材料成型及控制工程畢業(yè)論文-45鋼鍛后余熱熱處理研究

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　45鋼鍛后余熱熱處理研究</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完

2、成的，在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。</p><p>　　本人簽名： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 45鋼鍛后余熱熱處理研究 <

3、/p><p><b>　　1．課題意義及目標(biāo)</b></p><p><b>　?。?）意義</b></p><p>　　1)有利于對所學(xué)知識(shí)的理解鞏固</p><p>　　2)能很好地利用鍛后余熱節(jié)省工序、降低成本、提高效率</p><p>　　3)通過一些實(shí)驗(yàn)提高動(dòng)手能力及學(xué)

4、會(huì)實(shí)驗(yàn)分析方法</p><p><b>　　（2）目標(biāo)：</b></p><p>　　以所學(xué)專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，以實(shí)用為目的，通過熱處理工藝進(jìn)行分析及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，進(jìn)一步得出在鍛造工藝結(jié)束時(shí)如何利用45鋼的終鍛溫度，在不再進(jìn)行加熱的情況下實(shí)施相關(guān)熱處理的工藝方案?？偨Y(jié)出并熟練掌握熱處理、特別是鍛后余熱熱處理的規(guī)律和方法。</p><p><

5、b>　　2．主要任務(wù)</b></p><p>　　1)通過對45鋼鍛造加熱規(guī)范及45鋼常規(guī)熱處理加熱溫度的比較，利用金屬學(xué)及熱處理的相關(guān)知識(shí)，研究如何利用45鋼在終鍛溫度下進(jìn)行正火及退火等熱處理，得出一定的工藝方法。</p><p><b>　　2)設(shè)計(jì)說明書一本</b></p><p><b>　　3)電子資料一份

6、</b></p><p><b>　　3．主要參考資料</b></p><p>　　［1］齊凱，王之新，李廷舉，孫梅琴. 低牌號(hào)球墨鑄鐵風(fēng)冷強(qiáng)化工藝的試驗(yàn)研究[J]. 金屬熱處理，2008，33(3)：76 -78 .</p><p>　?。?］曹猛，王伯健，劉世鋒，葛瀟琛，肖強(qiáng). 刷用扁鋼絲的成分、組織與性能研究[J]. 熱加工工

7、藝，2014，43(8)： - .</p><p>　?。?］李春信. 高溫形變節(jié)能熱處理技術(shù)[J]. 大型鑄鍛件，1992，(4)：7 -17 .</p><p><b>　　4．進(jìn)度安排</b></p><p>　　審核人： 年 月 日</p><p>　　45鋼鍛后

8、余熱熱處理研究</p><p>　　摘 要：45鋼作為最常用的中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，其鍛件的應(yīng)用極其廣泛，45鋼鍛件熱處理還可以得到進(jìn)一步的完善。通過對45鋼鍛造和45鋼鍛件鍛后常規(guī)熱處理的研究，利用所學(xué)的金屬學(xué)與熱處理相關(guān)知識(shí)，通過工藝性分析得出如何在45鋼鍛造結(jié)束時(shí)利用45鋼的終鍛溫度直接進(jìn)入熱處理的工藝方法，最后，總結(jié)出45鋼鍛后余熱熱處理的工藝方案。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較得出45鋼鍛后余熱熱處理的工

9、藝性能。45鋼鍛后余熱熱處理減少了45鋼鍛后進(jìn)行的熱處理工序，降低了45鋼鍛件的熱處理成本。在一定程度上，提高了45鋼鍛件的機(jī)械性能，在實(shí)際生產(chǎn)中，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞：45鋼，鍛造，熱處理，余熱熱處理</p><p>　　Study on heat treatment of waste heat after 45 steel forging</p>

10、<p>　　Abstract：45 steel is the most commonly used medium carbon steel, and the application of its forging is very extensive, and 45 steel forging heat treatment can be further improved. Through the study of 45 ste

11、el forging and 45 steel forgings after conventional heat treatment, the author uses the metal science and heat treatment related, and through the process of analysis of how to draw at the end of the 45 steel forging usin

12、g 45 steel final forging temperature and then it will directly into the p</p><p>　　Keywords: 45 steel, Forging, Heat treatment, Waste heat treatment</p><p><b>　　目 錄</b></p>&

13、lt;p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 關(guān)于45鋼1</p><p>　　1.2 45鋼的用途2</p><p>　　1.3 Fe­Fe3C相圖2</p><p>　　2 45鋼的鍛造4</p><p>　　2.1 關(guān)于鍛造4&l

14、t;/p><p>　　2.2 45鋼的鍛造溫度4</p><p>　　2.3 45鋼的鍛造比5</p><p>　　3 45鋼的熱處理6</p><p>　　3.1 關(guān)于45鋼的熱處理6</p><p>　　3.2 45鋼的熱處理規(guī)范6</p><p>　　3.3 45鋼的熱處

15、理工藝6</p><p>　　3.3.1 45鋼的退火6</p><p>　　3.3.2 45鋼的正火7</p><p>　　3.3.3 45鋼的調(diào)質(zhì)9</p><p>　　3.4 45鋼的其他熱處理11</p><p>　　4 45鋼的鍛后余熱熱處理13</p><p>

16、　　4.1 關(guān)于鍛后余熱熱處理13</p><p>　　4.2 45鋼鍛后余熱正火工藝13</p><p>　　4.3 45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)工藝13</p><p><b>　　5 實(shí)驗(yàn)15</b></p><p>　　5.1 實(shí)驗(yàn)方案15</p><p>　　5.1.1 實(shí)驗(yàn)

17、目的15</p><p>　　5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料15</p><p>　　5.1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟15</p><p>　　5.1.4 注意事項(xiàng)16</p><p>　　5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)16</p><p>　　5.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)16</p><p>　　5.2

18、.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析17</p><p>　　5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論18</p><p><b>　　6 實(shí)例19</b></p><p>　　6.1 鍛后的停留時(shí)間19</p><p>　　6.2 強(qiáng)韌化機(jī)理的探討21</p><p><b>　　7 總結(jié)24</b

19、></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 關(guān)于45鋼</p><p>　　中國GB標(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)45，也叫“油鋼

20、”。市場現(xiàn)貨熱軋居多；冷軋規(guī)格1.0mm~4.0mm之間。熱軋，在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的軋制；冷軋，在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的軋制。</p><p>　　45鋼的成分：主要成分為 Fe，碳含量為0.42%~0.50%，其他元素含量Si：0.17%~0.37%，Mn：0.50%~0.80%，P： ≤0.035%，S： ≤0.035%，Cr：≤0.25%，Ni：≤0.25%，Cu：≤0.25%。</p>&l

