45#钢热处理与磨损研究分析

于朋翰

摘 要：很多零件在硬度上都有要求，45#钢作为使用最频繁，应用最广泛的钢材，其热处理可以提高本身的性能，同时也可以使其在不同环境和设计要求下使用，本文研究分析45#钢的热处理方法，同时还对热处理完成之后的材料进行磨损机理的实验，确定是否可以到达使用者的要求。

关键词：热处理;磨损机理

1 热处理

45#是一个应用非常多的结构钢，它的力学性能非常好，硬度和强度都能满足一般的使用条件，在一些要求强度和耐磨高的使用工况下，需要对45#钢进行热处理，主要的目的就是改变钢材基体的材料组织与性能，45#钢在工业淬火的温度范围是800-850℃。

图1是45#钢在不同热处理状态下，组织的形式：

a.对45#钢进行淬火，淬火完成之后在低温的条件下进行回火，通过显微镜图片可以看出，得到的淬火马氏体中，有一些未熔碳化物和残留奥氏体;

b.它的热处理条件是淬火完成之后200℃进行回火，这种条件下的组织马氏体的析出弥散分布，同时过饱和碳素体的碳含量和正方度均下降，形成了低碳马氏体;

c.在300℃条件下进行回火，得到的是屈氏体，它是在200℃条件下，残余奥氏体发生分解后得到的组织形式;

d.是在400℃条件下进行回火，该条件下，形成的组织与300摄氏度的很想象，碳化物的晶格、形态、尺寸发生的改变;

e.是在淬火完成之后，500摄氏度条件下形成的组织形式，这种条件下组织会出现微小的渗碳体;

f.淬火完成之后在600摄氏度条件下进行回火，这种热处理形成的组织与d的很想象，就是在d的基础上，微小渗碳体变为片状。

45#钢在不同温度下形成的组织各不相同，通过实验可以得到，45#钢在淬火完成之后，随着回火温度的升高，淬火产生的硬度会随之下降，同时在回火的过程中，如果温度越高，在回火过程中，45#钢的硬度下降的趋势越明显，主要的原因就是在回火过程中，45#钢的马氏体在不断的发生变化，不断的在分解，同时碳化物在慢慢的长大，组织内的铁素体在回复，这种情况下就会将45#钢的硬度变小。

2 磨损机理

材料的磨损是一种正常状态，但是在表象上却很复杂，它的形成因素有很多方面，例如载荷、环境、滑动速度等，对材料的磨损都有很大的影响，所以在对材料磨损的研究中，分析的条件有很多种，同时根据不同的条件分为，粘着磨损、磨粒磨损、氧化疲劳磨损等。

在磨损机理的研究中，材料磨损不只有一种形式，可能会出现几种不同的机理在一起的想象，针对于45#钢的磨损形式分析中，条件分为磨面、剖面、磨削等形式进行分析，图2为磨面的形貌。

图2中圖a、b、c这三个形貌主要反映的是在温度为室温条件下，摩擦力为50-100N条件下的磨面，通过图中可以看出具有很明显的划痕，同时在粘着的作用力下，表面出现的凸点，同时可以看出在摩擦力受力的方向可以明显的看出塑性变形和撕裂，图d是在200摄氏度的温度下，摩擦力为50N的状态下，45#钢磨面剖面的形貌，通过实验数据图片可以看到有大面积的氧化层，在磨面次表面可以看到处在一定厚度的塑性变形区。

通过对45#钢磨损机理的分析中，可以得出在不同载荷条件下，材料组织的不同对磨损的承受能力也不同，在载荷一定的条件下，形成的形貌也是不同的，在低载荷的作用下，磨损的形貌取决于温度和热处理组织，在载荷大的情况下，可以很好的反映出那个热处理条件下，组织的耐磨性好，同时也能反映磨损性能的差距。

钢的耐磨性不只在热处理过程中温度和时间会对其影响，在环境温度下也会受到不同程度的影响，在环境存储的过程中，钢的表面也会氧化，只是氧化的速度比较慢，如果在环境使用的条件下，具有一定的摩擦租作用，那么就会对表面产生影响，所以在实验的过程中要考虑摩擦因数对磨损机理的影响。

3 结论

本文研究分析45#钢的热处理，通过不同的热处理方法达到不同的组织和硬度，通过在显微镜下观察它的组织形式，分析摩擦磨损性能对其影响和规律，对材料进行磨损表面、剖面、磨损形貌的分析，通过实验可以确定淬火、回火等热处理对45#钢组织产生的影响，确定最佳的实验温度和实验时间，最终得到最优的结构和耐磨组织。

参考文献

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