Mikä on paras teräskäsittely?

Lämpökäsittely on kriittinen prosessi, joka muuttaa teräksen mikrorakennetta sen mekaanisten ominaisuuksiensa - parantamiseksi, kuten kovuus, lujuus, ulottuvuus tai sitkeys - räätälöity sen tiettyihin sovellusvaatimuksiin. Teräksen "paras" lämpökäsittely riippuu täysin terästyypistä, sen tarkoitetusta käytöstä ja tarvittavista ominaisuuksista (esim. Suuri kovuus työkalujen leikkaamiseen, rakenteellisten komponenttien sitkeys tai koneiden osien kulutuskestävyys). Ei ole yhtä - kokoa - sopii - kaikki ratkaisut, mutta yleisimpien lämpökäsittelymenetelmien ja niiden ihanteellisten sovellusten ymmärtäminen voi auttaa tunnistamaan tietyn skenaarion optimaalisen prosessin.
Hehkutus: Pehmennykseen ja konettavuuteen
Hehkutus on lämpökäsittely, johon sisältyy teräksen lämmittäminen tiettyyn lämpötilaan (tyypillisesti sen kriittisen pisteen yläpuolella, jossa sen mikrorakenteen muuntaminen), pitämällä sitä siellä tasaisen lämmityksen varmistamiseksi ja jäähdyttäen sitten hitaasti (usein uunissa). Tämä prosessi eliminoi sisäiset rasitukset, hienosäätää viljarakennetta ja pehmentää terästä - helpottaa koneista, muotoilua tai taivutusta. Se on erityisen hyödyllinen korkeille - hiiliteräksille, jotka ovat kovia ja hauraita niiden nimellä - valssattu tila. Esimerkiksi hehkutettu 1095 korkeaa - hiiliterästä (käytetty veitsissä ja jousissa) tulee riittävästi hiomista tai muotoilua ennen lopullista kovettumista. Hehkutus on paras valinta, kun prioriteetti on konettavuuden parantaminen, haurauden vähentäminen tai teräksen valmistelu seuraavaa prosessointia varten (esim. Kylmä työ).
Normalisointi: Yhdenmukaisuuden ja lujuuden vuoksi
Normalisointi on samanlainen kuin hehkutus, mutta siihen sisältyy teräs jäähdytys ilmassa (eikä hitaasti uunissa) lämmityksen jälkeen. Tämä nopeampi jäähdytysnopeus tuottaa hienomman, yhtenäisemmän viljarakenteen, mikä johtaa suurempaan lujuuteen ja kovuuteen kuin hehkutus, samalla kun se säilyttää silti maltillisen taipuisuuden. Se on ihanteellinen epätasaisen mikrorakenteen korjaamiseen valettuun tai taottuun teräkseen (jolla voi olla karkeita jyviä tai sisäisiä rasituksia) ja teräserien ominaisuuksien standardisointiin. Normalisointia käytetään yleisesti rakenteellisissa teräksissä (esim. A36) rakenteessa, missä johdonmukainen lujuus ja sitkeys komponentin yli ovat kriittisiä. Se tasapainottaa voimaa ja toimitettavuutta, jolloin se on menossa - hoitoon yleisen - tarkoituksen teräsosat.
Sammutus ja karkaisu: voiman ja sitkeyden vuoksi
Sammutus ja karkaisu on yleisimmin käytetty lämpökäsittely korkean lujuuden ja sitkeyden tasapainon saavuttamiseksi - KOLAISUUS KRITTISESTI - laakerikomponentit, kuten vaihteet, akselit ja rakennuspultit. Prosessiin sisältyy kaksi vaihetta: ensin sammutus (lämmitysteräs sen kriittisen pisteen yläpuolella ja jäähdyttäen sitten nopeasti vedessä, öljyssä tai polymeerissä lukitsemaan kova, hauras mikrorakenne, nimeltään martensiitti); Toiseksi, karkaisu (lämmitetään sammutettu teräs alhaisempaan lämpötilaan, jäähdyttämällä sitten haurauden vähentämiseksi samalla, kun suurin osa kovuudesta). Esimerkiksi 4140 -seosteräs (yleinen rakenteellinen seos) on sammutettu ja karkaistu, jotta saavuttaakseen vetolujuus on 100 000–150 000 psi, joilla on riittävä sitkeys vastustaakseen vaikutuksia. Tämä hoito on vertaansa vailla sovelluksissa, jotka vaativat sekä voimaa että kestävyyttä, kuten autojen kampiakseleita tai teollisuuskoneiden osia.
