Odpuszczanie stali: rodzaje i właściwości, cechy technologiczne i kruchość odpuszczania, obróbka cieplna stopów

Anonim
Uwalnianie metalu nazywane jest procesem technologicznym obróbki cieplnej hartowanego stopu stali. Umożliwia zakończenie przemian fazowych w mikrostrukturze (martenzyt), która uzyskuje najbardziej stabilny stan. Faktem jest, że w procesie hartowania powstają naprężenia wewnętrzne w metalu - osiowe, promieniowe, styczne. Aby wyeliminować ich negatywne skutki, takie jak kruchość i niska ciągliwość, produkty są ogrzewane w piecach w różnych temperaturach (od 250 ° C do 650 ° C), utrzymywanych przez określony czas (od 15 minut do 1, 5 godziny), a następnie powoli chłodzone.

Kompleks tych środków prowadzi do uwolnienia nadmiaru węgla, restrukturyzacji i uporządkowania struktury metalowej, eliminacji wad w strukturze krystalicznej. Przetworzone materiały uzyskują określony zestaw właściwości mechanicznych, wśród których głównymi są zwiększenie plastyczności i zmniejszenie kruchości przy zachowaniu wystarczającego poziomu wytrzymałości.

Rodzaje wakacyjnej stali

  1. Niski
  2. Średnia
  3. Wysoki

Koncepcja niskich wakacji .

Aby zmniejszyć naprężenia wewnętrzne, niskie odpuszczanie stali zwykle przeprowadza się przez ogrzewanie do 250 ° C przez 1 do 2, 5 godziny. Część nadmiaru węgla jest uwalniana z metalu podczas procesu dyfuzji, z których powstają cząstki węglika w postaci płyt i prętów. Nierównowagowa struktura hartującego martenzytu zamienia się w równowagowy odpuszczony martenzyt. Osiąga się to poprzez stabilizację wielkości produktów, zwiększenie lepkości i wytrzymałości, a wskaźniki twardości pozostają prawie niezmienione.

Stale żelazowo-węglowe i niskostopowe poddawane są hartowaniu w niskich temperaturach w celu produkcji narzędzi tnących i pomiarowych, które nie doświadczają obciążeń dynamicznych. Jest on wykonywany głównie dla stali utwardzanych prądami o wysokiej częstotliwości, a także dla stopów, których powierzchnia była wcześniej nasycona węglem i azotem.

Zawiera średnie wakacje .

Odbywa się w temperaturach od 350 ° C do 500 ° C i zapewnia wysoką elastyczność i odporność na relaksację. Cały nadmiar węgla jest uwalniany ze stali, a węglik jest przekształcany w cementyt. Martenzyt już całkowicie się rozłożył, a restrukturyzacja struktury metalu (poligonizacja) i jego ulepszenie (rekrystalizacja) jeszcze się nie rozpoczęły. Nowa kombinacja nazywana jest troostmartensytem i charakteryzuje się przyspieszeniem procesów dyfuzji. Sieć krystaliczna stopu zamienia się w sieć sześcienną, a naprężenia wewnętrzne zmniejszają się jeszcze bardziej.

Chłodzenie metalu odbywa się w wodzie, co również zwiększa limit wytrzymałości. Hartowanie w średniej temperaturze jest konieczne w produkcji części elastycznych: sprężyn, instrumentów perkusyjnych i sprężyn.

Zaawansowana technologia .

W temperaturach powyżej 500 ° C zachodzą przemiany strukturalne w stopach węgla, które nie są już związane z przemianami fazowymi. Konfiguracja i wymiary cząstek kryształów ulegają zmianom, ich ziarna stają się większe, a forma ma tendencję do eksosiowości. Kompleksowa obróbka cieplna, w tym hartowanie i wysokie odpuszczanie stali, w materiałoznawstwie nazywa się poprawą, a struktura krystaliczna metalu po tym nazywa się odpuszczaniem sorbitolu. Jest uważany za najbardziej skuteczny, ponieważ uzyskuje się idealne połączenie lepkości, plastyczności i wytrzymałości stopu. Twardość jest jednak nieco zmniejszona, więc nie ma nadziei na poprawę odporności na zużycie.

