调质钢，一般是指含碳量在0.3-0.6%的中碳钢。一般用这类钢制作的零件要求具有很好的综合机械性能，即在保持较高的强度的同时又具有很好的塑性和韧性，人们往往使用调质处理来达到这个目的，所以人们习惯上就把这一类钢称作调质钢。

　　各类机器上的结构零件大量采用调质钢，是结构钢中使用最广泛的一类钢。

　　调质钢碳含量0.3~0.5%，并含有一种或几种合金元素，具有较低或中等的合金化程度。钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。

　　热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃~650℃回火。热处理后的金相组织是回火索氏体。这种组织具有强度、塑性和韧性的良好配合。

　　除一般的冶金方面的低倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。

　　由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低，脆性破坏抗力较大，但也存在特有的高温回火脆性。

　　大多数调质钢为中碳合金结构，屈服强度在490~1200Mpa。以焊接性能为突出要求的调质钢，为低碳合金结构钢，屈服强度一般为490~800Mpa，有很高的塑性和韧性。

　　少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度可到1400Mpa以上，属高强度和超高强度调质钢。

　　45钢是中碳结构钢，冷热加工性能都不错，机械性能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。

　　偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化，就需要足够的保温时间。

　　如果实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。

　　但保温时间过长，也会也出现晶粒粗大，氧化脱碳严重的弊病，影响淬火质量。我们认为，如装炉量大于工艺文件的规定，加热保温时间需延长1/5。

　　因为45钢淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，如果工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是因为当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。

　　因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。

　　由于出水温度难以掌握，须凭经验操作，当水中的工件抖动停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何形状，作规则运动。

　　静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不均匀，应力不均匀而使工件变形大，甚至开裂。

　　45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56到59，截面大的可能低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍然保留在基体中，达不到调质的目的。

　　45钢淬火后的高温回火，加热温度通常为560到600℃，硬度要求为HRC22到34。因为调质的目的是得到综合机械性能，所以硬度范围比较宽。

　　但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高；而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。

　　关于回火保温时间，视硬度要求和工件大小而定，我们认为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必须回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。

　　淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度基本相同，硬度与抗拉强度大致成直线关系。

　　各种成分的合金钢调质到各种硬度值时，硬度值为400HB（抗拉强度约为1400MPa）时，屈强比值最高，约为0.9，淬火状态的组织对屈强比有很大影响。

　　调整增加钢材淬透性的合金元素的含量，可以得到相同的淬透性能，得到相同的抗拉强度和屈服强度。

　　因此，在选择合金元素时应优先选择增加淬透性能作用显著而价格较低的元素，如硼、锰、铬等。

　　但是合金元素不同的钢要调质到相同的硬度所采用的回火温度各不相同，即各种钢的抗回火性能不同。

　　淬透性能相同的钢调质到相同硬度时，抗拉强度和屈服强度虽基本相同，但是脆性破坏倾向差别很大，低温冲击试验尤为明显。

　　成分不同的钢调质后硬度与疲劳极限的关系不同。硬度在35HRC以下时疲劳极限和硬度成直线关系，疲劳极限的波动范围为130MPa。

　　硬度超过35HRC时，疲劳极限的波动范围变宽。如硬度为55HRC时，疲劳极限的波动范围达380MPa。

　　零件的淬透情况相同时，调质后的硬度即可反映零件的屈服强度与抗拉强度，因此零件图纸和技术条件一般只规定硬度数值。只有很重要的零件才规定其他力学性能指标。

　　调质零件硬度的确定，必须考虑到制造工艺的要求和使用时的载荷条件。从制造工艺考虑，希望零件在毛坯状态调质，而后进行切削加工和装配。

　　这样零件热处理时产生的变形和脱碳在以后的切削加工中加以消除。但是采用这种制造程序的零件，其硬度不能过高，一般不超过300HB，个别的不超过350HB，否则对切削加工不利。

　　要求硬度更高的零件（如有的汽车半轴要求硬度为341到415HB），只能先切削加工，然后再进行调质处理，这时零件加热时应防止脱碳和变形，有时热处理后要增加校直工序。小批量或单件生产的零件，切削加工所允许的硬度可以适当提高。