45#鋼熱處理與磨損研究分析

于朋翰

摘 要：很多零件在硬度上都有要求，45#鋼作為使用最頻繁，應(yīng)用最廣泛的鋼材，其熱處理可以提高本身的性能，同時(shí)也可以使其在不同環(huán)境和設(shè)計(jì)要求下使用，本文研究分析45#鋼的熱處理方法，同時(shí)還對熱處理完成之后的材料進(jìn)行磨損機(jī)理的實(shí)驗(yàn)，確定是否可以到達(dá)使用者的要求。

關(guān)鍵詞：熱處理;磨損機(jī)理

1 熱處理

45#是一個(gè)應(yīng)用非常多的結(jié)構(gòu)鋼，它的力學(xué)性能非常好，硬度和強(qiáng)度都能滿足一般的使用條件，在一些要求強(qiáng)度和耐磨高的使用工況下，需要對45#鋼進(jìn)行熱處理，主要的目的就是改變鋼材基體的材料組織與性能，45#鋼在工業(yè)淬火的溫度范圍是800-850℃。

圖1是45#鋼在不同熱處理狀態(tài)下，組織的形式：

a.對45#鋼進(jìn)行淬火，淬火完成之后在低溫的條件下進(jìn)行回火，通過顯微鏡圖片可以看出，得到的淬火馬氏體中，有一些未熔碳化物和殘留奧氏體;

b.它的熱處理?xiàng)l件是淬火完成之后200℃進(jìn)行回火，這種條件下的組織馬氏體的析出彌散分布，同時(shí)過飽和碳素體的碳含量和正方度均下降，形成了低碳馬氏體;

c.在300℃條件下進(jìn)行回火，得到的是屈氏體，它是在200℃條件下，殘余奧氏體發(fā)生分解后得到的組織形式;

d.是在400℃條件下進(jìn)行回火，該條件下，形成的組織與300攝氏度的很想象，碳化物的晶格、形態(tài)、尺寸發(fā)生的改變;

e.是在淬火完成之后，500攝氏度條件下形成的組織形式，這種條件下組織會(huì)出現(xiàn)微小的滲碳體;

f.淬火完成之后在600攝氏度條件下進(jìn)行回火，這種熱處理形成的組織與d的很想象，就是在d的基礎(chǔ)上，微小滲碳體變?yōu)槠瑺睢?/p>

45#鋼在不同溫度下形成的組織各不相同，通過實(shí)驗(yàn)可以得到，45#鋼在淬火完成之后，隨著回火溫度的升高，淬火產(chǎn)生的硬度會(huì)隨之下降，同時(shí)在回火的過程中，如果溫度越高，在回火過程中，45#鋼的硬度下降的趨勢越明顯，主要的原因就是在回火過程中，45#鋼的馬氏體在不斷的發(fā)生變化，不斷的在分解，同時(shí)碳化物在慢慢的長大，組織內(nèi)的鐵素體在回復(fù)，這種情況下就會(huì)將45#鋼的硬度變小。

2 磨損機(jī)理

材料的磨損是一種正常狀態(tài)，但是在表象上卻很復(fù)雜，它的形成因素有很多方面，例如載荷、環(huán)境、滑動(dòng)速度等，對材料的磨損都有很大的影響，所以在對材料磨損的研究中，分析的條件有很多種，同時(shí)根據(jù)不同的條件分為，粘著磨損、磨粒磨損、氧化疲勞磨損等。

在磨損機(jī)理的研究中，材料磨損不只有一種形式，可能會(huì)出現(xiàn)幾種不同的機(jī)理在一起的想象，針對于45#鋼的磨損形式分析中，條件分為磨面、剖面、磨削等形式進(jìn)行分析，圖2為磨面的形貌。

圖2中圖a、b、c這三個(gè)形貌主要反映的是在溫度為室溫條件下，摩擦力為50-100N條件下的磨面，通過圖中可以看出具有很明顯的劃痕，同時(shí)在粘著的作用力下，表面出現(xiàn)的凸點(diǎn)，同時(shí)可以看出在摩擦力受力的方向可以明顯的看出塑性變形和撕裂，圖d是在200攝氏度的溫度下，摩擦力為50N的狀態(tài)下，45#鋼磨面剖面的形貌，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖片可以看到有大面積的氧化層，在磨面次表面可以看到處在一定厚度的塑性變形區(qū)。

通過對45#鋼磨損機(jī)理的分析中，可以得出在不同載荷條件下，材料組織的不同對磨損的承受能力也不同，在載荷一定的條件下，形成的形貌也是不同的，在低載荷的作用下，磨損的形貌取決于溫度和熱處理組織，在載荷大的情況下，可以很好的反映出那個(gè)熱處理?xiàng)l件下，組織的耐磨性好，同時(shí)也能反映磨損性能的差距。

鋼的耐磨性不只在熱處理過程中溫度和時(shí)間會(huì)對其影響，在環(huán)境溫度下也會(huì)受到不同程度的影響，在環(huán)境存儲(chǔ)的過程中，鋼的表面也會(huì)氧化，只是氧化的速度比較慢，如果在環(huán)境使用的條件下，具有一定的摩擦租作用，那么就會(huì)對表面產(chǎn)生影響，所以在實(shí)驗(yàn)的過程中要考慮摩擦因數(shù)對磨損機(jī)理的影響。

3 結(jié)論

本文研究分析45#鋼的熱處理，通過不同的熱處理方法達(dá)到不同的組織和硬度，通過在顯微鏡下觀察它的組織形式，分析摩擦磨損性能對其影響和規(guī)律，對材料進(jìn)行磨損表面、剖面、磨損形貌的分析，通過實(shí)驗(yàn)可以確定淬火、回火等熱處理對45#鋼組織產(chǎn)生的影響，確定最佳的實(shí)驗(yàn)溫度和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，最終得到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)和耐磨組織。

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