La oss introdusere varmebehandlingsprosessen for karbonstrukturstål.
Kjernen i varmebehandlingsprosessen for karbonstrukturstål er å justere den indre mikrostrukturen (for eksempel ferritt, perlitt, martensitt, etc.) av stålet ved å kontrollere oppvarming, holding og kjøleprosesser, og derved optimalisere dens mekaniske egenskaper (styrke, hardhet, duktilitet og tøffhet) for å passe til forskjellige anvendelser. Fordi karbonstrukturstål har et ekstremt lavt innhold av innholdet av legeringer (som bare inneholder grunnleggende elementer som C, Si og MN, uten eller minimale andre legeringselementer), er dets varmebehandlingsprosesser preget av enkelhet, økonomi og målrettet styrking. De er først og fremst kategorisert i to hovedtyper: bulkvarmebehandling og overflatevarmebehandling. Følgende er en detaljert introduksjon til disse vanlige prosesstypene:
1.
Bulkvarmebehandling innebærer oppvarming, hold og avkjøling av hele stålmaterialet. Det er egnet for deler som krever optimaliserte generelle mekaniske egenskaper (for eksempel aksler, gir, bolter osv.). De mest brukte bulkvarmebehandlingsprosessene for karbonstrukturstål inkluderer annealing, normalisering og slukking og temperering.
2.
Overflatevarmebehandling av karbonstrukturstål er først og fremst målrettet for anvendelser som krever høy hardhet/slitestyrke på overflaten mens du opprettholder kjerneplastisitet/seighet (f.eks. Gir og veivaksler). Siden den ikke inneholder legeringselementer, er overflatestyrking avhengig av overflatesammensetningsjustering eller rask overflateoppvarming og kjøling. Vanlige prosesser inkluderer case herding og forgassering (for lav - karbonstål).
1. Overflateherding (høy - frekvens/medium - frekvensinduksjon Oppvarming av overflateharding)
Kjerneprinsipp: Ved å bruke høy - frekvens (100 - 500kHz) eller middels frekvens (500Hz-10 kHz) induksjonsstrøm, blir ståloverflaten raskt oppvarmet til over AC3 (kjernetemperaturen forblir under AC1, og bevarer den opprinnelige mikrostrukturen). Dette blir fulgt av øyeblikkelig avkjøling av vannspray, og oppnår en "herdet overflate mens du opprettholder en myk kjerne." Prosessfunksjoner:
Rask oppvarmingshastighet (noen sekunder til titalls sekunder), liten varme - berørt sone (bare herding av overflaten 0,5-5mm), minimal deldeformasjon;
Ingen endring i overflatekjemisk sammensetning er nødvendig, noe som styrker overflaten utelukkende gjennom rask fase -transformasjon;
Gjeldende for medium - karbonstål (for eksempel 45# stål og 50# stål); Overflatelukking av lav - karbonstål er mindre effektivt (det herdede laget er lav hardhet).
Bruksområder: Hovedtidsskrifter for veivaksel, utstyrsoverflater, maskinverktøyveileder og andre deler som krever motstand mot overflate slitasje og kjernekraftmotstand.
2. forgasselse og slukking (spesialisert for lav - karbonstrukturstål)
Kjerneprinsipp: lav - karbonstål (for eksempel Q235 og 20# stål) har et lite karboninnhold (mindre enn eller lik 0,25%) og kan ikke oppnå høy hardhet gjennom direkte slukking. I stedet er det nødvendig med karburisering for å øke overflatekarboninnholdet til 0,8% - 1,2% (danner en høy - karbonoverflatelag). Dette blir fulgt av slukking og lav - temperatur temperatur, og til slutt oppnår en "svært hard og slitasje - -bestandig overflate med en lavkarbon, myk og tøff kjerne." Typisk prosess:
Forgassende: Plasser delen i en forgassende ovn (ved hjelp av et forgasseringsmedium som naturgass eller propan) og hold den på 900-950 grader i 4-10 timer for å la karbonatomer trenge inn i overflaten.
