45#圆钢广泛用作刃具、冷、热变形模具和量具,也可用于制作柴油机燃料泵的活塞、阀门、15crmo圆钢阀座以及燃料阀喷嘴等.
45#圆钢的淬硬性、淬透性、耐磨性和韧性均比碳素工具钢高,按用途大致可分为刃具、模具和量具用钢3类.
其中碳含量高的钢(碳质量分数大于0080%)多用于制造刃具、15crmo圆钢量具和冷作模具,这类钢淬火后的硬度在HRC60以上,且具有足够的耐磨性;碳含量中等的钢(碳质量分数 0.35%~0.70%)多用于制造热作模具,这类钢淬火后的硬度稍低,为HRC50~55,但韧性良好.
(1) 低碳钢
又称软钢,含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造,焊接和切削,常用于制造链条,铆钉,螺栓,45#圆钢,轴等。
(2) 中碳钢
碳量0.25%~0.60%的碳素钢。沸腾钢等多种产品。除碳外还可含有少量锰(0.70%~1.20%)。按产品质量分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。热加工及切削性能良好,焊接性能较差。强度、硬度比低碳钢高,而塑性和韧性低于低碳钢。可不经热处理,直接使用热轧材、冷拉材,亦可经热处理后使用。淬火、回火后的中碳钢具有良好的综合力学性能。能够达到的高硬度约为HRC55(HB538),σb为600~1100MPa。所以在中等强度水平的各种用途中,中碳钢得到最广泛的应用,除作为建筑材料外,还大量用于制造各种机械零件。
(3)高碳钢
常称工具钢,含碳量从0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。锤,撬棍等由含碳量0.75%的钢制造; 切削工具如钻头,丝攻,铰刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的钢制造。
45#圆钢具有强度高、淬透性高、韧性好、淬火时变形小,高温时有高的蠕变强度和持久强度等特点,一般用于制造要求较35CrMo圆钢强度更高和调质截面更大的锻件,如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹,也可用于2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具等。
对于需要承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件,要求表面层承受比芯部更高的应力或耐磨性,这时需对工件表面进行强化。采用的方法主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火和电子束加热表面淬火等。45#圆钢活塞杆经高频感应表面淬火以及回火后,淬硬层厚均超过1.5mm,均匀硬度分别为435和415HV0.1,能知足实际要求。
因为高频感应淬火具有加热速度快、淬火后工件不易脱碳、淬硬层深、易于控制操纵以及易于实现机械化及自动化等特点。回火设备为GF-30-3电热回火烘箱。因此选用高频感应加热表面淬火,对42CrMo活塞杆的细杆进行高频感应加热表面淬火及中温回火,研究不同热处理工艺下工件的组织及表面硬度。处理后的金相组织为回火索氏体。
45#圆钢活塞杆经高频感应表面淬火以及回火后,两种工艺处理后的组织相似,从表面到中央均分为淬硬层、过渡区和基体。
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