Se estudiaron los efectos de los cambios en la temperatura de calentamiento y la velocidad de enfriamiento sobre la microestructura y las propiedades mecánicas del acero 45#. Los resultados muestran que diferentes temperaturas de tratamiento térmico cambian la microestructura y las propiedades de dureza del acero 45#. Al mismo tiempo, la temperatura del tratamiento térmico del acero 45# no puede ser ni demasiado alta ni demasiado baja. La temperatura de tratamiento térmico más adecuada es 840°C. Los efectos de diferentes velocidades de enfriamiento sobre las propiedades del acero 45# son más pronunciados. Cambiar la velocidad de enfriamiento afecta directamente a la estructura de acero 45#, obviamente cambiando su rendimiento.
El acero 45# es un acero estructural al carbono de alta calidad y bajo costo, por lo que el rango de aplicación es muy amplio. Las propiedades físicas y químicas del acero 45# son importantes en la industria moderna, por lo que el estudio del acero 45# es muy importante. En los últimos años, la investigación en este campo ha logrado grandes avances para cambiar el proceso de tratamiento térmico y mejorar el rendimiento del acero 45#, pero también habrá más tecnologías y resultados nuevos. En este artículo, cambiamos principalmente la temperatura de calentamiento y la velocidad de enfriamiento para estudiar los efectos del proceso de tratamiento térmico en la estructura y propiedades del acero 45#.
1. Materiales y métodos de prueba.
1.1 Material de investigación
La condición original del acero 45# seleccionado para esta prueba es la condición de laminado en caliente. 9 muestras de acero 45#, solución alcohólica de ácido nítrico al 4%, etanol anhidro. Pruebe la composición química del acero 45# para C: 0,43, Si: 0,24, Mn: 0,66, P: 0,03, S: 0,03, Ni: 0,22, Cu: 0,23.
1.2 Equipo de prueba
Dispositivos de calentamiento: Horno de resistencia al crisol; Equipos de prueba de dureza: probador de dureza Rockwell; Equipos para observación de organización metalográfica: prefresadora metalográfica, pulidora, secador de pelo, bolitas de algodón, microscopio metalográfico MR-5000.
1.3 Procedimientos de prueba
Primero, el acero 45# se divide en nueve muestras metalográficas. Las muestras anteriores se dividen en tres grupos. Cada grupo de tres muestras se aísla durante 30 minutos a temperaturas de 760 °C, 840 °C y 940 °C. Las muestras de diferentes grupos se someten a un tratamiento de enfriamiento de aceite, un tratamiento de enfriamiento de agua y un tratamiento de enfriamiento de aire. Luego se corroen las muestras y se observa y analiza la estructura del acero 45#. Luego se mide el valor de dureza de cada muestra. Luego se mide el valor de dureza de cada muestra.
2. Resultados y análisis de las pruebas.
2.1 Análisis de propiedades mecánicas.
Como se muestra en la Tabla 1, el proceso de tratamiento térmico es diferente. A la misma temperatura de tratamiento térmico, la dureza no es la misma. Se calentaron y midieron tres muestras de acero 45# a 760 °C, 840 °C y 940 °C para su normalización. Los valores de dureza de las muestras fueron 8,99, 16,1 y 16,3 HRC. Tres muestras de acero 45# se enfriaron en aceite y se calentaron a 760 °C, 840 °C y 940 °C. Los valores de dureza medidos de las muestras fueron 24,1, 24,32,5 HRC. Las tres muestras restantes se enfriaron en aceite y se calentaron a 760 °C, 840 °C y 940 °C. Los valores de dureza de las muestras fueron 24,1, 24,32,5 HRC y 32,5 HRC. Las tres muestras restantes se enfriaron en agua y se calentaron a 760 °C, 840 °C y 940 °C. Los valores de dureza medidos de las muestras fueron 34,1, 58,1 y 56,3 HRC, respectivamente. De los datos anteriores, se puede ver que la dureza de las muestras enfriadas es mayor que la de las muestras enfriadas con aceite. Esto se debe a las diferentes tasas de enfriamiento causadas por diferentes organizaciones. Después del enfriamiento con aceite, se forman principalmente bainita, perlita y ferrita residual, mientras que después del enfriamiento con aceite, las principales organizaciones son martensita y la martensita es principalmente martensita, que tiene mayor dureza que otras organizaciones.
Tabla 1: Valor de dureza Rockwell del acero 45# después del tratamiento térmico
| temperatura de calentamiento/ ℃ | método cooli | Valor medio de dureza/HRC |
| 760 ℃ | Aire acondicionado | 8,99 |
| Enfriamiento de aceite | 24.1 | |
| Refrigeración por agua | 34.1 | |
| 840 ℃ | Aire acondicionado | 16.1 |
| Enfriamiento de aceite | 24 | |
| Refrigeración por agua | 58.1 | |
| 940 ℃ | Aire acondicionado | 16.3 |
| Enfriamiento de aceite | 32,5 | |
| Refrigeración por agua | 56.3 |
2.2 Análisis de la estructura metalográfica
Para el acero 45#, la estructura de grano es muy grande debido al tratamiento de normalización a 760 °C; con acero 45# la estructura del grano es muy pequeña. Debido a la temperatura más baja del tratamiento térmico de 760 °C, la distribución de la austenita no es uniforme y a la temperatura más alta de 940 °C, la estructura del grano se vuelve muy gruesa.
El acero 45# para tratamiento de enfriamiento con agua produce diferentes estructuras y, por lo tanto, diferente dureza a diferentes temperaturas de calentamiento. A una temperatura de calentamiento de 760 °C, la estructura resultante contiene más ferrita. La martensita se obtiene a una temperatura de calentamiento de 840 °C y 940 °C. A una temperatura de calentamiento de 840 °C, la martensita obtenida es más fina, principalmente porque los granos de austenita obtenidos son más pequeños. A una temperatura adicional de 940 °C, los granos de austenita se vuelven más gruesos y se obtiene una estructura de martensita gruesa.
El acero 45# para tratamiento de enfriamiento con aceite no es solo martensita. A una temperatura de calentamiento de 760°C, la organización después del enfriamiento del aceite se compone principalmente de bainita, perlita, ferrita residual, etc. A una temperatura de calentamiento de 840°C y 940°C, la organización después del enfriamiento con aceite se compone principalmente de bainita y perlita, pero el contenido de organización de perlita después del enfriamiento con aceite a 940°C es mayor.
3. Conclusión
- 1) Las diferentes temperaturas de tratamiento térmico cambian la microestructura y las propiedades de dureza del acero 45#. Al mismo tiempo, la temperatura del tratamiento térmico del acero 45# no puede ser ni demasiado alta ni demasiado baja. Una temperatura de tratamiento térmico más adecuada es 840°C.
- 2) Las diferentes velocidades de enfriamiento tienen un impacto más notable en las propiedades del acero 45#. Cambiar la velocidad de enfriamiento afecta directamente las propiedades del acero 45# y, por lo tanto, también cambia su rendimiento.