21、t;p>　　45鋼的密度為7.85g/cm3。</p><p>　　45鋼的材料性能：主要由塑性、韌性、彈性、剛性、延展性、強(qiáng)度和硬度指標(biāo)等來描述。</p><p>　　45鋼在外力作用下能穩(wěn)定地發(fā)生永久變形而不破壞其完整性，表現(xiàn)出材料性能中的塑性。45鋼的塑性一般，塑性指標(biāo)主要有沖擊值、斷面收縮率和相對伸長率等。45鋼的沖擊值為39J；45的收縮率老標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6396-1992

22、 用ψ表示，新標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6396-2006 用Z表示，單位為%，45鋼的收縮率為40%；45鋼材料做抗拉實(shí)驗(yàn)，式樣斷裂后，斷面標(biāo)距部分增長的長度與式樣初始長度之比，反應(yīng)了材料塑性大小，即為伸長率，伸長率越大，塑性越大，伸長率用δ表示，45鋼伸長率為16 %。</p><p>　　45鋼在應(yīng)力的作用下斷裂，在斷裂前承受一定的塑性變形，吸收塑性變形和斷裂過程中的能量，表現(xiàn)出材料性能中的韌性，45鋼經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚?/p>

23、后可以獲得一定的韌性，韌性越好，則發(fā)生脆性斷裂的可能性越小。</p><p>　　45鋼在到達(dá)彈性極限之前是具有彈性的，彈性指標(biāo)用彈性常數(shù)泊松比來反映，45鋼的泊松比為0.269</p><p>　　45鋼可以承受較高的應(yīng)力而不發(fā)生很大的應(yīng)變，表現(xiàn)出材料性能中的剛性，剛性指標(biāo)由彈性模量E來反映，即應(yīng)力除以應(yīng)變，45鋼的彈性模量為210Gpa。</p><p>　　4

24、5鋼在外力作用下可以延伸成細(xì)絲或被碾成薄片，表現(xiàn)出材料性能中的延展性，45鋼既具有塑性也具有延展性。</p><p>　　45鋼的機(jī)械部件首先應(yīng)該滿足強(qiáng)度的基本要求，對45鋼而言，常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，它們都可以通過拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測出，45鋼的屈服強(qiáng)度應(yīng)大于等于355Mpa，抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于等于600Mpa才算合格。</p><p>　　45鋼在多次交變載荷作用下會(huì)產(chǎn)生破壞，在破

25、壞前的最大應(yīng)力表現(xiàn)出材料性能中的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量不要讓45鋼處于多次交變載荷中，到達(dá)疲勞強(qiáng)度會(huì)被破壞，造成損失和危險(xiǎn)[1]。</p><p>　　45鋼在不同的狀態(tài)下具有不同的硬度，硬度是比較各種材料軟硬的指標(biāo)，對于45鋼而言，常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度HB和洛氏硬度HR，布氏硬度值（HB）單位為公斤力/mm2(N/mm2)。45鋼交貨狀態(tài)硬度，熱軋鋼為≤229HB退火鋼為≤197HB。45鋼淬火后的硬度極高，不能

26、用布氏硬度來表示，這時(shí)就需要用到洛氏硬度，用金剛石圓錐體壓入45鋼表面，由壓痕的深度求得45鋼的洛氏硬度</p><p>　　1.2 45鋼的用途</p><p>　　45鋼本身具有一定的硬度，而經(jīng)過不同的熱處理后，還可以擁有不同的硬度和不同的力學(xué)性能和機(jī)械性能，因此，45鋼的主要用途是用來制造強(qiáng)度要求較高的零件。這些零件所用的45鋼經(jīng)過正火或調(diào)質(zhì)處理后基本可以滿足要求。有些零件則要求表

27、面具有很高的硬度，這就需要45鋼在經(jīng)過一般的正火或調(diào)質(zhì)工序后，還需對45鋼材料進(jìn)行表面的熱處理，比如表面的滲碳、滲氮或表面的碳氮共滲等熱處理工序，這樣就可以得到很高的表面硬度，以滿足零件的需求[2]。</p><p>　　45鋼最常用來制造軸類零件。軸類零件的要求多種多樣，根據(jù)軸類零件的結(jié)構(gòu)形狀、設(shè)計(jì)要求、使用條件等，需要對45鋼進(jìn)行不同的處理及加工。對于軸類零件的毛坯，一般為棒料，要求也不是很高，只需使用45鋼

28、鍛件即可，即45鋼材經(jīng)過模鍛或自由鍛后就可以用于軸類零件的制造。根據(jù)后續(xù)的要求，對毛坯進(jìn)行粗加工后，經(jīng)過不同的熱處理工序，即可用來制造不同的軸。粗加工后的45鋼毛坯經(jīng)過正火或調(diào)質(zhì)后，可以獲得較好的切削性能，較高的強(qiáng)度和韌性，再加上本身極好的機(jī)械性能，基本可以滿足不同軸類零件的需求[3]。</p><p>　　45鋼的另一個(gè)用途是用來做模具焊材，45鋼所針對的模具焊材型號(hào)為：CMC-E45，45鋼焊條是唯一結(jié)合性較

29、好的中硬度剛焊條，可以用于各種模具及各種板金的修補(bǔ)焊接。</p><p>　　1.3 Fe­Fe3C相圖</p><p>　　碳鋼：含碳量為0.0218%～2.11%的鐵碳合金。</p><p>　　45鋼作為最常用的中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼，也屬于鐵碳合金中的一種，都以鐵和碳為基本組元。</p><p>　　研究45鋼，則需研究Fe

30、73;Fe3C相圖，F(xiàn)e­Fe3C相圖對45鋼的成分，不同加工條件、不同熱處理工序后的45鋼成分、組織和性能的研究具有重要的意義。</p><p>　　Fe­Fe3C相圖分析：</p><p>　　45鋼的液相線溫度在1495℃左右。</p><p>　　由Fe­Fe3C相圖可以確定45鋼的Ac1約為727℃，45鋼的Ac3約為770℃

31、。</p><p>　　Ac1是珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變的臨界溫度。</p><p>　　Ac3是鐵素體完全溶解轉(zhuǎn)變成奧氏體的臨界溫度。</p><p>　　對45鋼熱處理的主要研究是研究不同熱處理工序后45鋼的組織成分，即45鋼不同熱處理后得到的金相組織種類、結(jié)構(gòu)及性能。通過對不同熱處理工序后得到的金相組織性能的研究，就基本上可以確定45鋼在不同熱處理工序后得到的材料性

