Tutvustame süsinikukonstruktsiooniterase kuumtöötluse protsessi.
Süsinikukonstruktsiooniterase kuumtöötlemisprotsessi südamik on terase sisemise mikrostruktuuri (näiteks ferriit, pärliidi, martensiit jne) reguleerimine, kontrollides kütte-, hoidmis- ja jahutusprotsesse, optimeerides sellega selle mehaanilisi omadusi (tugevus, kõvadus, tujukus ja sitkus) erinevatele rakendustele. Kuna süsinikkonstruktsiooniterasel on äärmiselt madal legeeriva elemendi sisaldus (mis sisaldab ainult põhilisi elemente nagu C, Si ja MN, ilma või minimaalsed muud legeerivad elemendid), iseloomustab selle kuumtöötluse protsesse lihtsus, majandus ja sihipärane tugevdamine. Need liigitatakse peamiselt kahte peamist tüüpi: kuumtöötlus ja pinna kuumtöötlus. Järgnev on üksikasjalik sissejuhatus nendesse levinumatesse protsessitüüpidesse:
1. Bulk Kuumravi: terase üldise mikrostruktuuri ja omaduste muutmine
Bulk Soot töötlemine hõlmab kogu terasest materjali kütmist, hoidmist ja jahutamist. See sobib osade jaoks, mis vajavad optimeeritud üldisi mehaanilisi omadusi (näiteks võllid, käigud, poldid jne). Kõige sagedamini kasutatavad süsinikkonstruktsiooniterase puistetöötluse protsessid hõlmavad lõõmutamist, normaliseerimist ning karastamist ja karastamist.
2. pinna kuumtöötlus: tugevdab ainult terase pinda, säilitades südamiku sitkust
Süsinikukonstruktsiooniterase pinna kuumtöötlus on suunatud peamiselt rakendustele, mis nõuavad pinnal suurt kõvaduskindlust/kulumiskindlust, säilitades samal ajal südamiku plastilisuse/sitkuse (nt käigud ja väntvõllid). Kuna see ei sisalda legeerivaid elemente, tugineb pinna tugevdamine pinna koostise reguleerimisele või kiirele kuumutamisele ja jahutamisele. Levinumad protsessid hõlmavad juhtumite kõvenemist ja karburimist (madala - süsinikterase jaoks).
1. pinna kõvenemine (kõrge - sagedus/keskmine - sageduse induktsiooni kuumutamise pinna kõvenemine)
Põhipõhimõte: kasutades kõrget - sagedust (100 - 500kHz) või keskmise sagedusega (500Hz-10KHz) induktsioonivoolu, kuumutatakse terasepind kiiresti üle AC3 (südamiku temperatuur jääb AC1 alla, säilitades algse mikrostruktuuri). Sellele järgneb viivitamatu jahutamine veepihustiga, saavutades "karastatud pinna, säilitades samal ajal pehme südamiku". Protsessifunktsioonid:
Kiire kuumutamiskiirus (mõni sekund kuni kümnete sekunditeni), väike kuumus - mõjutas tsooni (kõvenemine ainult pind 0,5–5 mm), minimaalne osa deformatsioon;
Pinna keemilise koostise muutus pole vaja, tugevdades pinda ainult kiire faasi muundamise kaudu;
Rakendatav keskmise - süsinikteras (näiteks 45# terasest ja 50# terasest); Madala - süsinikterase pinna kustutamine on vähem efektiivne (karastatud kiht on madal kõvadus).
Rakendused: väntvõlli peamised ajakirjad, hammasratta pinnad, tööpinkide juhid ja muud osad, mis vajavad pinna kulumiskindlust ja südamiku löögikindlust.
2. KARBURIMINE JA SOOVITAMINE (spetsialiseerunud madalale - süsinikkonstruktsiooniterasele)
Põhipõhimõte: madal - süsinikteras (näiteks q235 ja 20# terasest) on madala süsinikusisaldusega sisaldus (vähem või võrdne 0,25%) ja see ei saa otsese kustutamise kaudu saavutada suurt karedust. Selle asemel on pinna süsiniku sisalduse suurendamiseks vaja karburimist 0,8% -ni - 1,2% -ni (moodustades kõrge - süsiniku pinnakihi). Sellele järgneb kustutamine ja madal - temperatuuri karastamine, saavutades lõpuks "väga kõva ja kulumise - resistentse pinnaga madala süsinikusisaldusega, pehme ja karmi südamikuga". Tüüpiline protsess:
Karbiseerimine: asetage osa karburiseeruvasse ahju (kasutades karburiseerimiskeskkonda nagu maagaas või propaan) ja hoidke seda 4-10 tunni jooksul 900–950 kraadi juures, et süsinikuaatomid saaksid pinna tungida.
