45號鋼簡介

    45鋼，是GB中的叫法，JIS中稱為：S45C,ASTM中稱為1045,080M46,DIN稱為：C45 。國內(nèi)常叫45號鋼，也有叫“油鋼”。一般，市場現(xiàn)貨熱軋居多。冷軋規(guī)格1.0~4.0mm之間。

45號鋼特性概述

    常用中碳調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調(diào)質(zhì)時要稍好，具有較高的強(qiáng)度和較好的切削加工性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性，材料來源方便。適合于氫焊和氬弧焊，不太適合于氣焊。焊前需預(yù)熱，焊后應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火。

    正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。該鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，其綜合力學(xué)性能要優(yōu)化于其他中碳結(jié)構(gòu)鋼，但該鋼淬透性較低，水中臨界淬透直徑為12~17mm，水淬時有開裂傾向。當(dāng)直徑大于80mm時，經(jīng)調(diào)質(zhì)或正火后，其力學(xué)性能相近，對中、小型模具零件進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理后可獲得較高的強(qiáng)度和韌性，而大型零件，則以正火處理為宜，所以，此鋼通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用。

液相線溫度

    1495℃左右，碳含量0.42~0.50%。

    參考對應(yīng)鋼號：中國GB標(biāo)準(zhǔn)鋼號45；日本JIS標(biāo)準(zhǔn)鋼號S45C/S48C；德國DIN標(biāo)準(zhǔn)材料鋼號1.0503；德國DIN標(biāo)準(zhǔn)鋼號C45；英國BS標(biāo)準(zhǔn)鋼號IC45/080A47；法國AFNOR標(biāo)準(zhǔn)鋼號CC45；法國NF標(biāo)準(zhǔn)鋼號C45；意大利UNI標(biāo)準(zhǔn)鋼號C45；比利時NBN標(biāo)準(zhǔn)鋼號C45-1；瑞典SS標(biāo)準(zhǔn)鋼號1650；西班牙標(biāo)準(zhǔn)鋼號F.114；美國AISI/SAE標(biāo)準(zhǔn)鋼號1045；國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO標(biāo)準(zhǔn)鋼號C45E4。

45號鋼化學(xué)成分

    主要成分為 Fe（鐵元素），且含有以下少量元素：

    C：0.42~0.50%

    Si：0.17~0.37%

    Mn：0.50~0.80%

    P： ≤0.040%

    S： ≤0.045%

    Cr：≤0.25%

    Ni：≤0.25%

    Cu：≤0.25%

密度7.85g/cm3，彈性模量210GPa，泊松比0.269。

45號鋼處理方法

熱處理

    推薦熱處理溫度：正火850，淬火840，回火600。

    45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工，模具中常用來做模板，梢子，導(dǎo)柱等，但須熱處理。

    1. 45號鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達(dá)HRC62)為合格。

    實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58)。

    2.45號鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。

滲碳處理

    一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件，其耐磨性比調(diào)質(zhì)+表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2%，芯部一般在0.1－－0.25%（特殊情況下采用0.35%）。經(jīng)熱處理后，表面可以獲得很高的硬度(HRC58－－62)，芯部硬度低，耐沖擊。

    如果用45號鋼滲碳，淬火后芯部會出現(xiàn)硬脆的馬氏體，失去滲碳處理的優(yōu)點(diǎn)。采用滲碳工藝的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部強(qiáng)度已經(jīng)可以達(dá)到很高，應(yīng)用上不多見。0.35%從來沒見過實(shí)例，只在教科書里有介紹。可以采用調(diào)質(zhì)+高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。

加工處理規(guī)范

    冷壓毛胚軟化處理規(guī)范：溫度740~760℃，保溫時間4~6h，以50~100℃/h的冷速，隨爐降至溫度≤600℃，出爐空冷，處理前硬度≤197HBS，處理后硬度≤156HBS。

    正火規(guī)范：正火溫度850-870℃，正火后硬度170-217HBS。

    調(diào)質(zhì)處理規(guī)范：淬火溫度840±10℃，水冷淬火；回火溫度600±10℃，出爐空冷。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)中

    GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的45鋼推薦熱處理溫度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火，達(dá)到的性能為屈服強(qiáng)度≥355MPa

GB/T699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度≥600MPa，屈服強(qiáng)度≥355MPa，伸長率≥16%，斷面收縮率≥40%，沖擊功為39J。

45鋼處理要求

    45鋼調(diào)質(zhì)硬度在HRC20~HRC30之間；

    45鋼淬火硬度在HRC55~58之間,極限值可達(dá)HRC62；

    45號鋼要放置15-20天才能使用,是因?yàn)橐M(jìn)行時效處理,使鋼的性能穩(wěn)定下來，實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。

