#机油）：冷却较缓和，适合复杂形状，硬度略低（约HRC 50~55）。

  • 聚合物淬火液（如PAG）：平衡变形与硬度需求。

• 冷却操作：

  • 工件快速浸入介质并搅动，避免蒸汽膜影响冷却均匀性。

4. 回火（必选后续工艺）

• 目的：消除淬火应力、降低脆性，调整硬度与韧性。

• 温度选择：

  • 低温回火（150~250℃）：保持高硬度（HRC 50~55），用于耐磨件。

  • 中温回火（350~500℃）：平衡强度与韧性（HRC 40~48），如弹簧件。

  • 高温回火（500~650℃）：调质处理（HRC 25~35），获得综合力学性能。

• 保温时间：1~2小时（视工件尺寸而定），空冷。

5. 质量检验

• 硬度检测：淬火后硬度应达HRC 55以上（未回火前）。

• 变形检查：测量尺寸变化，必要时校直。

• 金相分析：观察马氏体组织（细针状为佳），避免未溶铁素体或过热组织。

注意事项

1. 防开裂：复杂件可采用预冷（延迟淬火）或分级淬火（如先在盐浴中稍冷再油冷）。

2. 脱碳控制：保护气氛加热或涂防氧化涂料。

3. 介质温度：油温建议40~80℃，水温≤30℃（避免蒸汽膜影响）。

4. 回火及时性：淬火后需在24小时内回火，防止应力开裂。

示例工艺参数（Φ20mm轴类零件）

1. 加热至840℃，保温30分钟。

2. 水淬（快速搅动），冷却至室温。

3. 200℃回火2小时，空冷，硬度HRC 50~52。

通过合理控制参数，45钢可满足一般机械零件（如齿轮、轴类）的性能要求。复杂件建议优先选用油淬或专业咨询。