32、能和機(jī)械性能。</p><p><b>　　2 45鋼的鍛造</b></p><p><b>　　2.1 關(guān)于鍛造</b></p><p>　　45 鋼材用鍛壓機(jī)進(jìn)行鍛造，改善45鋼內(nèi)部組織，提高45鋼的材料性能和機(jī)械性能，是為45鋼的鍛造。通過鍛造得到要求的45鋼零件，消除45鋼在冶煉過程中的產(chǎn)生的的疏松等缺陷。45

33、鋼礦石經(jīng)過冶煉，煉成鍛坯，然后進(jìn)行加熱，根據(jù)所需的45鋼零件用鍛壓機(jī)進(jìn)行鍛造成型，得到所需的形狀，然后進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，正火或調(diào)質(zhì)后得到所需的硬度和性能，這些就是45鋼鍛件的生產(chǎn)和加工。</p><p>　　45鋼的鍛造具有很大的意義，由于45鋼最為常用，而一個(gè)國家的鍛件產(chǎn)量又反映一個(gè)國家的機(jī)械生產(chǎn)水品，45鋼的鍛件產(chǎn)量又占極大部分，45鋼鍛件的數(shù)量和質(zhì)量就顯得極為重要，而要提高45鋼鍛件的質(zhì)量，45鋼鍛后的熱處

34、理起到極其重要的作用。對45鋼鍛造后的熱處理研究也就很有必要。</p><p>　　2.2 45鋼的鍛造溫度</p><p>　　45鋼鍛件開始鍛造時(shí)的初始溫就是45鋼的始鍛溫度。45鋼的始鍛溫度太高會(huì)使45鋼內(nèi)部組織融化從而使45鋼失去塑性，而始鍛溫度太低，又不能使45鋼組織反應(yīng)充分，得不到所需的性能。因此，45鋼的始鍛溫度應(yīng)選擇合適的范圍，既讓45鋼的鍛造可以順利進(jìn)行，又可以獲得所需

35、要的45鋼鍛后產(chǎn)品。45鋼在始鍛溫度下應(yīng)進(jìn)行一定的保溫時(shí)間，使45鋼鍛坯的溫度均勻，這樣有利于45鋼內(nèi)部的組織充分反應(yīng)，45鍛造后就可以有很好的塑性提升，可以提高45鋼鍛件的質(zhì)量。</p><p>　　45鋼鍛件停止鍛造的溫度就是45鋼的終鍛溫度。終鍛溫度的高低與鍛造材料有關(guān)，不同的材料終鍛溫度不一樣，終鍛溫度也跟鍛造工藝有關(guān)，不同的鍛造工藝和鍛造要求的終鍛溫度也不一樣。45鋼在終鍛結(jié)束后，可以獲得45鋼鍛造后的

36、內(nèi)部再結(jié)晶組織，有利于提高45鋼鍛件的塑性，使鍛后的粗加工變得簡單有效。</p><p>　　終鍛溫度注意：終鍛溫度以下鍛造，易產(chǎn)生冷作硬化，使坯料表面的硬度增大，繼續(xù)鍛造會(huì)引起裂紋甚至斷裂。一些復(fù)雜的鍛造工藝如果鍛造溫度過低，影響鍛件質(zhì)量，增加生產(chǎn)的不安全性。</p><p>　　45鋼的鍛造溫度范圍應(yīng)該盡可能得寬一些，可以減少45鋼鍛造的次數(shù)，可以盡快得得到所需的45鋼鍛件，這樣就提高

37、了45鋼鍛件的生產(chǎn)率，對工業(yè)的發(fā)展也具有極大的意義。</p><p>　　由Fe­Fe3C相圖可以確定始鍛溫度、終鍛溫度和鍛造溫度范圍。碳鋼的鍛造溫度范圍為750℃~1250℃。</p><p>　　45鋼的始鍛溫度范圍：1150℃~1200℃</p><p>　　45鋼的終鍛溫度范圍：800℃~850℃</p><p>　　那么4

38、5鋼鍛造的溫度范圍就為800℃~1200℃，一般情況下，在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鍛造即可以得到所需的，符合性能要求的45鋼鍛件。</p><p>　　45鋼的加熱溫度范圍：1190℃~1230℃，保溫時(shí)間：0.25~0.7min·mm-1。</p><p>　　2.3 45鋼的鍛造比</p><p>　　45鋼在鍛造時(shí)進(jìn)行變形，鍛坯有不同的鍛造方式，一般情況下

39、，45鋼的鍛坯要么“變細(xì)”，要么“變粗”，即45鋼的鍛造過程要么是拉拔，要么是鐓粗，拉拔和鐓粗的鍛造比的計(jì)算方法不相同，45鋼拉拔時(shí)鍛造比為45鋼鍛坯的橫截面積比上45鋼鍛后鍛件的橫截面積；而45鋼鐓粗時(shí)的鍛造比為45鋼鍛后的橫截面積比上45鋼鍛前的橫截面積。簡單地說，都是大的橫截面積比上小的橫截面積的比值，具體為：</p><p>　　45鋼拉拔時(shí)的鍛造比y＝F/Fn，式中：y—鍛造比：F—45鋼鍛坯的橫截面積

40、；Fn—45鋼鍛件的橫截面積。</p><p>　　總鍛造比等于各火次的分鍛造比之積：</p><p>　　y總= F0/F1·F1/F2·····Fn-1/Fn=y1·y2·y3·····yn。</p><p>　　45鋼鐓粗時(shí)的鍛造比

41、y＝F/Fn，式中：F—坯料鐓粗后的橫截面積；Fn—45鋼鍛坯的橫截面積。</p><p>　　鍛造比對鋼錠組織的破碎和力學(xué)性能的改善：鍛造比為1.5—3時(shí)，組織的破碎和性能的改善顯著；鍛造比為4—6時(shí)，變化趨于緩和；鍛造比大于6時(shí)，基本不再變化。</p><p>　　鍛造比對晶粒度的影響：對晶粒度的細(xì)化顯著，隨著鍛造比的增加，晶粒不斷變細(xì)，鍛造比大于6時(shí)基本不再細(xì)化。</p>

42、<p>　　45鋼最好性能的鍛造比為1.5—3。在此區(qū)間，45鋼的塑性增加顯著，強(qiáng)度基本不變。</p><p>　　3 45鋼的熱處理</p><p>　　3.1 關(guān)于45鋼的熱處理</p><p>　　45鋼在不同的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱到所要求的溫度后進(jìn)行保溫或不保溫，然后以不同的速度在不同的介質(zhì)中進(jìn)行冷卻，這就是45鋼的熱處理。</p

