45钢采用高频淬火工艺的性能特点

45钢是一种比较优质碳素结构钢，以车轴为例，车轴是其中的一个应用方向，采用高频加热设备对45钢进行合理的热处理可以有效提高车轴的使用寿命。

车轴是种变径的圆柱体 ,要实现整体表面高频淬火，淬火均匀，淬火效果达标，在很大程度上取决于感应器的结构设计。

加热使用感应器的设计应用主要考虑一下内容：

1.使被加热零件的表面温度均匀;

2.感应器损耗小 ,电效率高;

3.感应器通水冷却良好;

4.制造简单 ,有足够的机械强度 ，操作使用方便。

车轴高频淬火感应器用矩形紫铜管制造成圆形感应器 ,并通水冷却 ,零件瞬间加热后由附带喷水圈进行喷水冷却。为了保证在感应加热中减少热损耗 提高加热效率 ,感应器与零件之间的间距尽可能小 ,但要有足够的间隙 ,保证使感应器能与车轴的相对运动顺利进行。

纵观我国的机车、车辆均采用优质碳素钢车轴 ,总体情况 ,应该说碳素钢车轴是成熟的、可靠的。对于高速列车车轴材料是选碳素钢还是合金钢 ,我国还没有成熟的技术。由于各国的国情不同 ,技术观点不同 ,选用的车轴材料不尽相同 ,但都属于低碳钢范畴。在调质或正火的基础上再施加表面感应淬火强化处理 ,车轴的使用寿面成倍增长。因此 ,这是提高车轴使用寿命的一种重要工艺方法。表面感应强化对提高车轴的弯曲或扭转疲劳强度、减少对缺口的敏感性和应力集中十分有效。表面感应淬火后 ,由于心部高的有效韧性和塑性 ,允许其硬化层有较高的硬度 ,以保持高的耐磨性、 强度和残余压应力 ,充分发挥材料抗疲劳的潜力。国外对车轴高频感应淬火从过去的局部淬火、 分段淬火 ,发展到现在的表面全长淬火。

加热温度和加热时间的关系当材料和原始组织一定时,相变温度随着加热速度增大而提高,为得到合格的淬火组织,相应的淬火温度也随之提高。车轴感应加热升温速度一般在 30～100 ℃/ s ,45钢车轴的表面淬火加热温度选择 890～960 ℃为佳 ,为了获得较深的淬硬层深度 ,选择上限加热温度。较长的加热时间和较高的加热温度 ,可获得较深的加热深度 ,反之 ,加热深度较浅。

在45钢正火后，在具有相同机械性能的条件下，对其分别进行高频淬火和调质热处理。发现前者以加热时间快、可局部处理、生产成本低、实际操作简单、可机械化等优点完全可以代替常规热处理工艺对车轴45钢进行表面强化热处理。