Kovettuminen: Suurimman kovuuden saavuttamiseksi
Kovettuminen (jota käytetään usein vuorottelevasti sammutuksen kanssa, vaikkakin teknisesti osa sammutusprosessia) keskittyy kovuuden maksimoimiseen muuttamalla teräksen mikrorakenne martensiitiksi nopean jäähdytyksen avulla. Sitä käytetään, kun äärimmäinen kovuus on ensisijainen vaatimus - esim. Työkalujen, suulakkeiden tai laakeripintojen leikkaamiseen. Korkeat - hiiliteräkset (esim. D2 -työkaluteräs) tai korkea - -seosteräkset reagoivat parhaiten kovettumiseen, koska niiden kemia mahdollistaa kovan martensiitin muodostumisen. Karkaistu teräs on kuitenkin hauras, joten sitä käytetään harvoin ilman seuraavaa karkaamista, ellei sovellus vaadi puhdasta kovuutta (esim. - -vaikutustyökaluissa, kuten tiedostot).
Kotelon kovettuminen: Pinnan kovuus kovalla ytimellä
Koteloiden kovettuminen (mukaan lukien prosessit, kuten hiilihappo, nitriding ja hiilihappo) on suunniteltu kovettamaan vain teräksen pintaa jättäen ytimen kovan ja siunauslaitteen. Tämä on ihanteellinen osille, joiden on vastustettava kulumista (pinnalla), mutta myös absorboiva isku (ytimessä) -, kuten vaihteet, nokka -akselit tai kiinnittimet. Hiilihyvittämiseen sisältyy teräksen lämmitys hiilellä - rikas ympäristö hiilen diffuusioon sen pintaan, jota seuraa sammutus "kotelon" (pintakerros) kovettamiseksi. Nitriding käyttää typpeä hiilen sijasta, tuottaen kovaa, kuluvaa - kestävän pinnan alhaisemmissa lämpötiloissa (vähentäen vääristymiä). Esimerkiksi 8620 -seosteräs (käytetty hammaspyörissä) on usein hiilihakuinen, jotta voidaan luoda kova, kuluminen - kestävän pinnan (58–62 hrc) pitäen ytimen kovan (30–35 hrc). Kotelon kovettuminen on paras valinta, kun pintaominaisuudet (kuluminen, kulutuskestävyys) ovat kriittisiä, mutta ydinlujuus ei voida uhrata.
Stressin lievittäminen: Sisäisten rasitusten vähentämiseksi
Stressin lievittämiseen sisältyy teräksen lämmitys lämpötilaan sen kriittisen pisteen alapuolella (tyypillisesti 500–1 300 astetta F / 260–700 astetta) ja pitämällä sitä siellä ennen jäähtymistä hitaasti. Se ei muuta merkittävästi kovuutta tai voimaa, vaan poistaa hitsauksen, koneistusten tai kylmän työn aiheuttamat sisäiset rasitukset - estämällä vääntymistä, halkeilua tai mittamuutoksia käytön aikana. Tämä on välttämätöntä hitsatuille rakenteellisille komponenteille (esim. Terässillat, paineastiat) tai tarkkuusosille (esim. Tehtävä työkalukehyksille), joissa jännitys - aiheuttama vääristymä voi vaarantaa suorituskyvyn. Stressin lievittäminen on paras vaihtoehto, kun tavoitteena on vakauttaa teräksen mitat muuttamatta sen mekaanisia ominaisuuksia.
Paras hoidon valitseminen: keskeiset näkökohdat
"Paras" lämpökäsittely riippuu kolmesta tekijästä:
1.Säiliötyyppi: korkea - hiiliteräkset (esim. 1095) reagoi hyvin kovettumiseen ja karkaisuun, kun taas alhaiset - hiiliteräkset (esim. 1018) normalisoidaan usein lujuuden vuoksi. Seosteräkset (esim. 4140) ovat excel -sammutuksia ja karkaisua tasapainoisten ominaisuuksien suhteen.
2.sovellus: Leikkaustyökalut tarvitsevat kovettumisen; Rakenteelliset palkit tarvitsevat normalisointia tai stressin lievittämistä; Vaihteet tarvitsevat koveen kovettumisen.
3.ruodidut ominaisuudet: Priorisoi hehkutus ulottuvuuden, sammuttamisen/karkaisun lujuuden - sitkeystasapainon tai pinnan kulumisen resistanssin kovettumisen kovettumisen suhteen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että terästen paras lämpökäsittely on se, joka vastaa koostumustaan ​​ja tarkoitettua käyttöä. Sammutus ja karkaisu on monipuolinen lujuuden - sitkeystasapainolle, hehkutettavuuden hehkutettavuus, pinnan kulumiskestävyyden kovettuminen ja stressin lievittäminen vakauden suhteen. Vastaamalla terästarpeisiin hoidon valmistajat voivat avata sen täyden potentiaalinsa tietyille teollisuus- tai rakenteellisille sovelluksille.