Slukking: Etter forgassing, avkjøl direkte til 820-850 grader, hold og deretter slukk i vann eller olje (for å danne martensitt på overflaten).
Lav - Tempering: Hold på 150-200 grader i 1-2 timer for å eliminere slukking av stress og stabilisere overflatens hardhet.
Ytelse og applikasjoner: Overflatehardhet kan nå HRC58-62 (høy slitestyrke), mens kjernes hardhet mindre enn eller lik 250HB (høy seighet). Passer for deler som er utsatt for påvirkning og overflateslitasje (for eksempel transmisjonsgir og universelle skjøtgaffler). Iii. Viktige hensyn for varmebehandling av karbonstrukturstål
Dårlig herdbarhet: Unngå å slukke store seksjoner:
Karbonstrukturstål inneholder ikke legeringselementer (som CR, Ni og MO), noe som resulterer i ekstremt lav herdbarhet. Bare liten - seksjonsdeler (for eksempel en 45# stålaksel med en diameter mindre enn eller lik 20mm) kan bli herdet gjennom vannslukking. Å slukke store - Seksjonsdeler kan enkelt danne en "ikke - martensittisk struktur" (for eksempel perlitt) i kjernen, noe som fører til ujevn indre og eksterne egenskaper og til og med sprekker. Derfor blir store - seksjonsdeler ofte behandlet med "normalisering" eller "høy - temperatur temperatur" i stedet for å slukke. Behandlingsforskjeller mellom lav - karbon og medium - karbonstål:
Lav - karbonstål (C mindre enn eller lik 0,25%, for eksempel Q235 og 20#): har god plastisitet, men lav styrke. Det er vanligvis ikke slukket alene. Annealing/normalisering brukes til å forbedre arbeidsevnen, eller karburering og slukking brukes til å styrke overflaten.
Medium - karbonstål (c=0.25%- 0,6%, for eksempel 45# og 55#): Det er først og fremst egnet for slukking og temperering. Balansen om "hardhets-toghet" kan oppnås ved å justere temperaturen. Det er et kjernemateriale for mekaniske deler.
Kjølende medium valg:
Kjølefrekvens bestemmer direkte slukkekvalitet:
Vannlukking: Rask kjølehastighet, egnet for medium - karbonstål (for eksempel 45#), kan oppnå høy hardhet, men er utsatt for intern belastning (som krever rettidig temperering for å eliminere).
Oljeslukking: saktere avkjølingshastighet enn vann, egnet for deler med litt større kors - seksjoner, kan redusere risikoen for sprekker, men har litt lavere hardhet enn vannslukking.
Luftkjøling/ovnavkjøling: Brukes bare til annealing og normalisering, ikke for å slukke. Stressavlastning er nøkkelen:
Restspenning forblir i deler etter slukking og sveising. Hvis ikke lettet, er disse delene utsatt for deformasjon og sprekker under prosessering eller bruk. Derfor er lav - temperaturtempering (etter slukking) eller stressavlastning annealing (etter sveising) nødvendig for å frigjøre disse påkjenningene og stabilisere deldimensjoner.
Sammendrag
Varmebehandlingsprosessen for karbonstrukturstål fokuserer på lave kostnader og målrettet påføring. Annealing/normalisering oppnår mykgjøring, stressavlastning og forbedret arbeidsevne; Slukking og temperering forbedrer mekaniske egenskaper; og sakslukking/karburisering oppnår overflate - til - kjerneytelsesdifferensiering. I praktiske anvendelser må den aktuelle prosessen velges basert på stålets karboninnhold (lavkarbon/medium karbon), delkors - seksjonsdimensjoner, og påføringskrav (slitasje motstand/påvirkningsmotstand/enkel maskinering) for å maksimere kostnadene - Effektiviteten til karbonstruktur.