43、><p>　　45鋼的熱處理可以改變45鋼的內(nèi)部組織或表面組織，可以顯著提高45鋼的力學(xué)性能。對于45鋼鍛件進(jìn)行熱處理則可以有效的去除45鋼在鍛造過程中造成的組織不均勻、鍛后殘余的內(nèi)應(yīng)力等缺陷，使45鋼鍛件的性能符合零件要求。</p><p>　　45鋼的熱處理工藝與其它碳鋼的基本差不多，正火、退火和調(diào)質(zhì)處理。</p><p>　　3.2 45鋼的熱處理規(guī)范</

44、p><p>　　冷壓毛胚軟化處理規(guī)范：溫度740℃~760℃，保溫時(shí)間4~6h，以50~100℃/h的冷速，隨爐降至溫度≤600℃，出爐空冷，處理前硬度≤197HBS，處理后硬度≤156HBS。</p><p>　　正火規(guī)范：正火溫度850℃-870℃，正火后硬度170-217HBS。</p><p>　　調(diào)質(zhì)處理規(guī)范：淬火溫度840±10℃，水冷淬火；回火溫

45、度600±10℃，出爐空冷。</p><p>　　GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的45鋼推薦熱處理溫度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火。</p><p>　　GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度σb≥600MPa，屈服強(qiáng)度σs≥355MPa，伸長率δ≥16%，斷面收縮率ψ≥40%，沖擊功ak為39J。</p><p>　　3.3 4

46、5鋼的熱處理工藝</p><p>　　3.3.1 45鋼的退火</p><p>　　45鋼加熱到45鋼的Ac3溫度以上30℃～50℃，即770℃+30℃～50℃以上，一般在820℃~840℃，然后進(jìn)行一定時(shí)間的保溫后，隨爐冷卻到一定的溫度，然后進(jìn)行空冷，這些就是45鋼的退火工藝。45鋼退火工藝一般為45鋼的完全退火。由于45鋼的退火是隨爐冷卻，所以它的冷卻速度較慢。</p>

47、<p>　　45鋼進(jìn)過退火工藝，可以使45鋼內(nèi)部的組織成分變得均勻，使45鋼零件更好地成型，并且使45鋼零件更高的切削，提高了45鋼的力學(xué)性能和加工性能。</p><p>　　45鋼的退火：溫度820℃~840℃，速度150~200，保溫1h/20mm（工件厚度），隨爐冷卻至600℃以下，然后出爐空冷，得到的內(nèi)部組織為珠光體和鐵素體。</p><p>　　其組織為鐵素體和珠光體

48、，其中60%左右黑色組織為珠光體、40%左右白色為鐵素體。</p><p>　　由于珠光體和鐵素體的韌性和塑性都不錯(cuò)，珠光體的強(qiáng)度比鐵素體高，它們的硬度都差不多，基本適中[4]，可以推斷出45鋼經(jīng)過退火處理后，由于同時(shí)具有珠光體和鐵素體，那么它的韌性和塑性也不錯(cuò)，退火后的45鋼硬度也不會(huì)太高，強(qiáng)度則比鐵素體的高，但低于正火處理后的強(qiáng)度。</p><p>　　3.3.2 45鋼的正火<

49、;/p><p>　　45鋼加熱到45鋼的Ac3溫度以上30℃～50℃，即770℃+30℃～50℃以上，一般比退火時(shí)加熱的溫度要高，一般為850℃~870℃，然后進(jìn)行一定時(shí)間的保溫，最后出爐空冷，這就是45鋼的正火工藝。45鋼正火工藝的冷卻速度要比45鋼退火的冷卻速度快，這樣它們得到的最終組織是不一樣的。</p><p>　　45鋼的正火工藝也可以很好地改善45鋼內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，并且效果一般比退

50、火的好。在有些情況下，45鋼正火后即可交貨，相比退火來說，由于少了隨爐冷卻的過程，45鋼的正火工藝極大地降低了消耗，而且45鋼經(jīng)正火工藝處理后，得到的性能也很好，甚至比經(jīng)過退火工藝處理的還好，所以，在滿足零件各種條件的情況下，45鋼的正火工藝完全可以取代45鋼的退火工藝，還節(jié)約了成本。</p><p>　　45鋼的正火：加熱溫度850℃~870℃，保溫4~6h，以50℃~100℃/h冷卻。空冷，硬度170~217

51、HBS，得到的組織主要為珠光體。</p><p>　　組織中鐵素體和珠光體都細(xì)而均勻。</p><p>　　由于45鋼進(jìn)過正火工藝處理后得到的組織主要為珠光體，那么根據(jù)珠光體的性能，就可以很好地推斷出45鋼經(jīng)正火工藝處理后的性能。相比于退火后的45鋼，正火后的45鋼塑性和韌性也很好，硬度與退火后的差不多，但強(qiáng)度就要比退火后的高，對于高強(qiáng)度要求的零件來說，正火處理明顯的更好一些。</p

52、><p>　　3.3.3 45鋼的調(diào)質(zhì)</p><p>　　45鋼一般是在正火和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，45鋼的調(diào)質(zhì)工藝和其他碳鋼一樣，也包括淬火和回火，但不同的是，45鋼經(jīng)淬火后一般進(jìn)行的是高溫回火，所以，45鋼的調(diào)質(zhì)工藝即為45鋼的淬火和45鋼的高溫回火。</p><p>　　45鋼經(jīng)過調(diào)質(zhì)工藝處理后，綜合機(jī)械性能得到很大提升，一般情況下，45鋼的調(diào)質(zhì)工藝可作為45鋼的最

53、終熱處理工序，45鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)工藝的處理后，即可交貨，基本滿足不同種類的零件對45鋼不同性能的要求。45鋼的調(diào)質(zhì)工藝在45鋼的熱處理中應(yīng)用最為廣泛，在45鋼經(jīng)正火處理不能滿足工藝要求時(shí)，對45鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理就可以達(dá)到需求。</p><p>　　同45鋼的退火和正火一樣，一般情況下，45鋼的淬火也需加熱到45鋼的Ac3溫度以上30℃～50℃，即770℃+30℃～50℃以上，一般為830℃～850℃，然后進(jìn)行一段稍短時(shí)間

54、的保溫或不保溫，只需要使45鋼內(nèi)外的溫度基本一樣，就可以將45鋼在10%的NaCl水溶液中進(jìn)行淬冷，這就是45鋼的淬火工藝。</p><p>　　45鋼淬火時(shí)的淬火介質(zhì)選用10%的NaCl水溶液是因?yàn)?0%的NaCl水溶液要比自來水的冷卻速度快得多，一般在2倍以上，這樣10%的NaCl水溶液的冷卻能力也就比自來水的高的多，一般在10倍以上。極大地提升了45鋼淬火后的得到的組織性能。</p><

