45鋼

常用中碳調質結構鋼。該鋼冷塑性一般，退火、正火比調質時要稍好，具有較高的強度和較好的切削加工性，經適當的熱處理以後可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性，材料來源方便。適合於氫焊和氬弧焊，不太適合於氣焊。焊前需預熱，焊后應進行去應力退火。

正火可改善硬度小於160HBS毛坯的切削性能。該鋼經調質處理后，其綜合力學性能要優化於其他中碳結構鋼，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。當直徑大於80mm時，經調質或正火后，其力學性能相近，對中、小型模具零件進行調質處理后可獲得較高的強度和韌性，而大型零件，則以正火處理為宜，所以，此鋼通常在調質或正火狀態下使用。

液相線溫度

1495℃左右，碳含量0.42~0.50%。

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

力學性能

正火：850 ；

淬火：840 ；

回火：600 ；

抗拉強度：不小於600Mpa ；

屈服強度：不小於355Mpa ；

伸長率：16 % ；

收縮率：40% ；

衝擊功：39J ；

鋼材交貨狀態硬度：

熱軋鋼：≤229HB

退火鋼：≤197HB

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： ≤0.035%

S： ≤0.035%

Cr：≤0.25%

Ni：≤0.25%

Cu：≤0.25%

密度7.85g/cm3，彈性模量210GPa，泊松比0.269。

熱處理

推薦熱處理溫度：正火850，淬火840，回火600。

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

實際應用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58)。

2.45號鋼不要採用滲碳淬火的熱處理工藝。

滲碳處理

一般用於表面耐磨、芯部耐衝擊的重載零件，其耐磨性比調質+表面淬火高。其表面含碳量0.8－－1.2%，芯部一般在0.1－－0.25%（特殊情況下採用0.35%）。經熱處理后，表面可以獲得很高的硬度(HRC58－－62)，芯部硬度低，耐衝擊。

如果用45號鋼滲碳，淬火后芯部會出現硬脆的馬氏體，失去滲碳處理的優點。採用滲碳工藝的材料，含碳量都不高，到0.30%芯部強度已經可以達到很高，應用上不多見。0.35%從來沒見過實例，只在教科書里有介紹。可以採用調質+高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。

加工處理規範

冷壓毛坯軟化處理規範：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。

正火規範：正火溫度850-870℃，正火后硬度170-217HBS。

調質處理規範：淬火溫度840±10℃，水冷淬火；回火溫度600±10℃，出爐空冷。

執行標準中

GB/T699-1999標準規定的45鋼推薦熱處理溫度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火，達到的性能為屈服強度≥355MPa

GB/T699-1999標準規定45鋼抗拉強度≥600MPa，屈服強度≥355MPa，伸長率≥16%，斷面收縮率≥40%，衝擊功為39J。

45鋼調質硬度在HRC20~HRC30之間；

45鋼淬火硬度在HRC55~58之間，極限值可達HRC62；

45鋼要放置15-20天才能使用，是因為要進行時效處理，使鋼的性能穩定下來，

實際應用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。

45鋼為優質碳素結構用鋼，硬度不高易切削加工，模具中常用來做模板，梢子，導柱等，但須熱處理。

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

實際應用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。

2. 45鋼不要採用滲碳淬火的熱處理工藝。

調質處理后零件具有良好的綜合機械性能，廣泛應用於各種重要的結構零件，特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。但表面硬度較低，不耐磨。可用調質+表面淬火提高零件表面硬度。

軸類零件特點

軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件，傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件，其長度大於直徑，一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端面所組成。根據結構形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。

軸的長徑比小於5的稱為短軸，大於20的稱為細長軸，大多數軸介於兩者之間。

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，它們的精度和表面質量一般要求較高，其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定，通常有以下幾項：

（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，一般應將其公差限制在尺寸公差範圍內。對精度要求較高的內外圓表面，應在圖紙上標註其允許偏差。

（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械中的位置和功用決定的。通常應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，併產生雜訊。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 軸類零件可根據使用要求、生產類型、設備條件及結構，選用棒料、鍛件等毛坯形式。對於外圓直徑相差不大的軸，一般以棒料為主；而對於外圓直徑相差大的階梯軸或重要的軸，常選用鍛件，這樣既節約材料又減少機械加工的工作量，還可改善機械性能。

根據生產規模的不同，毛坯的鍛造方式有自由鍛和模鍛兩種。中小批生產多採用自由鍛，大批大量生產時採用模鍛。（二）軸類零件的材料 軸類零件應根據不同的工作條件和使用要求選用不同的材料並採用不同的熱處理規範（如調質、正火、淬火等），以獲得一定的強度、韌性和耐磨性。

