45钢淬火裂纹分析及改进

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1、制造技术研究2015年10月第5期45钢淬火裂纹分析及改进李亚红郑淑丽朱伟强雷超郭晓峰（西安长峰机电研究所，西安710065）摘要：分析了45钢出现淬火裂纹的问题，发现产生淬火裂纹的原因是由于处于45钢淬火开裂的危险尺寸范围。通过工艺试验得到水淬2～4s油冷及770～775℃亚温淬火（水淬）的热处理工艺方案，可有效避免45钢淬火开裂。关键词：45钢；淬火裂纹；水淬油冷；亚温淬火AnalysisandImprovementonQuenchingCrackof45SteelLiYahongZhengShuliZhuWeiqiangLeiChaoGuo

2、Xiaofeng(Xi’anChangfengResearchInstituteofMechanismandElectricity,Xi’an710065)Abstract：Thequenchingcrackof45steelisanalyzedandthequenchingreasonistheriskscopeofquenchingcrackof45steel.Throughtheprocesstest,itisfoundthatheattreatmentprocessschemeofwater(2～4s)-oilquenchingandsu

3、bcriticalquenchingat770～775℃caneffectivelyavoidquenchingcrackof45steel.Keywords：45steel；quenchingcrack；water-oilquenching；subcriticalquenching1引言（表1）、显微组织、工件形状、淬透性、加热设备、冷却介质、操作过程等因素的影响，主要从45钢淬火[1，2]某发动机用沉头螺钉材料为直径Φ10mm的45钢，开裂的危险尺寸问题加以改进，提出解决淬火开其生产工艺过程为：下料→热处理→数控车。热处理裂的有效方法。工艺流

4、程为：淬火：840℃×30min，20℃水中冷却；回火：(430±10)℃出炉空冷。技术要求：HRC35～38。淬火后发现工件开裂，报废率达到60%。裂纹如图1所示，呈纵向分布，有2～4条裂纹，由工件表面裂至心部，深度不等，裂纹长度10～50mm，不能满足生图145钢常规淬火后的宏观裂纹产要求。通过现场观察和认真分析，排除了化学成分表145钢的化学成分（质量分数，%）化学元素CSiMnCrPS实测值0.440.240.600.250.170.02GB/T699—19990.42～0.500.17～0.370.50～0.80≤0.30≤0.035≤

5、0.0352热处理工艺探索火工艺方案见表2。低温回火参数为200℃×120min空冷。水淬油冷的淬火工艺通过调整淬火时热应力和相试验采用水淬油冷及亚温淬火两种淬火工艺，每变应力的比例，使热应力大于相变应力，也就是利用组选用6根长度100mm直径Φ10mm的45钢圆棒，其淬在马氏体转变点先快冷后慢冷的工艺方法防止45钢作者简介：李亚红（1982-），硕士，材料学专业；研究方向：金属材料的热处理。收稿日期：2015-08-2550制造技术研究航天制造技术淬火开裂。亚温淬火采用两相区淬火，通过调整两相会发生开裂。如果截面尺寸大于12mm，所形成的拉区铁

6、素体的含量控制淬火开裂。应力远离工件表面，不会造成工件的开裂。而45钢的Ms点为330℃，也就是在此温度下马氏体转变的速度表2淬火工艺及淬火开裂情况统计表缓慢，而采用水淬油冷的淬火工艺，就是利用水的冷试验方案工艺参数试验件数开裂比例/%却能力强于油的冷却能力，使工件在330℃以上时的840℃×30min油冷60水中快速冷却，330℃以下时在油中缓慢冷却，但是840℃×30min水淬2s/油冷60840℃×30min水淬3s/油冷60随着在水中冷却时间的延长，淬火开裂的倾向越来越水淬油冷840℃×30min水淬4s/油冷60大。从试验可知，水冷4s

7、是45钢淬火开裂的临界点。840℃×30min水淬5s/油冷650同时，由表2可知，采用亚温淬火后，在780℃开840℃×30min水淬2060裂率为33%，而在770℃、760℃和750℃淬火时，没有780℃×30min水淬650[3]开裂。这是因为45钢的Ac1为725℃，Ac3为780℃，770℃×30min水淬60亚温淬火在780℃保温时，两相区（奥氏体+铁素体）中的铁素760℃×30min水淬60体含量很少或已全部奥氏体化，水淬时过冷奥氏体快750℃×30min水淬60速的转变为马氏体，导致开裂。而在770℃、760℃和750℃的两相区

8、淬火时，随着淬火温度的降低，两相3试验结果及分析区中铁素体的含量增多，而铁素体具有较好的韧性和塑性，可大大减小45钢淬火开裂的倾向。3.