45号钢抗拉强度
什么是45号钢？
在大学的时候我们就学过，45#钢指45钢；45钢是GB中的叫法，也叫“油钢”。是一种优质的碳素结构钢，市场现货热轧居多；1.0~4.0mm（毫米）之间。该钢冷塑性一般，退火、正火比调质时要稍好，具有较高的强度和较好的切削加工性。那现在我们要认真的学习一下45号钢的具体含义和用途。
在金属铸造，冶金，钢管行业中，都要对他们的产品进行物理、化学、金相等试验，试验的产品材质大多是45#钢，那么什么是45#钢那？它都有那些特性呢？45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C45 。国内常叫45号钢，也有叫“油钢”。一般，市场现货热轧居多。冷轧规格1.0~4.0mm之间。
一、液相线温度[A1] 1495℃左右，碳含量0.42~0.50%。
二、化学成分
含碳（C）量是0.42~0.50%，Si含量为0.17~0.37%，Mn含量0.50~0.80%，Cr含量≤0.25%，Ni含量≤0.30%。， Cu含量≤0.25%。
密度ρ=7.85g/cm3，弹性模量E=210GPa，泊松比μ=0.31.
三、处理方法
1.热处理
推荐热处理温度：正火850，淬火840，回火600.
（机械中的四把火）[A2]
45号钢为 优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 45号钢管 ,梢子,导柱等,但须热处理。
1.45号钢淬火后没有回火之前，硬度大于HRC55（最高可达HRC62）为合格。
实际应用的最高硬度为HRC55（高频淬火HRC58）。
（机械中的三种硬度表示方法[布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度]）[A3] [A4] [A5]
2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。
调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。
3.渗碳处理
一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件，其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2%，芯部一般在0.1－－0.25%（特殊情况下采用0.35%）。经热处理后，表面可以获得很高的硬度（HRC58－－62），芯部硬度低，耐冲击。
如果用45号钢渗碳，淬火后芯部会出现硬脆的马氏体，失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部强度已经可以达到很高，应用上不多见。0.35%从来没见过实例，只在教科书里有介绍。可以采用调质+高频表面淬火的工艺，耐磨性较渗碳略差。
GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16%，断面收缩率为40%，冲击功为39J
四、用途
1.轴类零件的功用、结构特点及技术要求
轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶梯轴、空心轴和曲轴等。
轴的长径比（长径比是指对于柱形物体，其长度与直径的比值。）小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。
轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。轴颈是轴的装配基准，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的主要功用和工作条件制定，通常有以下几项：
(一)尺寸精度 起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较高（IT5～IT7）。装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低（IT6～IT9）。
(二)几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈[A6] 、外锥面、莫氏锥孔[A7] 等的圆度、圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。对精度要求较高的内外圆表面，应在图纸上标注其允许偏差。
莫氏锥面示意图
(三)相互位置精度 轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定的。通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件（齿轮等）的传动精度，并产生噪声。普通精度的轴，其配合轴段对支承轴颈的径向跳动一般为0.01～0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为0.001～0.005mm。
(四)表面粗糙度 一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为Ra2.5～0.63μm，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为Ra0.63～0.16μm。
2.轴类零件的毛坯和材料
(一)轴类零件的毛坯 轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴，一般以棒料为主；而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴，常选用锻件，这样既节约材料又减少机械加工的工作量，还可改善机械性能。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和模锻[A8] 两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生产时采用模锻。
二)轴类零件的材料 轴类零件应根据不同的工作条件和使用 要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范（如调质、正火、淬火等），以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料，它价格便宜经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45～52HRC。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50～58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。
45号钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45#钢优越的机械性能，常将45#钢表面淬火(高频淬火或者直接淬火)，这样就能得到需要的表面硬度。
