هدف از خاموش کردن فولاد سازه کربن چیست؟

هدف از خاموش کردن فولاد سازه کربن چیست؟
فرآیند فرونشست برای فولاد سازه کربن شامل گرم کردن فولاد به دمای آستنیت (به طور معمول 30 {3} 50 درجه بالاتر از AC3 ، نیاز به آستنیتیزاسیون کامل برای فولاد هیپوئوتکتوئید) ، نگه داشتن فولاد در این دما را برای یک دوره زمانی فراهم می کند تا ریزساختار به طور کامل تبدیل شود و سپس به سرعت آن را به صورت آب گرم کنید و به سرعت آن را در آن خنک کنید و به سرعت در آن خنک شود. هدف اصلی آن دستیابی به پیشرفت "دستیابی به موفقیت" در خواص مکانیکی با تغییر ریزساختار داخلی فولاد (تبدیل آستنیت به ساختارهای غیر تعادل مانند مارتنزیت یا باینیت) ، به ویژه برای نیاز و نیاز به سختی است. این فرایند را می توان به چهار هدف اصلی زیر طبقه بندی کرد:
1. به طور قابل توجهی سختی فولاد و مقاومت در برابر سایش را بهبود بخشید
ریزساختار تعادل فولاد ساختاری کربن (به عنوان مثال ، مروارید + فرت) از سختی نسبتاً کم برخوردار است (به عنوان مثال ، سختی نورد داغ- فولاد Q235 تقریباً HB150- 180 است و 45 فولاد تقریباً HB170 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{170} 210 است. این امر باعث می شود که برنامه هایی که نیاز به سایش و مقاومت در برابر خراش دارند (به عنوان مثال ، سطوح مقاوم در برابر سایش در قطعات مکانیکی و لبه های ابزار) نامناسب باشد. در حین خاموش شدن ، آستنیت به سرعت خنک می شود (میزان خنک کننده باید از "نرخ خنک کننده بحرانی" فراتر رود). اتمها وقت برای انتشار و تشکیل مروارید تعادل ندارند و در عوض مجبور به تشکیل مارتنزیت هستند. مارتنزیت یک محلول جامد اشباع نشده اشباع شده کربن در -FE است ، با تحریف مشبک قابل توجهی و جابجایی های داخلی متعدد. این به طور قابل توجهی سختی را افزایش می دهد:
فولاد سازه کربن -}} کربن (مانند 45 فولاد) می تواند به سختی HRC55- 60 بعد از خاموش شدن برسد ، بسیار بیش از آن از فولاد نورد گرم است.
فولاد سازه کربن- بالا (مانند 65 فولاد) حتی می تواند پس از خاموش شدن به سختی HRC60-65 برسد و به سطح فولاد ابزار معمولی نزدیک شود.
این سختی بالا به طور موثری مقاومت سایش قطعات را بهبود می بخشد و سایش را در حین استفاده کاهش می دهد (به عنوان مثال ، راهنمای ابزار دستگاه خاموش و پهلوهای دندان دنده).
2. به طور قابل توجهی مقاومت و مقاومت در برابر فولاد را بهبود می بخشد
علاوه بر سختی ، فرونشاندن استحکام کششی ، استحکام عملکرد و مقاومت در برابر تغییر شکل فولاد سازه کربن افزایش می یابد. فریت در ساختار تعادل دارای انعطاف پذیری بالایی اما مقاومت کم است ، در حالی که مروارید از استحکام متوسط ​​برخوردار است. با این حال ، مارتنزیت می تواند به دلیل اعوجاج شبکه و تقویت جابجایی ، 50 ٪ -100 ٪ قدرت را بدست آورد.
به عنوان مثال ، 45 فولاد دارای قدرت کششی نورد داغ- تقریباً 600 مگاپاسکال است. پس از خاموش شدن (بدون مزاج) ، مقاومت کششی به بیش از 1000 مگاپاسکال افزایش می یابد و قدرت عملکرد از 355 مگاپاسکال به بیش از 800 مگاپاسکال افزایش می یابد.