Kustutamine: Pärast karbuurimist jahutage otse 820-850 kraadi, hoidke kinni ja kustutage seejärel vees või õlis (moodustades pinnale martensiidi).
Madal - karastamine: hoidke 1-2 tundi 150-200 kraadi, et kõrvaldada pinge ja stabiliseerida pinna kõvadus.
Jõudlus ja rakendused: pinna kõvadus võib ulatuda HRC58-62-ni (kõrge kulumiskindlus), samal ajal kui südamiku kõvadus on väiksem kui 250 hobujõudu (kõrge sitkus). Sobib osade jaoks löögi ja pinna kulumise korral (näiteks käigukasti käigud ja universaalsed liigesekahvlid). Iii. Süsinikukonstruktsiooniterase kuumtöötluse peamised kaalutlused
Halb karastus: vältige suurte sektsioonide kustutamist:
Süsinikukonstruktsiooni teras ei sisalda legeerivaid elemente (näiteks CR, Ni ja MO), mille tulemuseks on äärmiselt madal karastus. Ainult väikesed - sektsiooniosad (näiteks 45# terasest võll, mille läbimõõt on vähem või vähemalt 20 mm) saab vee kustutamise kaudu täielikult karastada. Suurte - sektsioonide osade kustutamine võib hõlpsalt moodustada südamikku "mitte - martensiitsestruktuuri" (näiteks Pearlite), mis põhjustab ebaühtlasi sisemisi ja väliseid omadusi ning isegi pragunemist. Seetõttu töödeldakse suuri - sektsiooni osi sageli karastamise asemel "normaliseerides" või "kõrge - temperatuuri karastamise". Töötlemise erinevused madala - süsiniku ja keskmise - süsinikteraste vahel:
Madal - süsinikteras (C vähem või võrdne 0,25%, näiteks Q235 ja 20#): sellel on hea plastilisus, kuid madal tugevus. Üldiselt ei kustutata seda üksi. Töökoha parandamiseks kasutatakse lõõmutamist/normaliseerimist või pinna tugevdamiseks kasutatakse karburimist ja kustutamist.
Keskmine - süsinikteras (c=0.25%- 0,6%, näiteks 45# ja 55#): see sobib peamiselt kustutamiseks ja karastamiseks. "Kõvakuse" tasakaalu saab saavutada karastumistemperatuuri reguleerimisega. See on mehaaniliste osade põhimaterjal.
Jahutav keskmine valik:
Jahutuskiirus määrab otse kustutamise kvaliteedi:
Vee kustutamine: Kiire jahutuskiirus, mis sobib keskmise - süsinikteras (näiteks 45#), võib saavutada kõrge kõvaduse, kuid on kalduvus sisemisele stressile (mille kõrvaldamiseks on vaja õigeaegset karastamist).
Õli kustutamine: aeglasem jahutuskiirus kui vesi, mis sobib pisut suurema risti - sektsioonidega osadele, võib vähendada pragunemisohtu, kuid sellel on pisut madalam karedus kui vee kustutamisel.
Õhujahutus/ahju jahutus: kasutatakse ainult lõõmutamiseks ja normaliseerimiseks, mitte kahutamiseks. Stressi leevendamine on võtmetähtsusega:
Pärast kustutamist ja keevitamist jääb osade jääk. Kui see pole leevendatud, on need osad töötlemise või kasutamise ajal vastuvõtlikud deformatsioonile ja pragunemisele. Seetõttu on nende pingete vabastamiseks ja osade mõõtmete stabiliseerimiseks vajalik madal - temperatuuri karastamine (pärast kustutamist) või pinge leevendamine (pärast keevitamist).
Kokkuvõte
Süsinikukonstruktsiooniterase kuumtöötlusprotsess keskendub odavatele ja suunatud rakendustele. Lõõmutamine/normaliseerimine saavutab pehmendamise, stressi leevendamise ja parema töötavuse; Kustutamine ja karastamine suurendab mehaanilisi omadusi; ja juhtumite kustutamine/karburiseerimine saavutab pinna - - südamiku jõudluse diferentseerumiseks. Praktilistes rakendustes tuleb sobiv protsess valida terase süsinikusisalduse (madala süsiniku/keskmise süsiniku), rist - sektsioonide mõõtmete põhjal ja rakendusnõuetel (kulumiskindlus/löögikindlus/töötlemise lihtsus), et maksimeerida süsinikukonstruktsiooni terase efektiivsust -.