55、p>　　由于45鋼最大的缺點(diǎn)是淬透性差，那么45鋼在淬火時(shí)不僅不容易淬透，還會(huì)有開裂的傾向，這就不僅需要用10%的NaCl水溶液來進(jìn)行淬火，還需在淬火時(shí)需要將工件進(jìn)行攪動(dòng)，使45鋼冷卻均勻。</p><p>　　45鋼的淬火：溫度830℃～850℃，待45鋼的內(nèi)外溫度基本一樣后，在10%的NaCl水溶液進(jìn)行淬冷，硬度HRC56～59，得到的組織為馬氏體。</p><p>　　由于馬氏

56、體的主要的性質(zhì)是具有極高的硬度的強(qiáng)度，那么，根據(jù)馬氏體的性質(zhì)就可以推斷出45鋼淬火后也具有很高的強(qiáng)度和硬度，由于45鋼淬透性差，那么有些就會(huì)出現(xiàn)淬透層，45鋼的心部不一定能夠淬透。45鋼淬火后由于硬度極高，是無法進(jìn)行加工的，再加上45鋼在淬火時(shí)形狀變形，就不可避免得出現(xiàn)了內(nèi)應(yīng)力，這是極其不利的。這就需要45鋼在淬火后及時(shí)進(jìn)行高溫回火，一般來說，只要是黑色金屬，在進(jìn)行淬火工藝之后，都需進(jìn)行回火工藝。</p><p>

57、;　　45鋼的高溫回火需要將45鋼加熱到560℃～600℃，然后進(jìn)行一定時(shí)間的的保溫，保溫時(shí)間的長短取決于將45鋼回透所需的時(shí)間，一般在1h以上，回透后就可以出爐冷卻，由于保溫時(shí)間的長短對45鋼回火后性能的影響不大，所以只需回透即可，以節(jié)約成本，這些就是45鋼的高溫回火工藝。</p><p>　　45鋼的高溫回火的目的自然是降低45鋼淬火后的硬度，以便于對45鋼進(jìn)行下一步的機(jī)械加工，同時(shí)去除45鋼淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)

58、力，極大地提高45鋼的綜合性能。</p><p>　　45鋼的高溫回火：溫度560℃～600℃，回透后空冷，得到的組織為回火索氏體[5]。</p><p>　　由于45鋼回火后的組織為回火索氏體，根據(jù)回火索氏體具有良好的塑性和韌性，具有較高的強(qiáng)度和硬度[6]，可以推斷出45鋼經(jīng)高溫回火后也具有很好的塑性和韌性，同時(shí)還具有較高的強(qiáng)度和硬度，綜合力學(xué)性能得到了極大的提升[7]?；緷M足45鋼不

59、同機(jī)械零件的不同需求，滿足各種生產(chǎn)工藝要求。</p><p>　　3.4 45鋼的其他熱處理</p><p><b>　　45鋼的表面淬火</b></p><p>　　45鋼的表面淬火同45鋼的淬火一樣，將45鋼加熱到淬火溫度，不同的是不需要進(jìn)行任何保溫，甚至不需要使45鋼的內(nèi)外溫度一樣，立即進(jìn)行水冷淬冷，這樣就可以使45鋼的表面達(dá)到很高的硬

60、度，而除了表面之外，內(nèi)部卻還具有很好的塑性和韌性。采用表面淬火工藝可以達(dá)到這種表硬心韌的性能要求。</p><p><b>　　45鋼的化學(xué)熱處理</b></p><p>　　鋼的化學(xué)熱處理一般有滲碳、滲氮和碳氮共滲等。</p><p>　　45鋼作為中碳鋼，含碳量已經(jīng)不低，一般不做滲碳處理。如果確實(shí)需要對45鋼進(jìn)行滲碳處理，滲碳處理方法基本和

61、低碳鋼一樣，將45鋼放在滲碳介質(zhì)中，然后在900℃～950℃進(jìn)行加熱保溫，使活性炭原子滲入45鋼的表面，獲得一定的滲碳層?？梢詷O大得提高45鋼的硬度，多用于45鋼齒輪和一些45鋼軸。</p><p>　　45鋼的滲氮處理則是在45鋼表面滲入氮元素，形成富氮硬化層[8]，和45鋼的滲碳相比，45鋼在滲氮后會(huì)獲得比45鋼滲碳層更高的硬度，同時(shí)還會(huì)獲得更高的表面耐磨性，硬度甚至可以達(dá)到65～72HRC。一般多用于45鋼

62、的精密齒輪和45鋼的磨床軸等。</p><p>　　45鋼的碳氮共滲則是在45鋼表面同時(shí)滲入碳元素和氮元素，具體處理方法是將45鋼放入密封爐中，然后向爐內(nèi)通入滲碳?xì)怏w和氨氣，然后進(jìn)行加熱保溫，形成碳氮共滲層。由于是碳和氮同時(shí)滲入，可以很好地推斷出45鋼經(jīng)過碳氮共滲后的性能應(yīng)該介于45鋼滲碳和45鋼滲氮之間，應(yīng)該具有比45鋼滲氮件高的硬度和表面耐磨性，低于45鋼滲氮件，但是還會(huì)獲得很好地韌性，同時(shí)45鋼碳氮共滲后的

63、耐腐蝕性也得到顯著提高。主要用于45鋼模具和一些45鋼軸等。</p><p>　　4 45鋼的鍛后余熱熱處理</p><p>　　4.1 關(guān)于鍛后余熱熱處理</p><p>　　鍛后余熱熱處理：鍛件通過熱鍛成型后，直接進(jìn)入熱處理工序的工藝方法。</p><p>　　鍛后余熱熱處理，減少了鍛后進(jìn)行的熱處理工序，降低鍛件的熱處理成本，在一定程

64、度上，提高鍛件的機(jī)械性能，細(xì)化鍛件的晶相組織。</p><p>　　45鋼的鍛后余熱熱處理就是將45鋼在鍛機(jī)上鍛造成型后，在終鍛溫度下直接進(jìn)行45鋼的熱處理，而不是在鍛件冷卻后再進(jìn)行常規(guī)的熱處理工序。由于45鋼通常是在正火和調(diào)質(zhì)狀態(tài)下使用，而一般情況下，45鋼的正火可以取代45鋼的退火，所以，45鋼的鍛后余熱熱處理也應(yīng)該分為45鋼鍛后余熱正火處理和45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)處理。</p><p>

