摘要：45号钢（45#）碳素结构钢‌ 的深度技术解析，涵盖化学成分、力学性能、热处理工艺及工程应用全维度数据：一、核心定位与标准‌材质类型‌：‌中碳优质碳素结构钢‌（C含量0.45%核心）‌执行标准‌：‌中国‌：GB/T 699-2015‌美国‌：ASTM A29

45号钢（45#）碳素结构钢‌ 的深度技术解析，涵盖化学成分、力学性能、热处理工艺及工程应用全维度数据：

一、核心定位与标准

‌材质类型‌：‌中碳优质碳素结构钢‌（C含量0.45%核心）
‌执行标准‌：

二、化学成分（GB/T 699-2015）

元素

标准范围（%）

最佳控制值

超标风险

‌C‌

0.42~0.50

‌0.45‌

>0.52% 淬裂风险↑

‌Si‌

0.17~0.37

0.25

>0.40% 韧性↓20%

‌Mn‌

0.50~0.80

0.65

‌P‌

≤‌0.030‌

≤0.020

>0.035% 冷脆性↑

‌S‌

≤‌0.030‌

≤0.015

>0.025% 热脆性↑

🔬 ‌碳当量公式‌：
‌Ceq = C + Mn/6 ≈ 0.56%‌（焊接性较差）

三、力学性能（基准态：热轧退火）

性能指标

标准值

调质优化值

失效临界值

‌抗拉强度‌

≥600 MPa

‌700~850 MPa‌

>900 MPa 脆性↑

‌屈服强度‌

≥355 MPa

‌≥500 MPa‌

-

‌伸长率 δ5‌

≥16%

‌≥18%‌

‌硬度 HBW‌

≤‌197‌

‌220~250‌

>302 加工困难

‌冲击功 AKU‌

≥‌39J‌（20℃）

‌≥55J‌

四、热处理工艺黄金参数

1. 调质处理（强度↑↑）

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graph LR A[预热650℃×1h] --> B[奥氏体化840±10℃×0.6h/25mm] B --> C[水淬（Φ20mm）] C --> D[回火依据目标强度]

‌回火温度-强度关系‌：

回火温度

抗拉强度

应用场景

‌200℃‌

1400 MPa

高强螺栓（易脆）

‌400℃‌

900 MPa

齿轮/轴类

‌600℃‌

650 MPa

高韧性结构件

2. 表面强化工艺

工艺

参数

效果

‌高频淬火‌

880~900℃ → 水冷

表层HRC 55~60，深1~3mm

‌渗碳‌

930℃×4h → 淬火+低温回火

表面HRC 58~62，层深0.8mm

五、加工性能关键数据

1. 切削加工性（对比系数）

材料

相对切削性（Kv）

推荐切削速度（m/min）

‌45钢‌

‌0.6‌（基准1.0为易切钢）

硬质合金刀：120~150

‌40Cr‌

0.5

100~130

2. 冷成型性能

工艺

极限参数

失效形式

‌冷弯‌

内径≥1.5t（t为板厚）

外层开裂

‌冲压‌

拉深系数≥0.55

凸耳/起皱

六、焊接关键技术（Ceq=0.56% → 高裂纹风险）

1. 焊接工艺矩阵

方法

预热温度

焊材选择

热输入控制

‌SMAW‌

150~200℃

J507（E5015）

≤15 kJ/cm

‌GTAW‌

120~150℃

ER50-6

≤10 kJ/cm

‌激光焊‌

‌无需预热‌

-

极低热输入

2. 焊缝性能（焊后600℃回火）

性能

焊缝值

母材基准

衰减率

抗拉强度

≥540 MPa

600 MPa

≤10%

弯曲性能

d=3a合格

-

-

七、失效模式与预防

1. 淬火开裂

2. 疲劳断裂

八、选材替代决策树

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graph TD A[载荷类型？] -->|静载| B{厚度要求？} B -->|＜15mm| C[优选45钢] B -->|＞15mm| D[升级40Cr] A -->|动载/冲击| E[弃用 → 选35CrMo]

九、典型应用场景与寿命

零件

热处理工艺

寿命对比基准

传动轴

调质（HRC 28~32）

比Q235高3倍

齿轮

高频淬火+回火

10000小时+

模具底座

退火态（HB≤197）

抗压不变形

终极使用建议

来源：舞钢宽厚板师磊