Mis on süsinikukonstruktsiooniterase kustutamise eesmärk?

Mis on süsinikukonstruktsiooniterase kustutamise eesmärk?
Süsinikukonstruktsiooniterase niisutamisprotsess hõlmab terase kuumutamist austenitiseeriva temperatuuriga (tavaliselt 30 - 50 kraadi üle AC3, nõudes täielikku austenitiseerimist hüpoeutektoidse terase jaoks), hoides terast sellel temperatuuril mõnel ajal, et võimaldada mikrostruktuuri täielikult austeniitideks ja seejärel kiireks jahutuseks. Selle põhieesmärk on saavutada mehaaniliste omaduste "läbimurre" paranemine, muutes terase sisemist mikrostruktuuri (muutes austeniidi mittetasakaalulisteks struktuuriteks, näiteks martensiitiks või bainiteks), eriti tugevus- ja kõvadusvajaduste osas. Seda protsessi saab liigitada järgmistesse põhieesmärkidesse:
1. Parandage märkimisväärselt terase kõvadust ja kulumiskindlust
Süsinikukonstruktsiooniterase tasakaalu mikrostruktuuril (nt Pearlite + ferriit) on suhteliselt madal karedus (nt kuum - q235 terase rullitud kõvadus on umbes HB150 - 180 ja 45 terast on umbes HB170 {17} 210). See muudab selle sobimatuks kulumis- ja kriimustamiskindlust vajavate rakenduste jaoks (nt mehaaniliste osade ja tööriista servade kulumiskindlad pinnad). Kustutamise ajal jahtub austeniit kiiresti (jahutuskiirus peab ületama "kriitilise jahutuskiiruse"). Aatomitel pole aega tasakaalustada ja moodustada tasakaalu pärlit ning need on selle asemel sunnitud moodustama martensiidi. Martensiit on üleküllastumata tahke süsiniku lahus, millel on olulised võre moonutused ja arvukalt sisemisi nihestusi. See suurendab oluliselt kõvadust:
Keskmine - süsinikkonstruktsiooniteras (näiteks 45 terast) võib saavutada HRC55 - 60 kareduseks pärast kustutamist, ületades kaugelt kuuma rullitud terase oma.
Kõrge - süsinikkonstruktsiooniteras (näiteks 65 terast) võib pärast kustutamist isegi saavutada HRC60-65 kareduseks, lähenedes tavalise tööriista terasele.
See kõrge kõvadus parandab tõhusalt osade kulumiskindlust ja vähendab kasutamise ajal kulumist (nt kustutavad tööpinkide juhid ja hammashamba küljed).
2. parandab märkimisväärselt terase tugevust ja deformatsioonikindlust
Lisaks kõvadusele suurendab kustutamine märkimisväärselt süsinikukonstruktsiooniterase tõmbetugevust, saagitugevust ja deformatsioonikindlust. Ferriidil tasakaalustruktuuris on kõrge plastilisus, kuid madal tugevus, samas kui pärliidil on mõõdukas tugevus. Martensiit võib aga saavutada tugevuse suurenemise 50–100% võre moonutuste ja dislokatsiooni tugevnemise tõttu.
Näiteks 45 terasel on kuum - rullitud tõmbetugevus umbes 600 MPa. Pärast kustutamist (ilma karastamiseta) tõuseb tõmbetugevus üle 1000 MPa ja saagikuse tugevus suureneb 355 MPa -lt üle 800 MPa.
Osade puhul, mis kannavad koormusi, vastupanu vastu või takistavad deformatsiooni (näiteks võllid, ühendusvardad ja poldid), tagab kõrge tugevus pärast kustutamist, et osad ei deformeeri ega luumu keerukates töötingimustes, vastates seega struktuursele koormusele - laagri nõuded. 3., mis on tugevad ".
Ehkki süsinikkonstruktsioonilised terased saavutavad pärast kustutamist eriti kõrge kareduse ja tugevuse, on neil olulisi puudusi: kõrge sisemine pinge martensiidi struktuuris, halb elastsus ja äärmiselt madal sitkus (kalduvus rabedale luumurdule, löögienergia imendumisega tavaliselt ainult 5 - 10J). Otsene kasutamine võib kergesti põhjustada ebaõnnestumist väiksemate mõjude või stressi kontsentratsioonide tõttu. Seetõttu kasutatakse kustutamist harva "lõpliku kuumtöötlusena", vaid pigem karastamisprotsessi eelkäijana. Selle põhifunktsioon on pakkuda järgneva jõudluse kohandamiseks "kõrge - kõvadus, ülitugev alusstruktuur".
Järgnev karastamine erinevatel temperatuuridel (madal - temperatuur karastab 150 - 250 kraadi, keskmine - temperatuur karastab 350–500 kraadi ja kõrge temperatuuriga karastav 500–650 kraadi) võib likvideerida sisemist tugevust ja parandada, säilitades ulatusliku tugevuse.
Näiteks pärast kustutamist ja 45 terase temperatuuri karastamist (kustutamist ja karastamist) vähendatakse karedus HRC-ni 28-32, samas kui tõmbetugevus püsib üle 800 MPa ja löögienergia neeldumine suureneb üle 50J. See saavutab ideaalse tasakaalu "kõrge tugevuse ja suure sitkuse" kohta, muutes selle masinate tootmisel kõige sagedamini kasutatavate jõudluse optimeerimise lahenduse . 4. kohaliku jõudluse parandamine ja "kohalike tugevdamise" nõuete täitmine
Mõned süsinikukonstruktsioonilised terasest osad ei vaja üldist suurt tugevust (üldise rabeduse vältimiseks) ja vajavad ainult kriitiliste tööalade tugevdamist (näiteks kulumispinnad ja kontsentreeritud stressi alad). Nendel juhtudel võib kustutamine saavutada "kohaliku jõudluse parandamise" lähenemisviisi "kohaliku kütte + kohaliku jahutamise" kaudu.
Näiteks vajavad tööpinkide juhendamisrööpad pinna kulumiskindlust (kõrge kõvadus), kuid juhtraudtee maatriks peab säilitama sitkust (löögimurdu vältimiseks). Seda on võimalik saavutada "induktsiooni kuumutamise pinna kustutamise kaudu". See hõlmab ainult juhendipinna kuumutamist austenitiseerimiseks ja selle kiiresti jahutamist, moodustades pinnale kustutatud martensiidi (kõvadus HRC 50-55), säilitades samal ajal maatriksi algse tasakaalustruktuuri (säilitades sitkust).
Teise näite jaoks nõuab poldi pea või keermestatud osa nihke- ja kulumiskindlust. Kohalik kustutamine võib saavutada kriitilise jõudluse, vältides samal ajal üldist rabedust ja vähendades osa ebaõnnestumise riski.