摘要：本文研究了预备热处理对45钢亚温淬火性能的影响，45钢在810℃淬火，630℃回火情况下进行850℃正火处理。45钢的力学性能包括拉伸、冲击、硬度以及金相组织进行研究，结果表明进行正火预备热处理后，45钢晶粒更加均匀细化，强度以及冲击性能均有提高，特别是性能更加均匀稳定，获得了更好的力学性能。
关键词：45钢；预备热处理；亚温淬火；力学性能
0 引言
45钢性价比较高，是一种优质结构用钢，故应用范围非常广泛。特别是在核电方面，45钢被广泛应用于各类基础零件，在二代核电、三代核电中被广泛应用于各类紧固件制造，核电中对45钢材料的强度冲击韧性要求很高，特别是稳定性均匀性要求。现阶段对于45钢亚温淬火的研究仅是针对一些小试样，核电中往往会用到较大规格材料，一般有效厚度均在60以上。近几年，通过改变热处理工艺提升45钢的性能，这方面研究已经有了很大进展，同时也出现了很多新的工艺和成果。本文通过预备热处理工艺，来研究预备热处理工艺对45钢组织及性能的影响。
1 试验材料及方法
1.1 试验材料
本次研究笔者选用的核电用45钢，原始状态为锻造成型后空冷，其化学成分满足表2要求。45钢试样2组，编号8448#。
1.2 试验检测设备
加热设备：坩埚电阻炉；化学成分检测：光谱分析仪；强度性能检测设备：CMT-5105电子万能试验机；冲击性能检测设备：全自动低温冲击试验机；硬度性能检测设备：HB-3000硬度试验机。金相组织观察设备：金相预磨机，MP-1B抛光机，吹风机，棉球，XJB-1金相显微镜。
1.3 试验方法
将编号8448#钢锭分为足够试验用的两份，分别为8448#-1，8448#-2两组试样。其有效厚度相同，均为60mm。其热处理状态如表2所示
表2：8448#钢锭热处理状态
然后将两组试样在同等位置取样分别制成Φ10标准拉伸试样（满足GB/T228.1要求）以及10*10*55 AKv标准冲击试样（满足GB/T228.2要求），在经检定合格的试验机上进行试验。同时取金相试样，进行腐蚀处理，对其组织进行观察分析，同时测定两组试样的硬度值。
2 试验结果及分析
2.1化学成分
将8448#钢锭进行化学成分分析，其各元素含量均满足核电用材料要求：
表1 8448#锭化学成分
2.2 力学性能分析
将标准规格的拉伸试样在检定合格的电子万能试验机上进行试验，分别测定其抗拉强度Rm值；将标准规格的冲击试样在0℃液氮控制低温状态下进行测定，得其冲击AKv值；并测定其硬度HB值。力学性能数据如表2：
表2 8448-1#和 8448-2#锻棒工艺试验力学性能
由以上力学性能数据可以看出预备热处理正火后强度以及硬度数值比未预备热处理时有所提高，其低温状态下冲击性能更为稳定。正火处理的冷却速度比退火处理快，得到的珠光体组织的片层间距较小，珠光体组织更为细薄，正火处理后使得低碳钢组织趋于正常化，提高其力学性能并且得到更高的硬度。
2.3 金相显微组织分析
45钢在进行亚温淬火处理后，所得显微组织较细，但对比8448#-1、8448#-2两组试样晶粒度可以看出：正火预备热处理后所得晶粒组织更为细化，均匀。如图所示：
8448#-1
8448#-2
45钢在原始轧制状态下晶粒较粗，而在进行预备热处理正火后，微观上正火给了一个较大的初始能量促使再结晶过程进行，从而使得晶粒组织更为细化，均匀稳定。
3 结论
预备热处理一般是为了最终的热处理提供一个较好的组织环境，常见的预备热处理有：退火、正火、调质。正火处理的冷却速度快于退火而低于淬火。45钢在亚温淬火处理前进行正火预处理后，能够达到细化晶粒的作用，从而明显提高了45钢的力学性能，获得了较为稳定的冲击韧性。细化晶粒之后，45钢的力学性能更为稳定且均匀，韧性也有所提高，使得其在核电设备中的应用得到保证。
参考文献：
[1]李安铭，王向杰，黄丽娟 45钢亚温淬火工艺的研究{J}金属热处理，2007，，32（10）：56-58.
[2]郭元均，张东辉，45钢亚温淬火的探讨{J}江西工业大学学报.
[3]樊东黎，热处理工程师手册{M}北京 机械工业出版社，1996.
[4]王传雅，钢的亚温淬火{J}.金属热处理，1980（2）：1-15.
作者简介：
王翔宇（1989-12），男，汉族，籍贯：陕西宝鸡，当前职务：职员，当前职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：材料科学
论文作者:王翔宇,张帅,李继园
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：正火论文; 试样论文; 金相论文; 晶粒论文; 核电论文; 组织论文; 硬度论文; 《电力设备》2018年第33期论文;