1、45 钢与 40Cr、40CrMo 有的区别45 钢的标准读法应该叫“四五钢”，而不是四十五号钢。 40Cr 这种材料的含碳量为 0.37%0.44% ，比 45 钢（0.42%0.50%）略低，Si、Mn 的含量相当，含Cr0.80%1.10%。 在热轧供货的情况下，这 1%的 Cr 基本不起作用，它俩的力学性能大体相当。由于 40Cr 的价格比 45 钢贵一半左右，所以出于经济性的考虑能用 45 钢的就不用 40Cr。 平常分类 45 钢属于 GB699“（优质）碳素结构钢 ”，40Cr 属于 GB3077“合金结构钢”。区别就在于热处理以后。Cr在热处理中的主要作用是提高钢的淬透性。由于
2、淬透性提高，淬火（或调质）处理后 40Cr 的强度、硬度、冲击韧性等机械性能也明显比 45 钢高，但也是由于淬透性强，在淬火时 40Cr 的内应力也就比 45 钢大，同样的条件下40Cr 材料的工件开裂倾向也就比 45 钢材料的工件大。因此为避免工件开裂，40Cr 淬火时大多选用导热性较低的油作为淬火介质（有时也用双液淬火法，俗话叫水淬油冷） ，而 45 刚则用导热性较高的水作为淬火介质。 当然，水和油的选择也不是绝对的，和工件的形状也有密切关系。形状简单的 40Cr 零件也可以使用水淬，而形状复杂的 45 钢零件也许就得使用油淬甚至盐浴1 45 为优质碳素结构钢，碳含量为 0.42-0.50
3、%，抗拉强度为 610MPa，屈服点为 360MPa；用于一般轴类零件。2 40Cr 为合金结构钢，碳含量为 0.37-0.45%，含铬 0.8-1.1%，抗拉强度为 1000MPa，屈服点为 800MPa；用于负荷较大的受力件。3 42CrMo（无 40CrMo）为合金结构钢，碳含量为 0.38-0.45%，含铬 0.9-1.2%，含钼 0.15-0.25%，抗拉强度为1100MPa，屈服点为 950MPa。用负荷较大，要求可靠性较高的零部件。三维45 钢为优质碳素结构钢，常用于要求不高的普通零件。如盖体，齿轮，轴，销，通常需淬火提高其硬度。三维网技术论坛 8 # |7 3 n) J6 $
4、X. C( J40Cr 与 40CrMo 常用于模具制造，其各自硬度及耐磨性都较好。但加入 Mo 后其脆性也提高了。锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰 0.300.50%。在碳素钢中加入 0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如 16Mn 钢比 A3 屈服点高 40%。含锰 1114%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。 三维网技术论坛( y0 D2 4 G6 F) _铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨
5、性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。45 号钢 3 c$ C% b“ g6 M45 号钢,是 GB 中的叫法,JIS 中称为:S45C,ASTM 中称为 1045,080M46,DIN 称为:C45 . v0 | N+ x4 w. N45 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 。三维网技术论坛; M% 4 p( t! ?* z( 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 HRC4246。所以如果需要表面硬度，又希
6、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。 三维网技术论坛 5 E( r# b5 S) g1. 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） 。 * c* M6 C9 n5 z9 M V3 F 坛 4 X O7 n7 b2 U2. 45 号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。 0 T3 F! z9 g3 |3 K5 ?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。
7、可用调质表面淬火提高零件表面硬度。 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0.81.2 ，芯部一般在 0.10.25（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（HRC5862） ，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 标准规定的 45 钢推荐热处理制度为 85
