45钢淬火硬度与组织转变

发布时间:2012-7-3 13:09:15
热处理有三大基本要素:加热、保温、冷却。这三大基本要素决定了材料热处理后的组织和性能。加热是热处理的第一道工序,也是45钢淬火硬度的第一步,其目的是获取奥氏体。45钢淬火硬度的奥氏体晶粒大小、成分及均匀程度,对45号钢冷却后的组织和性能有直接的影响。 保温的目的是要保证工件烧透,防止脱碳、氧化等。保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般工件越大,导热性越差,保温时间就越长。冷却是热处理的最终工序,也是热处理最重要的工序。45钢淬火硬度在不同冷却速度下可以转变为不同的组织。 45号钢经加热获得奥氏体组织后,如在不同的冷却条件下冷却,最终可使45号钢淬火硬度获得不同的力学性能。45钢制造的直径为15mm的轴,经840℃加热后,由于冷却条件不同,在性能以及硬度上会产生明显差别。为了弄清这些差别的原因,必须了解45钢淬火硬度的奥氏体在冷却过程中的组织变化规律。 各种钢热处理工艺的冷却方式,归纳起来有两种。①等温冷却之:将奥氏体化的钢迅速冷却到Ar1以下某一温度,并等温停留一段时间,让奥氏体在此温度下完成其转变过程,然后再冷却到室温。②连续冷却:将奥氏体化的钢以不同的冷却速度(如炉冷、空冷、油冷、水冷等)连续冷却到室温。 下面以共析钢为例,说明冷却方式以及45钢淬火硬度对45号钢组织及性能的影响。 奥氏体等温冷却时的转变:当温度在A1以上时,奥氏体是稳定的。当温度降到A1以下后,45钢淬火硬度奥氏体即处于过冷状态,这种45钢淬火硬度奥氏体称为45号钢过冷奥氏体。过冷奥氏体是不稳定的,会转变为其他的组织,但并不是一旦冷却到A1温度以下就立即转变,而在转变前需停留一定的时间,这短时间称为孕育期。将高温45钢淬火硬度奥氏体迅速冷却到低于A1的某一温度,并保持恒定,让过冷奥氏体在恒定温度下完成转变,称为过冷奥氏体的等温转变。 C曲线图的概况 全面表达过冷奥氏体的等温转变温度与转变产物之间关系的图形称为奥氏体的等温转变图,因其形状如C字母,故称为C曲线图或TTT图。可见,在A1以上是奥氏体稳定区域,其中:①两条曲线:左曲线为过冷奥氏体转变的外始线,它的左方是过冷奥氏体区(这一段时间为孕育期);右曲线为过冷奥氏体转变终止线,它的右方转变已经完成,是奥氏体转变产物区。在两条曲线之间是过渡区,转变正在进行。②两条水平线:Ms称为上马氏体点,表示过冷奥氏体转变为马氏体的开始温度,共析钢约为230℃;Mf为下马氏体点,表示过冷奥氏体转变为马氏体的终止温度,共析钢约为-50℃。③一个特征:在C曲线拐弯处(约550℃)俗称“鼻子”,孕育期最短,此时45钢淬火硬度奥氏体最不稳定,最容易分解。 从上文可以看出,45钢淬火硬度与45号钢在冷却时组织转变的关系,充分证明45钢淬火硬度的重要性。我公司生产的淬火液用于45号钢淬火,可以得到冷却时组织转变所需要的不同淬火硬度。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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