65、　　4.2 45鋼鍛后余熱正火工藝</p><p>　　45鋼的鍛后余熱正火就是45鋼在鍛造成型完成后，對鍛件進(jìn)行一定溫度的保溫處理，然后空冷，完成“正火”的工序。如果45鋼的鍛后溫度高于45鋼的正火溫度，其實(shí)可以直接在正火溫度下進(jìn)行一定時(shí)間的保溫，然后出爐空冷；而如果45鋼的鍛后溫度低于45鋼的正火溫度，則需對45鋼鍛件進(jìn)行加熱后在進(jìn)行保溫，然后出爐空冷。</p><p>　　45剛鍛

66、后余熱正火處理后得到的組織與45鋼正火處理后的組織基本一樣，性能也相差不多，甚至在某些方面的性能優(yōu)于45鋼常規(guī)正火的性能，說明45鋼鍛后余熱正火可以取代45鋼的鍛后正火。同時(shí)由于利用了45鋼終鍛時(shí)的溫度進(jìn)行正火，減少了45鋼鍛后再進(jìn)行的正火工序，降低了45鋼鍛件正火的成本，可以很好地利用在大批量45鋼正火鍛件的生產(chǎn)上，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　4.3 45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)工藝</p>

67、<p>　　45鋼的鍛后余熱調(diào)質(zhì)就是45鋼在鍛造成型完成后，在終鍛溫度下進(jìn)行45鋼的淬火，然后再進(jìn)行45鋼的高溫回火，這些就是45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)工藝，分為45鋼的鍛后余熱淬火和45鋼的高溫回火。</p><p>　　45鋼鍛后余熱淬火是45鋼在鍛造成型完成后，在45鋼終鍛溫度下直接將45鋼鍛件在10%的NaCl水溶液中進(jìn)行淬冷，得到與45鋼鍛件在鍛造完成后空冷，然后加熱到45鋼淬火溫度再進(jìn)行淬火相似的

68、組織，由于45鋼鍛件在鍛后的組織不是很均勻，45鋼鍛后余熱淬火后得到的組織雖然改善了組織的均勻度，也并不能完全達(dá)到與45鋼鍛件的淬火組織均勻度完全一樣。</p><p>　　但是，45鋼鍛后余熱淬火得到的組織相比于45鋼鍛件鍛后淬火得到的組織力學(xué)性能要好的多，表現(xiàn)在45鋼鍛后余熱淬火的組織的韌性要比45鋼鍛后淬火的組織的韌性要好，韌性提高在20%～30%；45鋼鍛后余熱淬火的組織的硬度、強(qiáng)度和伸長率相比于45鋼斷

69、后淬火組織也要提高在10%左右。</p><p>　　45鋼鍛后余熱淬火工藝省去了45鋼鍛件在冷卻后再進(jìn)行加熱的工序，極大的節(jié)約了45鋼鍛后淬火的成本，并且提高了45鋼鍛件淬火后的力學(xué)性能，相應(yīng)的也節(jié)約了45鋼材的用量。當(dāng)然，由于45鋼鍛后余熱淬火組織性能得到了提升，硬度提高使得加工變得更為困難，所以必須再進(jìn)行45鋼鍛后余熱淬火后的高溫回火。</p><p>　　45鋼鍛后余熱淬火后的高溫

70、回火與45鋼鍛件的高溫回火一樣，加熱到560℃～600℃，回透后進(jìn)行空冷[9]。但45鋼鍛后余熱淬火后的高溫回火的主要目的是極大的降低45鋼鍛后余熱淬火組織的硬度，以便于進(jìn)行下一步的機(jī)械加工；同時(shí)極大的均勻45鋼鍛后余熱淬火組織，使其均勻度與45鋼鍛后淬火的均勻度基本一致，使45鋼鍛后余熱淬火后再高溫回火的組織性能均勻，機(jī)械加工性能得到很好地改善，達(dá)到45鋼鍛件熱處理后的零件對各種性能的要求，完成零件的生產(chǎn)，達(dá)到交貨的要求進(jìn)行交貨。&l

71、t;/p><p>　　由于45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)工藝具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，并且不影響之后的機(jī)械加工，所以45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)工藝可以取代45鋼鍛后調(diào)質(zhì)工藝，可以在生產(chǎn)上得到很好的推廣，并獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　5 實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b>　　5.1 實(shí)驗(yàn)方案</b></p>&l

72、t;p>　　5.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/p><p>　　根據(jù)以上的研究，可以確定本次實(shí)驗(yàn)的主要目的是比較45鋼鍛后余熱正火得到的鍛件與45鋼鍛后正火得到的鍛件的金相組織、力學(xué)性能和機(jī)械性能是否和所研究的一致；比較45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)后得到的鍛件的金相組織、力學(xué)性能和機(jī)械性能與45鋼鍛后調(diào)質(zhì)得到的鍛件與所研究的是否能一樣。即驗(yàn)證以上的研究是否正確與準(zhǔn)確，并得到相關(guān)的結(jié)論，確認(rèn)相關(guān)的45鋼鍛后余熱熱處理工藝。&l

73、t;/p><p>　　5.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料</p><p>　　實(shí)驗(yàn)材料：Φ30mm的45鋼圓柱棒料鍛坯</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　鍛錘：對45鋼鍛坯進(jìn)行鍛造</p><p>　　紅外線測溫儀：測量鍛造時(shí)的溫度，以確定45鋼的始鍛溫度和終鍛溫度</

74、p><p>　　各式加熱爐：對45鋼鍛件進(jìn)行熱處理</p><p>　　冷卻介質(zhì)槽：裝10%的NaCl水溶液</p><p>　　光學(xué)顯微鏡：觀察不同熱處理后的金相組織</p><p>　　拉伸壓力機(jī)：對實(shí)驗(yàn)材料做拉伸試驗(yàn)，以便測得拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度</p><p>　　沖擊試驗(yàn)機(jī)：對實(shí)驗(yàn)材料做沖擊試驗(yàn)，以便測得材料的沖擊

75、值</p><p>　　布氏硬度計(jì)：測45鋼鍛件正火和回火后的硬度</p><p>　　洛氏硬度計(jì)：測45鋼鍛件淬火后的硬度</p><p>　　5.1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟</p><p>　　根據(jù)45鋼鍛造比的研究，將Φ30mm的45鋼圓柱棒料鍛坯鍛成Φ10mm，長L100mm的圓柱形鍛件，鍛造比為2.25，在45鋼最好性能鍛造比范圍之間