8、0正火、840淬火、600回火，达到的性能为屈服强度355MPaGB/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一、轴类零件的功用、结构特点及技术要求 6 / x, W/ v! u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。轴的长径比小于 5 的称为短轴，大于 20 的称为细长轴，大多数轴介于两
9、者之间。三维网技术论坛 9 Q6 T2 f7 e. w3 B% D T9 | M9 E三维网技术论坛 1 Z“ D v+ O% n9 a0 u+ ! ?+ G(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。1 W3 S% t. G“ Y! G8 h45 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 4552HRC。* T8 M1 I# ( I) m, ! w( A40Cr 等合金结构钢适用于中
10、等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。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 5058HRC ，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。精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用 38CrMoAIA 氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后，不仅能获得很高的表面硬度，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较，它有热处理变形很小，硬度更高的特性。40Cr（1）特性 中碳调制钢，冷镦模具钢。该钢价格适中，加工容易，经适当的热处理以后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性。正火可促进组织球化，改进
11、硬度小于 160HBS 毛坯的切削性能。在温度 550570进行回火，该钢具有最佳的综合力学性能。该钢的淬透性高于 45 钢，适合于高频淬火，火焰淬火等表面硬化处理等。 三维|cad|机械|汽车|技术|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa5 / Y9 ( h8 Z b2 h X% w3 U2 b8 t（2） 供货状态及硬度 退火态，硬度207HBS。 三维网技术论坛: z% 3 % u M（3）标准 GB/T 3077-1999 钢的化学成分 （质量分数，% ）C 0.370.44、Si 0.170.37、Mn 0.500.80、C
12、r0.801.10、Ni0.30。) p1 x! A0 B! 7 j+ z（4）参考对应钢号 我国 GB 的标准钢号是 40Cr、德国 DIN 标准材料编号 1.17035/1.7045、德国 DIN 标准钢号41Cr4/42Gr4、英国 EN 标准钢号 18、英国 BS 标准钢号 41Cr4、法国 AFNOR 标准钢号 42C4、法国 NF 标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利 UNI 标准钢号 41Cr4、比利时 NBN 标准钢号 42Cr4、瑞典 SS 标准钢号 2245、美国AISI/SAE/ASTM 标准钢号 5140、日本 JIS 标准钢号 SCr440(H)/SCr440、美国
13、 AISI/SAE/ASTM 标准钢号 5140、国际标准化组织 ISO 标准钢号 41Cr4。（5）临界点温度 （近似值） Acm=780三维网技术论坛+ ?3 E, G% H% U T6 d |1 b硫 S ：允许残余含量0.035 三维网技术论坛 5 B# u m4 E+ ( v. K5 L0 N5 磷 P ：允许残余含量 0.035 铬 Cr：0.901.20 三维网技术论坛 4 E6 f7 - t4 s4 h7 r镍 Ni：允许残余含量0.030 铜 Cu：允许残余含量0.030 钼 Mo：0.15 0.25 力学性能： 抗拉强度 b (MPa)：1080(110) 屈服强度 s (
14、MPa)：930(95) K7 I. F) t硬度 ：217HB 试样尺寸：试样毛坯尺寸为 25mm 热处理规范及金相组织： 回火 560,水冷、油冷。 三维网技术论坛; b0 m- M8 Q d. k交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。-1、 45 钢 的 调 质 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
