45鋼淬火硬度與組織轉變
發(fā)布時間：2012-7-3 13:09:15
熱處理有三大基本要素：加熱、保溫、冷卻。這三大基本要素決定了材料熱處理后的組織和性能。加熱是熱處理的第一道工序，也是45鋼淬火硬度的第一步，其目的是獲取奧氏體。45鋼淬火硬度的奧氏體晶粒大小、成分及均勻程度，對45號鋼冷卻后的組織和性能有直接的影響。
保溫的目的是要保證工件燒透，防止脫碳、氧化等。保溫時間和介質的選擇與工件的尺寸和材質有直接的關系。一般工件越大，導熱性越差，保溫時間就越長。冷卻是熱處理的最終工序，也是熱處理最重要的工序。45鋼淬火硬度在不同冷卻速度下可以轉變?yōu)椴煌慕M織。
45號鋼經(jīng)加熱獲得奧氏體組織后，如在不同的冷卻條件下冷卻，最終可使45號鋼淬火硬度獲得不同的力學性能。45鋼制造的直徑為15mm的軸，經(jīng)840℃加熱后，由于冷卻條件不同，在性能以及硬度上會產(chǎn)生明顯差別。為了弄清這些差別的原因，必須了解45鋼淬火硬度的奧氏體在冷卻過程中的組織變化規(guī)律。
各種鋼熱處理工藝的冷卻方式，歸納起來有兩種。①等溫冷卻之：將奧氏體化的鋼迅速冷卻到Ar1以下某一溫度，并等溫停留一段時間，讓奧氏體在此溫度下完成其轉變過程，然后再冷卻到室溫。②連續(xù)冷卻：將奧氏體化的鋼以不同的冷卻速度（如爐冷、空冷、油冷、水冷等）連續(xù)冷卻到室溫。
下面以共析鋼為例，說明冷卻方式以及45鋼淬火硬度對45號鋼組織及性能的影響。
奧氏體等溫冷卻時的轉變：當溫度在A1以上時，奧氏體是穩(wěn)定的。當溫度降到A1以下后，45鋼淬火硬度奧氏體即處于過冷狀態(tài)，這種45鋼淬火硬度奧氏體稱為45號鋼過冷奧氏體。過冷奧氏體是不穩(wěn)定的，會轉變?yōu)槠渌慕M織，但并不是一旦冷卻到A1溫度以下就立即轉變，而在轉變前需停留一定的時間，這短時間稱為孕育期。將高溫45鋼淬火硬度奧氏體迅速冷卻到低于A1的某一溫度，并保持恒定，讓過冷奧氏體在恒定溫度下完成轉變，稱為過冷奧氏體的等溫轉變。
C曲線圖的概況
全面表達過冷奧氏體的等溫轉變溫度與轉變產(chǎn)物之間關系的圖形稱為奧氏體的等溫轉變圖，因其形狀如C字母，故稱為C曲線圖或TTT圖。可見，在A1以上是奧氏體穩(wěn)定區(qū)域，其中：①兩條曲線：左曲線為過冷奧氏體轉變的外始線，它的左方是過冷奧氏體區(qū)（這一段時間為孕育期）；右曲線為過冷奧氏體轉變終止線，它的右方轉變已經(jīng)完成，是奧氏體轉變產(chǎn)物區(qū)。在兩條曲線之間是過渡區(qū)，轉變正在進行。②兩條水平線：Ms稱為上馬氏體點，表示過冷奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的開始溫度，共析鋼約為230℃；Mf為下馬氏體點，表示過冷奧氏體轉變?yōu)轳R氏體的終止溫度，共析鋼約為-50℃。③一個特征：在C曲線拐彎處（約550℃）俗稱“鼻子”，孕育期最短，此時45鋼淬火硬度奧氏體最不穩(wěn)定，最容易分解。
從上文可以看出，45鋼淬火硬度與45號鋼在冷卻時組織轉變的關系，充分證明45鋼淬火硬度的重要性。我公司生產(chǎn)的淬火液用于45號鋼淬火，可以得到冷卻時組織轉變所需要的不同淬火硬度。
本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。
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