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

40Cr等合金結構鋼適用於中等精度而轉速較高的軸類零件，這類鋼經調質和淬火后，具有較好的綜合機械性能。

軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn,經調質和表面高頻淬火后，表面硬度可達50～58HRC,並具有較高的耐疲勞性能和較好的耐磨性能，可製造較高精度的軸。

精密機床的主軸（例如磨床砂輪軸、坐標鏜床主軸）可選用38CrMoAIA氮化鋼。這種鋼經調質和表面氮化后，不僅能獲得很高的表面硬度，而且能保持較軟的芯部，因此耐衝擊韌性好。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號鋼廣泛用於機械製造，這種鋼的機械性能很好。但是這是一種中碳鋼，淬火性能並不好， 45號鋼可以淬硬至HRC42~46。所以如果需要表面硬度，又希望發揮45#鋼優越的機械性能，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。

註：直徑為8―12mm的45號鋼淬火時容易產生裂紋，這是一個較為複雜的問題。採取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動，或者採用油冷，可避免出現裂紋。

在模具修補領域

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，適用於空冷鋼、鑄鋼：如ICD5、7CrSiMnMoV…等等。汽車鈑金覆蓋件模具及大型五金鈑金衝壓模具之拉延、拉伸部位修補，也可用於硬面製作。

另外在使用時也有一些需要注意的：

1. 於潮濕場地施工前，焊條先以150-200°C烘乾30-50分鐘。

2. 通常施以200°C以上預熱，焊接后空冷，可能的話最好實施應力消除。

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

適用電流範圍：

直徑及長度m/m 3.2*350mm 4.0*350mm

電流範圍(Amp) 70-100 130-150

σb\Mpa:≥600

σs\Mpa:≥355

δ5\%:≥16

ψ\%:≥40

硬度\HB:≤197

GB/T699-1999標準規定的45鋼推薦熱處理制度為850℃正火、840℃淬火、600℃回火，達到的性能為屈服強度≥355MPa

GB/T699-1999標準規定45鋼抗拉強度為600MPa，屈服強度為355MPa，伸長率為16%，斷面收縮率為40%調製處理硬度規格尺寸

45#（號）鋼和40Cr鋼調質的熱處理工藝

調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理，其目的是使工件具有良好的綜合機械性能。

調質鋼有碳素調質鋼和合金調質鋼二大類，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量控制比較嚴格。如果含碳量過高，調質后工件的強度雖高，但韌性不夠，如含碳量過低，韌性提高而強度不足。為使調質件得到好的綜合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。

調質淬火時，要求工件整個截面淬透，使工件得到以細針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。小型工廠不可能每爐搞金相分析，一般只作硬度測試，這就是說，淬火后的硬度必須達到該材料的淬火硬度，回火后硬度按圖要求來檢查。

工件調質處理的操作，必須嚴格按工藝文件執行，我們只是對操作過程中如何實施工藝提些看法。

1、 45號鋼的調質

45號鋼是中碳結構鋼，冷熱加工性能都不錯，機械性能較好，且價格低、來源廣，所以應用廣泛。它的最大弱點是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜採用。

45號鋼淬火溫度在A3+(30~50) ℃，在實際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時間。如果實際裝爐量大，就需適當延長保溫時間。不然，可能會出現因加熱不均勻造成硬度不足的現象。但保溫時間過長，也會也出現晶粒粗大，氧化脫碳嚴重的弊病，影響淬火質量。我們認為，如裝爐量大於工藝文件的規定，加熱保溫時間需延長1/5。

因為45號鋼淬透性低，故應採用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后，應該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開裂，這是因為當工件冷卻到180℃左右時，奧氏體迅速轉變為馬氏體造成過大的組織應力所致。因此，當淬火工件快冷到該溫度區域，就應採取緩冷的方法。由於出水溫度難以掌握，須憑經驗操作，當水中的工件抖動停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜動不宜靜，應按照工件的幾何形狀，作規則運動。靜止的冷卻介質加上靜止的工件，導致硬度不均勻，應力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。

45號鋼調質件淬火后的硬度應該達到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低於HRC48，不然，就說明工件未得到完全淬火，組織中可能出現索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過回火，仍然保留在基體中，達不到調質的目的。

45號鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560~600℃，硬度要求為HRC22~34。因為調質的目的是得到綜合機械性能，所以硬度範圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調整回火溫度，以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調質后還要進行銑、插加工，硬度要求就低些。關於回火保溫時間，視硬度要求和工件大小而定，我們認為，回火后的硬度取決於回火溫度，與回火時間關係不大，但必須回透，一般工件回火保溫時間總在一小時以上。

1. 常通過用砂輪磨，看火花，花白的是高碳鋼，如45號鋼，花紅的是A3鋼。

2. 45鋼和Q235的材料在石頭上磨一磨，容易磨掉的就是Q235。

3. 用鎚子敲一下,45鋼的痕比Q235(A3)的痕迹淺得多，因為Q235比45鋼軟得多。