Czas trwania dużego urlopu waha się od 1 do 6 godzin i zależy od wielkości kół zębatych, łożysk, wałów korbowych, tulei, śrub i śrub wykonanych ze stali konstrukcyjnych i stali o średniej zawartości węgla. Produkty te w trakcie pracy odbierają obciążenia udarowe i pracują przy ściskaniu, napinaniu i zginaniu, a specjalne wymagania są stawiane na ich wytrzymałość, wytrzymałość, granicę plastyczności i udarność.

Zjawisko niestabilności urlopowej

Badając istotę procesu, można wnioskować, że przy każdym wzroście temperatury odpuszczania wzrasta również wytrzymałość. Ale podczas obróbki stopów stali w określonych zakresach temperatur następuje nagły spadek wytrzymałości bez zmiany innych właściwości mechanicznych. Zjawisko to określa się terminem „kruchość temperowania” i tłumaczy się je następująco:

  1. Kruchość wakacyjna - rodzaj - proces nieodwracalny. W temperaturach od 250 ° C do 300 ° C węgliki martenzytu zaczynają być nierównomiernie rozłożone, co prowadzi do dramatycznej różnicy w sile na powierzchni ziaren kryształów i wewnątrz nich. Podlegają temu wszystkie rodzaje stopów stali, niezależnie od składu i szybkości chłodzenia na końcu hartowania. Zjawiska tego nie można wyeliminować, a aby temu zapobiec, po prostu starają się nie przetwarzać w tych temperaturach.
  2. Kruchość świąteczna ΙΙ jest procesem odwracalnym. Występuje podczas spowalniania chłodzenia niektórych stali stopionych chromem, manganem i niklem, które zostały uwolnione w temperaturze powyżej 500 ° C Powodem jest ponownie uwolnienie i rozproszona redystrybucja węglików, a także fosforków i azotków. Aby stłumić rozwój odwracalnej kruchości, stosuje się ponowne odpuszczanie przy chłodzeniu olejem, a prędkość tego ostatniego powinna być jak najwyższa. Dodatki w stali stopowej do 1% wolframu lub do 0, 3% molibdenu również pomagają rozwiązać ten problem. Co ciekawe, jeśli podczas pracy części zostaną ponownie podgrzane do temperatury powyżej 500 ° C, kruchość temperatu- ry powróci, dlatego nazwano ją odwracalną.

Obróbka cieplna stopów narzędziowych

Praktycznie dla wszystkich metali stwierdzenie jest prawdziwe: wraz ze wzrostem temperatury odpuszczania spada siła i ciągliwość wzrasta. Jedynymi wyjątkami są stale szybkotnące używane do produkcji narzędzi. Aby zapewnić najlepszą charakterystykę odporności termicznej i odporności na zużycie, są one stopione z elementami tworzącymi węglik: molibden, kobalt, wolfram i wanad. Do hartowania stosuj ogrzewanie do temperatur powyżej 1200 ° C, co pozwala na całkowite rozpuszczenie utworzonych węglików.

Przewodnictwo cieplne samego żelaza i jego pierwiastków stopowych znacznie się różni, dlatego aby zapobiec odkształceniu i pękaniu podczas ogrzewania, należy robić przerwy temperaturowe. Dzieje się tak, gdy osiągnie 800 ° C i 1050 ° C, a dla dużych obiektów, pierwszy odstęp jest zalecany w temperaturze 600 ° C. Czas zatrzymania wynosi od 5 do 20 minut, co pozwala na najlepsze warunki rozpuszczania węglików. Chłodzenie najczęściej przeprowadza się w oleju.

Stopniowa obróbka cieplna stali w stopionych solach, gdzie hartowanie prowadzi się w temperaturze około 500 ° C, może znacznie zmniejszyć odkształcenie. Aby zwiększyć twardość produktów, następuje podwójne hartowanie w temperaturze 570 ° C. Czas trwania procesu wynosi 1 godzinę, a na jego tryb wpływają właściwości chemiczne pierwiastków stopowych i temperatura, która określa szybkość uwalniania węglików.