برای قطعاتی که بارهای تحمل می کنند ، در برابر ضربه مقاومت می کنند ، یا در برابر تغییر شکل مقاومت می کنند (مانند شفت ها ، میله های اتصال و پیچ ها) ، قدرت بالا پس از فرونشست تضمین می کند که قطعات در شرایط عملیاتی پیچیده تغییر شکل یا شکستگی نمی کنند ، بنابراین با بار ساختاری روبرو می شوند -} تحمل. 3.}}}} ude prenction redate " تعادل. "
اگرچه فولادهای ساختاری کربن پس از خاموش شدن به سختی و استحکام بسیار بالایی دست می یابند ، اما اشکالاتی قابل توجهی دارند: استرس داخلی بالا در ساختار مارتنزیت ، انعطاف پذیری ضعیف و چقرمگی بسیار کم (مستعد به شکستگی شکننده ، با جذب انرژی ضربه به طور معمول تنها 5- 10J). استفاده مستقیم به دلیل تأثیرات جزئی یا غلظت استرس به راحتی می تواند منجر به عدم موفقیت شود. بنابراین ، خاموش شدن به ندرت به عنوان "عملیات حرارتی نهایی" مورد استفاده قرار می گیرد ، بلکه به عنوان پیشرو فرآیند معتدل است. عملکرد اصلی آن ارائه "سختی-} ، ساختار بنیادی با مقاومت بالا" برای تنظیم عملکرد بعدی است.
متعلق به دمای مختلف در دماهای مختلف (دمای پایین- دمای دمای 150- 250 درجه ، متوسط ​​{4} درجه حرارت درجه حرارت 350-500 درجه و درجه حرارت درجه حرارت 500-650 درجه) می تواند استرس مارتنسیت داخلی را از بین ببرد و در حالی که بیشتر از استحکام کمرنگ را حفظ می کند ، سختی را بهبود بخشد.
به عنوان مثال ، پس از خاموش شدن و درجه حرارت- درجه حرارت (خاموش شدن و خنک کننده) 45 فولاد ، سختی به HRC 28-32 کاهش می یابد ، در حالی که مقاومت کششی بالاتر از 800 مگاپاسکال باقی مانده و جذب انرژی ضربه به بیش از 50J افزایش می یابد. این به تعادل ایده آل "قدرت بالا و سختی زیاد" می رسد ، و آن را به عنوان رایج ترین راه حل بهینه سازی عملکرد جامع در ساخت ماشین آلات. 4. بهبود عملکرد محلی و برآورده کردن الزامات "تقویت محلی" می کند.
برخی از قطعات فولادی ساختاری کربن به استحکام کلی (برای جلوگیری از شستشوی کلی) نیاز ندارند و فقط نیاز به تقویت مناطق مهم کار (مانند سطوح سایش و مناطقی از استرس غلیظ) دارند. در این موارد ، خاموش کردن می تواند از طریق یک رویکرد "گرمایش محلی + خنک کننده محلی" به "بهبود عملکرد محلی" برسد.
به عنوان مثال ، ریل های راهنمای ابزار دستگاه به مقاومت در برابر سایش سطح (سختی زیاد) نیاز دارند ، اما ماتریس راه آهن راهنما باید چقرمگی را حفظ کند (برای جلوگیری از شکستگی ضربه). این می تواند از طریق "فرونشست سطح گرمایش القایی" حاصل شود. این شامل گرم کردن فقط سطح راه آهن راهنما به Austenitization و خنک کردن سریع آن ، مارتنزیت خاموش (سختی HRC 50-55) بر روی سطح ضمن حفظ ساختار تعادل اصلی ماتریس (حفظ چقرمگی) است.
برای مثال دیگر ، قسمت سر یا نخ پیچ یک پیچ نیاز به برشی و مقاومت در برابر سایش دارد. خاموش شدن محلی می تواند ضمن جلوگیری از شکنندگی کلی و کاهش خطر خرابی قسمت ، به عملکرد بحرانی برسد.