76、。</p><p>　　至少鍛4組鍛件，以便分別做不同的熱處理實(shí)驗(yàn)</p><p>　　第一組鍛件，鍛成后空冷，然后進(jìn)行45鋼鍛后正火實(shí)驗(yàn)，將其放在加熱爐中加熱到850℃，保溫30min，出爐空冷到室溫，觀察其金相組織，用布氏硬度計(jì)測定硬度，最后做拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)。</p><p>　　第二組鍛件，鍛成后直接將其放在加熱爐中進(jìn)行850℃的保溫，保溫20min后，出

77、爐空冷到室溫，然后進(jìn)行與第一根鍛件相同的實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　第三組鍛件，鍛成后空冷，然后進(jìn)行45鋼鍛后淬火實(shí)驗(yàn)，將其放在加熱爐中加熱到840℃，在10%的NaCl水溶液中淬冷，觀察其金相組織，用洛氏硬度計(jì)測定其硬度。</p><p>　　第四組鍛件，鍛成后直接在在10%的NaCl水溶液中淬冷，然后進(jìn)行與第三根鍛件相同的試驗(yàn)。</p><p>　　最后將第三組

78、和第四組鍛件進(jìn)行45鋼的高溫回火實(shí)驗(yàn)，將它們放在加熱爐中加熱到600℃，保溫40min后，出爐空冷到室溫，觀察它們的金相組織，用布氏硬度計(jì)測定它們的硬度，最后做拉伸試驗(yàn)和沖擊試驗(yàn)。</p><p>　　5.1.4 注意事項(xiàng)</p><p>　　由于45鋼的鍛造、45鋼鍛后熱處理實(shí)驗(yàn)和45鋼鍛后余熱熱處理實(shí)驗(yàn)都是在較高的溫度下進(jìn)行，需要注意的最重要的一點(diǎn)就是防范高溫的損傷。其他需要注意的事

79、項(xiàng)就是普通熱處理時(shí)需要注意的那些以及各種儀器使用時(shí)需要注意的使用規(guī)范。</p><p><b>　　5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　5.2.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)</p><p>　　第一組（45鋼鍛后正火）數(shù)據(jù)：</p><p>　　第二組（45鋼鍛后余熱正火）數(shù)據(jù)：</p><p>　

80、　第三組（45鋼鍛后調(diào)質(zhì)）數(shù)據(jù)：</p><p>　　第四組（45鋼鍛后余熱調(diào)質(zhì)）數(shù)據(jù)：</p><p>　　5.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析</p><p><b>　　鍛造加熱溫度</b></p><p>　　試驗(yàn)中，不同鍛造加熱溫度對鍛熱淬火(并在600℃回火)后對強(qiáng)度的影響不同。試驗(yàn)表明，鍛造加熱溫度1150℃～125

81、0℃，甚至到1300℃，強(qiáng)度值變化并不大。</p><p>　　文獻(xiàn)指出，45鋼加熱時(shí)晶粒度的變化，從950℃～1050℃有一個(gè)臨界值， ＜950℃時(shí)，晶粒大小變化不大，＞950℃～1050℃晶粒急劇長大，而>1050℃后晶粒長大的趨勢緩和。</p><p>　　從熱處理考慮，希望鍛造加熱溫度低一些(熱處理最佳溫度在900℃以下)，可以獲得較細(xì)的奧氏體晶粒。但從鍛造考慮，望鍛造溫度高

82、一些，易于變形(最佳鍛造加熱溫度在1150℃以上)。當(dāng)高溫形變強(qiáng)化與熱處理強(qiáng)化相結(jié)合時(shí)，鍛造加熱溫度雖然高一些，但對機(jī)械性能的影響并不十分明顯。因此，應(yīng)用鍛熱淬火工藝時(shí)采用生產(chǎn)中實(shí)際鍛造加熱溫度1150℃～1250℃是可行的。在900℃～1150℃范圍加熱，從鍛造、熱處理考慮均不合適。</p><p>　　鍛造(始鍛終鍛)溫度及變形量</p><p>　　文獻(xiàn)提供了形變溫度及變形量對45鋼

83、鍛熱淬火后機(jī)械性能的影響?？梢?，提高形變溫度，將減少形變強(qiáng)化效果。形變強(qiáng)化效果并非隨形變量的增加單調(diào)上升，而是達(dá)到一定形變量后，強(qiáng)化效果反而有些下降。形變溫度為1000℃時(shí)最明顯[10]。這與形變過程中及形變后高溫停留時(shí)的去強(qiáng)化效應(yīng)有關(guān)。形變量較大時(shí)，強(qiáng)化效應(yīng)雖較高，但去強(qiáng)效應(yīng)也較快，如果去強(qiáng)效應(yīng)的增加大于強(qiáng)化效應(yīng)的增加，必然導(dǎo)致最終強(qiáng)化效果下降[10]。但當(dāng)形變量控制在合適的范圍(一般在20%～40 % )，從圖3可以看出，鍛熱悴火的

84、機(jī)械性能，并不低于普通淬火的機(jī)械性能。實(shí)際生產(chǎn)中，大部分零件的形變量均接近最佳變形量范圍，停鍛溫度控制在900℃～1000℃，鍛熱淬火后都可獲得比普通淬火好的機(jī)械性能。</p><p><b>　　5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p>　　通過試驗(yàn)，結(jié)合有關(guān)資料介紹，認(rèn)為目前國內(nèi)一般工廠45鋼模鍛(鍛造加熱1150℃～1250℃，終鍛溫度950℃～1050℃)，

85、完全可以采用鍛熱淬火工藝。鍛后停留時(shí)間，除了注意去強(qiáng)效應(yīng):外，還應(yīng)特別注意，由于小件冷卻速度快，容易出現(xiàn)鐵素體組織，降低強(qiáng)韌化效果。</p><p>　　高溫形變強(qiáng)化理論同樣適用于鍛熱悴火。但由于高溫加熱，奧氏體穩(wěn)定區(qū)的高溫變形和停留時(shí)間較長(實(shí)際生產(chǎn)的可能)，而造成去強(qiáng)作用。因此，鍛熱淬火機(jī)理又有所不同，其強(qiáng)韌化還應(yīng)以粗晶提高淬透性，獲得較多的位錯(cuò)板條馬氏體以及細(xì)微結(jié)構(gòu)的碳化物來進(jìn)一步進(jìn)行解析。</p&g

86、t;<p>　　通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對比，可以驗(yàn)證先前研究的45鋼鍛后余熱熱處理的正確性，并得出45鋼鍛后余熱熱處理的工藝方案。</p><p><b>　　6 實(shí)例</b></p><p>　　廣東機(jī)械學(xué)院的李運(yùn)松做過45鋼變速桿的鍛熱淬火工藝的研究。</p><p><b>　　45鋼制變速桿簡圖</b>&

