45钢晶粒的细化工艺

尹金枝 罗秀艳 李喜月 张伟

摘要：材料组织的细化处理是同时提高材料强度和韧性最为有效途径。细晶钢能改善并提高钢材低温脆断能力。细化晶粒已成为非常重要的强韧化手段，通过细化奥氏体晶粒从而细化马氏体束尺寸，从而提高钢的强度和韧性，还可以改善钢的耐延迟断裂性能和抗疲劳性能；随着超细晶粒或超细组织的形成，屈服强度大幅度提高，细晶技术已是提高材料强韧性的首选途径。

关键词：细化晶粒；韧性；金属内部组织

引言

随着我国社会和经济的发展，对钢铁材料的需求不断增长，这就带来了环境污染、能源枯竭、资源匮乏等一系列问题，只有研究和开发新一代的高性能钢铁材料才能更好地促进我国执行可持续发展战略。研究表明，高性能钢铁材料的主要指标为强度和韧性，而细化晶粒是同时提高材料的强度和韧性的唯一方法[1]。

我国研究“新一代钢铁材料”项目的材料科学工作者通过大量的研究，总结新一代钢铁材料的特征是超细晶、高洁净、高均匀，其中核心技术是超细晶[2]。

1 实验材料

试验材料为试验用45钢，状态为轧制态，试样尺寸为20×15×15mm。

45钢调质硬度在HRC20-HRC30之间。

45钢淬火硬度在HRC55-58之间，极限值可达HRC62。

45钢为优质碳素结构用钢，硬度不高易切削加工，模具中常用来做模板，梢子，导柱等，但须热处理。

2 实验方案

实验方案为正火后淬火再回火，实验参数如下表所示。

3 总结

通过正火、淬火、中文回火等热处理工艺、改变了45钢的内部组织，从而改变其力学性能，使工件具有良好的综合机械性能和切削加工性能，不仅改善了表面耐磨性，而且工件中心部分也得到了较高的韧性，滿足使用要求。

细化晶粒的关键在于细化奥氏体晶粒。同等淬火工艺下，奥氏体晶粒越细小室温下组织也越细小，所以，在强度提高的同时，比同样结构的较大组织的塑性和韧性高。因此，钢的综合机械性能得到了改善。

参考文献

[1]王从曾主编.材料性能学[M].北京：北京工业大学出版社.2005.

[2]刘智恩主编.材料科学基础[M].西安：西北工业大学出版社.2003.

[3]雷廷权 傅家骐.热处理工艺方法500种[M].北京：机械工业出版社.1998.

[4]李松瑞 周善初编.金属热处理[M].长沙：中南大学出版社.2003.