Mikä on hiilirakenteen teräs sammuttaminen?

Mikä on hiilirakenteen teräs sammuttaminen?
Hiilirakenteellisen terästen sammutusprosessi sisältää teräksen lämmittämisen austenitoivalle lämpötilaan (tyypillisesti 30 - 50 astetta AC3: n yläpuolella, mikä vaatii hypoeutektoiditeräksen täydellistä austenitoitumista), pitäen terästä tässä lämpötilassa ajanjakson ajan, jotta mikrorakenteen muuttuu kokonaan austeniitiksi ja sitten nopeasti jäähdytettävä se jäähdytysväliaineessa tai vesi -Öljyssä. Sen päätarkoitus on saavuttaa "läpimurto" mekaanisten ominaisuuksien parannus muuttamalla teräksen sisäistä mikrorakennetta (muuntamalla austeniitti epätasapainoisiksi rakenteiksi, kuten martensiitti tai bainiitti), etenkin vahvuus- ja kovuusvaatimuksiin. Tämä prosessi voidaan luokitella seuraaviin neljään ydintavoitteeseen:
1. Parantaa merkittävästi teräksen kovuutta ja kulutuskestävyyttä
Hiilirakenteen teräs (esim. Pearlite + ferriitti) tasapainon mikrorakenne on suhteellisen pieni kovuus (esim. Kuuma - Rullattu Q235 -teräs on suunnilleen HB150 - 180 ja 45 teräs on suunnilleen HB170 -. Tämä tekee siitä sopimattoman sovelluksille, jotka vaativat kulumista ja naarmuuntumista (esim. Kulutuskeskeiset pinnat mekaanisilla osilla ja työkalujen reunoilla). Sammutuksen aikana austeniitti jäähtyy nopeasti (jäähdytysnopeuden on ylitettävä "kriittinen jäähdytysnopeus"). Atomeilla ei ole aikaa hajauttaa ja muodostaa tasapainon helmiä, ja sen sijaan pakotetaan muodostamaan martensiitin. Martensiitti on ylikyllästetty kiinteä hiilen liuos -FE: ssä, jolla on merkittävä hilan vääristymä ja lukuisilla sisäisillä dislokaatioilla. Tämä lisää huomattavasti kovuutta:
Keskipitkä - Hiilirakenteellinen teräs (kuten 45 teräs) voi saavuttaa HRC55 - 60: n kovuuden, joka on ylittänyt huomattavasti kuumavalssatun teräksen kovuuden.
Korkea - Hiilirakenteellinen teräs (kuten 65 teräs) voi jopa saavuttaa HRC60-65: n kovuuden sammuttamisen jälkeen, lähestyen tavallisen työkalun terästä.
Tämä korkea kovuus parantaa tehokkaasti osien kulumiskestävyyttä ja vähentää kulumista käytön aikana (esim. Sammutuskoneen työkaluoppaat ja hammashampaiden kyljet).
2. parantaa merkittävästi teräslujuutta ja muodonmuutoksen kestävyyttä
Kovuuden lisäksi sammutus lisää merkittävästi vetolujuutta, saantolujuutta ja hiilirakenteen terästen muodonmuutoksen kestävyyttä. Tasapainorakenteen ferriitti on korkea plastisuus, mutta pieni lujuus, kun taas Pearlitellä on kohtalainen lujuus. Martensiitti voi kuitenkin saavuttaa 50% -100%: n voimakkuuden lisääntymisen hilan vääristymisen ja dislokaation vahvistamisen vuoksi.
Esimerkiksi 45 teräksellä on kuuma - rullattu vetolujuus noin 600 MPa. Sammutuksen jälkeen (karkaisematta) vetolujuus nousee yli 1000 MPa: een ja saantolujuus kasvaa 355 MPa: sta yli 800 MPa: een.
Osille, jotka kantavat kuormitusta, vastustavat vaikutuksia tai vastustavat muodonmuutosta (kuten akselit, kytkentävarret ja pultit), suuren voimakkuuden jälkeen sammuttamisen jälkeen varmistaa, että osat eivät muodostu tai murtuvat monimutkaisissa käyttöolosuhteissa, jolloin rakenteellisen kuormituksen - kantavat vaatimukset . 3. luodaan perustana ". Prosessi".
Vaikka hiilirakenteelliset teräkset saavuttavat erittäin korkean kovuuden ja lujuuden sammutuksen jälkeen, niillä on merkittäviä haittoja: korkea sisäinen stressi martensiittien rakenteessa, huono taipuisuus ja erittäin matala sitkeys (alttiina haurasta murtumisesta, iskunergian imeytymisen ollessa tyypillisesti vain 5 - 10J). Suora käyttö voi helposti johtaa epäonnistumiseen pienten vaikutusten tai stressipitoisuuksien vuoksi. Siksi sammutusta käytetään harvoin "lopullisena lämpökäsittelynä", vaan pikemminkin karkaisuprosessin edeltäjänä. Sen ydinfunktio on tarjota "korkea - kovuus, erittäin luja perustava rakenne" seuraaviin suorituskyvyn säätöihin.
Seuraava karkaisu eri lämpötiloissa (matala - lämpötila, joka karkottaa 150 - 250 astetta, keskipitkä - lämpötila, joka karkaa 350-500 astetta, ja korkean lämpötilan karkaisulla 500-650 aste) voi eliminoida sisäisen martensiittistressin ja parantaa sitkeyttä pitäen samalla suurimman osan kynnytetystä vahvuudesta.
Esimerkiksi 45 teräksen sammutuksen ja korkean - lämpötilan karkaisemisen (sammutuksen ja karkaisun) jälkeen kovuus pienenee HRC 28-32: ksi, kun taas vetolujuus pysyy yli 800 MPa ja iskunergian imeytyminen nousee yli 50J: een. Tämä saavuttaa ihanteellisen tasapainon "korkea vahvuus ja korkea sitkeys", mikä tekee siitä yleisimmin käytetyn kattavan suorituskyvyn optimointiratkaisun koneiden valmistuksessa . 4. paikallisen suorituskyvyn parantaminen ja "paikallisten vahvistamisen" vaatimusten täyttäminen ja täyttäminen
Jotkut hiilirakenteelliset teräsosat eivät vaadi yleistä suurta lujuutta (yleisen haurauden välttämiseksi) ja vaativat vain kriittisten työalueiden (kuten kulumispintojen ja tiivistetyn stressin alueet) vahvistamista. Näissä tapauksissa sammutus voi saavuttaa "paikalliset suorituskyvyn parannukset" "paikallisen lämmityksen + paikallisen jäähdytys" -lähestymistavan avulla.
Esimerkiksi työstötyökalun oppaan kiskot vaativat pinnan kulumisen vastus (korkea kovuus), mutta opas -kiskon matriisin on säilytettävä sitkeys (iskunmurtumien välttämiseksi). Tämä voidaan saavuttaa "induktion lämmityspinnan sammutuksella". Tähän sisältyy vain ohjauskiskon pinnan lämmittäminen austenitoitumiseen ja sen nopeasti jäähdyttämiseen, muodostaen sammutun martensiitin (kovuus HRC 50-55) pinnalle säilyttäen samalla matriisin alkuperäisen tasapainorakenteen (sitkeys).
Toisessa esimerkissä pultin pää tai kierteitetty osa vaatii leikkaus- ja kulutuskestävyyttä. Paikallinen sammutus voi saavuttaa kriittisen suorituskyvyn välttäen samalla yleistä haurautta ja vähentämällä osan epäonnistumisen riskiä.