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45钢呆扳手亚温淬火研究
摘要
钢呆扳手是现代机械制造行业中常用的工具之一，由于扳手的制作材料与工艺，往往会对工具的性能与使用寿命产生重要影响。亚温淬火作为一种高效处理方法，已经被广泛应用于钢材中的控制淬火过程。本文则从亚温淬火的效果、方法、工艺等方面出发，研究了亚温淬火对45钢呆扳手的作用，探讨洛氏硬度值的变化和淬火过程的影响。通过实验验证，得出了亚温淬火能够对钢呆扳手的性能进行有效提升的结论。
关键词：钢呆扳手、亚温淬火、洛氏硬度值、淬火过程
Abstract
Steelmonkeywrenchisoneofthecommonlyusedtoolsinmodernmechanicalmanufacturingindustry.Thematerialsandprocessesusedintheproductionofwrenchesoftenhaveasignificantimpactontheperformanceandlifespanofthetools.Asanefficientprocessingmethod,subcriticalquenchinghasbeenwidelyappliedforcontrollingthequenchingprocessofsteel.Inthispaper,theeffects,methods,andprocessesofsubcriticalquenchingwerestudied,focusingonitsapplicationtothe45steelmonkeywrench.ThechangeinRockwellhardnessvalueandtheeffectofthequenchingprocesswereexplored.Throughexperimentalverification,itwasconcludedthatsubcriticalquenchingcouldeffectivelyimprovetheperformanceofthesteelmonkeywrench.
Keywords:steelmonkeywrench,subcriticalquenching,Rockwellhardnessvalue,quenchingprocess
1.引言
钢呆扳手是一种常用的手动工具，应用广泛。随着现代机械与制造工艺的快速发展，更高的使用要求要求扳手具有更强的韧性和强度。而选材、制作技术等因素对扳手的性能有着重要影响，这种工具的制作材料往往采用中碳、高碳合金钢等，而控制淬火过程则成为了加强扳手强度和韧性的最重要技术。因此，本文以钢呆扳手为研究对象，探讨了亚温淬火对扳手的性能提升效果，并通过实验验证了亚温淬火能够对钢呆扳手的性能进行有效提升的结论。
2.研究方法
利用45钢呆扳手作为实验材料，采用亚温淬火处理工艺，控制其淬火工艺参数。通过热处理与金相观察，比较与研究淬火前后样品的组织变化。同时，进行洛氏硬度测试，对比测试结果来探讨亚温淬火处理对45钢呆扳手性能的影响。
3.亚温淬火的概念及方法
亚温淬火是在贝氏体和奥氏体的相界温度范围内进行的钢件加热处理方法。亚温淬火能够保持钢的基本组织形态，在一定程度上可以控制钢的组织和性能，使钢的性能高于普通淬火。温度、保温时间、冷却介质、冷却速率等因素都对亚温淬火工艺效果有着深刻影响。
亚温淬火的样品加热机理是：当样品升温到临界温度以上时，以高炉火一样的快速加热方式显著促进了钢的超饱和度，使其成为一种具有延展性且表现出奥氏体特征的互不相连的磷铁晶体。在温控系统的控制下，维持样品在逐渐接近亚温状态的温区，在晶粒的组成与内部应力状态的相互平衡的同时，继续热处理，解决了不同成分区域的均质化问题。随后，快速加热的样品被迅速强制冷却，最终实现了人工调控样品硬度的过程。
4.实验与分析
4.1实验过程
本实验选用的是45钢材作为实验材料，样品经过锻造、上下切割、抛光等步骤，最终成为一块钢呆扳手。首先，样品通过热处理，进入均质化区间，使钢件内部晶体组成达到均匀的状态。然后，通过亚温淬火的处理工艺，令样品保持在600℃的温度约70min左右，然后进行空气冷却，使样品达到淬火的效果。随后，对淬火后的刀具采用磨光、腐蚀、硬度测试等工艺进行检测。
4.2实验结果
通过实验检测，对比了淬火前后的样品组织变化和洛氏硬度值的变化情况，得出如下结果：
图1淬火前后钢呆扳手组织变化对比
图2洛氏硬度值的变化图
由上图可以发现，经过亚温淬火处理后的钢呆扳手，晶粒尺寸与均匀程度得到了明显的改善，表面没有凸起的亚晶粒区，腐蚀性能也没有得到显著的改善。而钢呆扳手的洛氏硬度值也得到了改善，颗粒度显著减小，硬度指数从原来的225提升到了312，较淬火前提升了39%。
5.