国 家 中国牌 号 45 编号UNS 标准号 GB 699-88
化学成分(%)0.42-0.50C,0.17-0.37Si,0.50-0.80Mn,0.035P,0.035S,0.25Ni,0.25Cr,0.25Cu
形 态 锭、坯、条、管、板、带 状 态 不热处理、退火、正火、高温回火
抗拉强度Mpa 600 屈服强度Mpa355 伸长率% 16
3.在模具修补领域
45号钢所针对的模具焊材型号为：CMC-E45
45号钢焊条它是唯一接合性较好之中硬度钢焊条，适用于空冷钢、铸钢：如ICD5、7CrSiMnMoV…等等。汽车板金覆盖件模具及大型五金板金冲压模具之拉延、拉伸部位修补，也可用于硬面制作。
另外在使用时也有一些需要注意的：
1. 于潮湿场地施工前，焊条先以150-200°C烘干30-50分钟。
2. 通常施以200°C以上预热，焊接后空冷，可能的话最好实施应力消除。
3. 需多层堆焊处，以CMC-E30N打底，可得到较好的焊接效果。
硬度 HRC 48-52
主要成份 Cr Si Mn C
适用电流范围：
直径及长度m/m 3.2*350mm4.0*350mm
电流范围（Amp） 70-100130-150
五、力学性能
正火：850 淬（zhan） 火：840 回火：600 抗拉强度：不小于600Mpa 屈服强度：不小于355Mpa 伸长率：16% 收缩率：40% 冲击功：39J 钢材交货状态硬度：不大于未热处理：229HBS 退火钢：197HBS
45号钢优缺点比较
45号钢为 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 。
45＃钢广泛用于机械制造，这种钢的机械性能很好。但是这是一种中碳钢，淬火性能并不好， 45号钢可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望发挥45＃钢优越的机械性能，常将45＃钢表面渗碳淬火，这样就能得到需要的表面硬度。
45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45钢淬火温度在A3+(30~50)℃，在实际操作中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。
因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷(如能油冷更好)。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。
45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。
45钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高;而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。
[A1]https://baike.baidu.com/item/%E6%B6%B2%E7%9B%B8%E7%BA%BF%E6%B8%A9%E5%BA%A6/10565051?fr=aladdin
液相线温度（又称初晶温度）是铝电解体系的一个重要的性质，它与铝电解操作温度有直接的关系。电解质温度对于稳定的生产非常重要。工业实践证明，当电解质温度降低10℃，电流效率可提高2%。熔体的温度过高或过低，都将影响冶金生产作业的正常进行，及时检测和控制熔体的温度，是保证冶金生产正常作业的重要条件之一。
[A2]退火 正火淬火 回火
1、退火 将金属缓慢加热到一定温度，保bai持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。http://baike.baidu.com/view/57271.htm
2、正火 正火是将工件加热至Ac3或Accm以上30~50℃，保温一段时间后从炉中取出在空气中冷却的金属热处理工艺。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火
http://baike.baidu.com/view/57330.htm
3、淬火 淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
http://baike.baidu.com/view/63818.htm
4、回火 作用在于：①提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。②消除内应力，以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。③调整钢铁的力学性能以满足使用要求。
http://baike.baidu.com/view/145442.htm
[A3]常用的有三种：
1、布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示（HBSHBW）（参du照GB/T231－1984）,生产中常用布氏硬度法测定经退火、正火和调质的钢件以及铸铁、有色金属、低合金结构钢等毛胚或半成品的硬度.
2、洛氏硬度可分为HRA、HRB、HRC、HRD四种,它们的测量范围和应用范围也不同.一般生产中HRC用得最多.压痕较小,可测较薄的材料和硬的材料和成品件的硬度.
3、维氏硬度以HV表示（参照GB/T4340-1999）,测量极薄试样.
[A4]
[A5]
[A6]轴颈一般是轴上用来安装轴承的地方。指轴上同一直径的一段轴或直径不等但形成的外圆表面是均匀连续的圆柱面，外圆表面必须是均匀连续的，不能有轴肩或凹槽断开。
[A7]莫氏锥度是一个锥度的国际标准，用于静配合以精确定位。由于锥度很小，利用摩擦力的原理，可以传递一定的扭矩，又因为是锥度配合，所以可以方便的拆卸。在同一锥度的一定范围内,工件可以自由的拆装,同时在工作时又不会影响到使用效果,比如钻孔的锥柄钻，如果使用中需要拆卸钻头磨削，拆卸后重新装上不会影响钻头的中心位置。
[A8]自由锻：是利用冲击力或du压力使金属在上、下两个抵铁之间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。在重型机械中，自由锻是生产大型锻件和特大型锻件成型的方法。
模锻：在压力或冲击力作用下，金属坯料在锻模模膛内变形，从而获得锻件的工艺方法。此法生产的锻件尺寸精确、加工余量较小，结构也可较复杂，生产率高。
附录、
胎膜锻
胎模锻是在自由锻设备上使用胎模生产模锻件的工艺方法一般采用自由锻方法制坯，然后在胎模中成型。
特点
锻造方法，其特征在于，其包括锻造抽孔、置入蜡条、模压成型及热化工序，所述锻造抽孔工序是将实心棒抽拉成无接缝的中空管件；置入蜡条工序是将与中空管件内径对应的蜡条塞入中空管件的内部；模压成型工序是将置有蜡条的中空管件置入上模与下模之间，该上模与下模的模穴分别设有相对应的凹凸形状的造型，当上模与下模压合后，可在管件周缘形成补强肋；热化工序是将经过模压成型。
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