    45號鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼，硬度不高易切削加工，模具中常用來做模板，梢子，導(dǎo)柱等，但須熱處理 。

    1. 45鋼淬火后沒有回火之前，硬度大于HRC55（最高可達(dá)HRC62）為合格。

    實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。

    2. 45鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。

    調(diào)質(zhì)處理后零件具有良好的綜合機(jī)械性能，廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨?？捎谜{(diào)質(zhì)+表面淬火提高零件表面硬度。

45號鋼用途

軸類零件特點(diǎn)

    軸類零件是機(jī)器中經(jīng)常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉(zhuǎn)體零件，其長度大于直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內(nèi)孔和螺紋及相應(yīng)的端面所組成。根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。

    軸的長徑比小于5的稱為短軸，大于20的稱為細(xì)長軸，大多數(shù)軸介于兩者之間。

    軸用軸承支承，與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準(zhǔn)，它們的精度和表面質(zhì)量一般要求較高，其技術(shù)要求一般根據(jù)軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項(xiàng)：

    （一）尺寸精度 起支承作用的軸頸為了確定軸的位置，通常對其尺寸精度要求較高(IT5～IT7)。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6～IT9)。

    （二）幾何形狀精度 軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等，一般應(yīng)將其公差限制在尺寸公差范圍內(nèi)。對精度要求較高的內(nèi)外圓表面，應(yīng)在圖紙上標(biāo)注其允許偏差。

    （三）相互位置精度 軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機(jī)械中的位置和功用決定的。通常應(yīng)保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求，否則會影響傳動件（齒輪等）的傳動精度，并產(chǎn)生噪聲。普通精度的軸，其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01～0.03mm,高精度軸（如主軸）通常為0.001～0.005mm。

    （四）表面粗糙度 一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5～0.63μm,與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63～0.16μm。

毛坯和材料

    （一）軸類零件的毛坯 軸類零件可根據(jù)使用要求、生產(chǎn)類型、設(shè)備條件及結(jié)構(gòu)，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對于外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對于外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節(jié)約材料又減少機(jī)械加工的工作量，還可改善機(jī)械性能。

    根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產(chǎn)多采用自由鍛，大批大量生產(chǎn)時采用模鍛。

    （二）軸類零件的材料 軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。

    45鋼是軸類零件的常用材料，它價格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)45～52HRC。

    40Cr等合金結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，這類鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和淬火后，具有較好的綜合機(jī)械性能。

    軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn,經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面高頻淬火后，表面硬度可達(dá)50～58HRC,并具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可制造較高精度的軸。

    精密機(jī)床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標(biāo)鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐沖擊韌性好。與滲碳淬火鋼比較，它有熱處理變形很小，硬度更高的特性。

    45號鋼廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能并不好， 45號鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發(fā)揮45#鋼優(yōu)越的機(jī)械性能，常將45#鋼表面淬火（高頻淬火或者直接淬火），這樣就能得到需要的表面硬度。

    注：直徑為8―12mm的45號鋼淬火時容易產(chǎn)生裂紋，這是一個較為復(fù)雜的問題。采取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動，或者采用油冷，可避免出現(xiàn)裂紋。

在模具修補(bǔ)領(lǐng)域

    45號鋼所針對的模具焊材型號為：CMC-E45

    它是唯一接合性較好之中硬度鋼焊條，適用于空冷鋼、鑄鋼：如ICD5、7CrSiMnMoV…等等。汽車板金覆蓋件模具及大型五金板金沖壓模具之拉延、拉伸部位修補(bǔ)，也可用于硬面制作。

    另外在使用時也有一些需要注意的：

    1. 于潮濕場地施工前，焊條先以150-200°C烘干30-50分鐘。

    2. 通常施以200°C以上預(yù)熱，焊接后空冷，可能的話最好實(shí)施應(yīng)力消除。

    3. 需多層堆焊處，以CMC-E30N打底，可得到較好的焊接效果。

    硬度 HRC 48-52

    主要成份 Cr Si Mn C

    適用電流范圍：

    直徑及長度m/m 3.2*350mm 4.0*350mm

    電流范圍(Amp) 70-100 130-150

45號鋼力學(xué)性能

    正火：850 ??；

    淬火：840 ??；

    回火：600 ??；

    抗拉強(qiáng)度：不小于600Mpa ??；

    屈服強(qiáng)度：不小于355Mpa ??；

    伸長率：16 % ??；

    收縮率：40% 　；

    沖擊功：39J ??；

    鋼材交貨狀態(tài)硬度：

    熱軋鋼：≤229HB

    退火鋼：≤197HB

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