15、 用 。 45 钢 淬 火 温 度 在 A3+(3050) ， 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
16、 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
17、 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
18、 达 到 HRC5659， 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 560600 ， 硬 度 要 求 为 HRC2234。 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
19、 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
20、 时 以 上 。 2、 40Cr 钢 的 调 质 处 理 Cr 能 增 加 钢 的 淬 透 性 ， 提 高 钢 的 强 度 和 回 火 稳 定 性 ， 具 有 优 良 的 机械 性 能 。 截 面 尺 寸 大 或 重 要 的 调 质 工 件 ， 应 采 用 Cr 钢 。 但 Cr 钢 有 第 二 类 回 火 脆 性 。 40Cr 工 件 调 质 的 淬 回 火 ， 各 种 参 数 工 艺 卡 片 都 有 规 定 ， 我 们 在 实 际 操 作 中 体 会 是 ： （ 一 ） 40Cr 工 件 淬 火 后 应 采 用 油 冷 ， 40Cr 钢 的 淬 透 性 较 好 ， 在 油 中 冷 却 能
21、淬 硬 ， 而 且 工 件的 变 形 、 开 裂 倾 向 小 。 但 是 小 型 企 业 在 供 油 紧 张 的 情 况 下 ， 对 形 状 不 复 杂 的 工 件 ， 可 以 在 水 中 淬火 ， 并 未 发 现 开 裂 ， 只 是 操 作 者 要 凭 经 验 严 格 掌 握 入 水 、 出 水 的 温 度 。 （ 二 ） 40Cr 工 件 调 质 后 硬 度 仍 然 偏 高 ， 第 二 次 回 火 温 度 就 要 增 加 2050 ， 不 然 ， 硬 度 降低 困 难 。 （ 三 ） 40Cr 工 件 高 温 回 火 后 ， 形 状 复 杂 的 在 油 中 冷 却 ， 简 单 的 在 水
22、中 冷 却 ， 目 的 是 避 免 第 二类 回 火 脆 性 的 影 响 。 回 火 快 冷 后 的 工 件 ， 必 要 时 再 施 以 消 除 应 力 处 理 。 三 影 响 调 质 工 件 的 质 量 ，操 作 工 的 水 平 是 个 重 要 因 素 ， 同 时 ， 还 有 设 备 、 材 料 和 调 质 前 加 工 等 多 方 面 的 原 因 ， 我 们 认 为 ： （ 一 ） 工 件 从 加 热 炉 转 移 到 冷 却 槽 速 度 缓 慢 ， 工 件 入 水 的 温 度 已 降 到 低 于 Ar3 临 界 点 ， 产 生 部分 分 解 ， 工 件 得 到 不 完 全 淬 火 组 织 ，
23、 达 不 到 硬 度 要 求 。 所 以 小 零 件 冷 却 液 要 讲 究 速 度 ， 大 工 件 予冷 要 掌 握 时 间 。 （ 二 ） 工 件 装 炉 量 要 合 理 ， 以 12 层 为 宜 ， 工 件 相 互 重 叠 造 成 加 热 不 均 匀 ， 导致 硬 度 不 匀 。 （ 三 ） 工 件 入 水 排 列 应 保 持 一 定 距 离 ， 过 密 使 工 件 近 处 蒸 气 膜 破 裂 受 阻 ， 造 成 工件 接 近 面 硬 度 偏 低 。 （ 四 ） 开 炉 淬 火 ， 不 能 一 口 气 淬 完 ， 应 视 炉 温 下 降 程 度 ， 中 途 闭 炉 重 新 升温 ， 以
24、便 前 后 工 件 淬 后 硬 度 一 致 。 （ 五 ） 要 注 意 冷 却 液 的 温 度 ， 10%盐 水 的 温 度 如 高 于 60 ，不 能 使 用 。 冷 却 液 不 能 有 油 污 、 泥 浆 等 杂 质 ， 不 然 ， 会 出 现 硬 度 不 足 或 不 均 匀 现 象 。 （ 六 ）未 经 加 工 毛 坯 调 质 ， 硬 度 不 会 均 匀 ， 如 要 得 到 好 的 调 质 质 量 ， 毛 坯 应 粗 车 ， 棒 料 要 锻 打 。 （ 七 ） 严 把 质 量 关 ， 淬 火 后 硬 度 偏 低 13 个 单 位 ， 可 以 调 整 回 火 温 度 来 达 到 硬 度 要 求 。 但 淬 火 后工 件 硬 度 过 低 ， 有 的 甚 至 只 有 HRC2535， 必 须 重 新 淬 火 ， 绝 不 能 只 施 以 中 温 或 低 温 回 火 以 达 到图 纸 要 求 完 事 ， 不 然 ， 失 去 了 调 质 的 意 义 ， 并 有 可 能 产 生 严 重 的 后 果 。