87、lt;/p><p>　　試驗(yàn)中的變速桿材料為45鋼，整體調(diào)質(zhì)處理硬度要求HB229~269，小頭高頻淬火，硬化層深度1~4mm，硬度不小于HRC51。</p><p>　　生產(chǎn)工藝過程為:下料一鍛造一調(diào)質(zhì)(預(yù)先熱處理)一機(jī)加工一小端高頻淬火并自行回火一檢驗(yàn)。其調(diào)質(zhì)的淬火加熱，是利用模鍛一切邊(并同時(shí)整形)后的余熱控制淬火。</p><p>　　6.1 鍛后的停留時(shí)間&l

88、t;/p><p>　　在試驗(yàn)中，變速桿經(jīng)鍛后(為了控制模鍛后停留時(shí)間，考慮切邊對試驗(yàn)影響不大而省掉此工序)，停留不同時(shí)間淬入25℃水中，再經(jīng)580℃×90min回火。鍛后停留時(shí)間對機(jī)械性能的影響?？梢?，停留30 s尚能得到滿意的效果，如果停留至40 S，工件表面溫度已太低，淬火后性能明顯降低。文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)了S43C中碳鋼曲軸的鍛熱淬火工藝及其效果。曲軸軸頸為φ66mm(重20kg)，毛坯加熱至1250℃，在60

89、00 t壓力機(jī)流水線上鍛壓成形，停留lmin后淬入水中，經(jīng)500~560℃回火。鍛熱淬火曲軸的機(jī)械性能仍高于普通淬火曲軸。</p><p>　　文獻(xiàn)還指出，當(dāng)停留時(shí)間過長，工件表面溫度過低，以致有鐵素體析出時(shí)，鍛熱淬火后性能將大大降低，不同溫度鍛造停留不同時(shí)間對硬度的影響不同，其中1050℃鍛造、變形51%的情況是接近生產(chǎn)實(shí)際和本次試驗(yàn)的。實(shí)際生產(chǎn)也只能控制在較長時(shí)間，因?yàn)殄懞筮€需切邊、整形，而鍛造溫度過高或過低

90、隨著停留時(shí)間延長，對性能的影響均較大。我們認(rèn)為，如變速桿這樣的小件，停留30 s以內(nèi)，大件最多不超得過60s,而且還應(yīng)注意工件表面溫度，否則，出現(xiàn)鐵素體而降低性能。</p><p>　　6.2 強(qiáng)韌化機(jī)理的探討</p><p>　　變速桿進(jìn)行鍛熱淬火試驗(yàn)，與普通淬火工藝相比，雖然晶粒粗大一些，但由于悴透性提高很多(約3~4倍)，淬火組織中獲得了較多的板條馬氏體，強(qiáng)度得到一定的提高，韌性可

91、保持在原有水平或稍有改善，且回火穩(wěn)定性有明顯提高。</p><p>　　近來的研究證明，高溫形變淬火能減少孿晶馬氏體量，并能使馬氏體片內(nèi)的亞晶(位錯(cuò)胞狀組織)數(shù)量激增，使亞晶內(nèi)和亞晶界上碳化物的分布更加均勻、彌散。這種形態(tài)的碳化物比較穩(wěn)定，它不但可以延緩低溫回火時(shí)馬氏體的分解，還能提高中、高溫回火抗力。高溫形變淬火馬氏體的精細(xì)結(jié)構(gòu)對改善鋼的強(qiáng)韌化有明顯好處。在鍛熱淬火條件下，根據(jù)馬氏體相變的現(xiàn)代理論認(rèn)為，相變前較

92、粗大的奧氏體晶粒將使馬氏體束及板條尺寸變粗。奧氏體形變硬化產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷，在淬火條件下會(huì)遺傳給馬氏體。但是，本試驗(yàn)中，高溫形變是在奧氏體發(fā)生重結(jié)晶的溫度區(qū)間進(jìn)行，奧氏體所發(fā)生的形變硬化而增加一系列結(jié)構(gòu)缺陷的影響顯然要小得多，少得多。大量研究表明，形變硬化和相變強(qiáng)化有機(jī)結(jié)合的關(guān)鍵是形成較穩(wěn)定的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)。具有同樣位錯(cuò)密度的形變奧氏體，如果經(jīng)回復(fù)形成了多邊化亞晶，則淬火后能被馬氏體繼承，從而實(shí)現(xiàn)形變硬化和相變強(qiáng)化的結(jié)合。否則，強(qiáng)化作用較弱。而

93、本試驗(yàn)中的鍛熱淬火，由于鍛造加熱時(shí)奧氏體晶粒粗大，在穩(wěn)定的奧氏體狀態(tài)下經(jīng)模鍛，被打碎的晶粒，在高溫停留時(shí)(終鍛溫度900~1000℃)發(fā)生聚集再結(jié)晶，品粒還是較粗大的，它將導(dǎo)致相變速度變慢，顯著地提高鍛熱淬火的淬透性</p><p>　　在高溫形變過程中，奧氏體品界變成據(jù)齒狀并為馬氏體所繼承，其實(shí)質(zhì)是形變誘發(fā)晶界遷移引起的。這種鋸齒狀晶界能阻礙滑移向相鄰晶粒傳播，改變裂紋的走向，推遲裂紋的連接和擴(kuò)展，并有裂紋鈍化

94、作用。因此，對提高強(qiáng)度，改善塑性、韌性都是有益的。</p><p>　　鍛熱淬火能顯著提高淬透性，這對淬透性較差的45鋼來說具有重要的實(shí)用價(jià)值。對尺寸變化較大的零件(如變速桿)，在水中強(qiáng)烈冷卻，往往因應(yīng)力過大導(dǎo)致淬裂(變速桿一般裂在小頭)。因此，可以用鍛熱淬油代替普通淬火的淬水，而性能有所提高。</p><p><b>　　7 總結(jié)</b></p>&

95、lt;p>　　通過對45鋼鍛后余熱熱處理的研究，一方面鞏固了45鋼普通熱處理的相關(guān)知識(shí)，另一方面研究出了45鋼鍛后余熱熱處理的工藝方案，并確定了45鋼鍛后余熱熱處理工藝方案的可行性。對熱處理的知識(shí)得到了進(jìn)一步的加深，同時(shí)也學(xué)到了新的知識(shí)，對實(shí)踐熱處理的能力也得到了提升。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　［1］王新波，張芳. 29

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100、度過了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師——韓老師，他對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書館查找資料的時(shí)候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最衷心的感謝！</p><p>　　感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。</p>