Mis on terase parim kuumtöötlus?

Kuumtöötlus on kriitiline protsess, mis muudab terase mikrostruktuuri, et suurendada selle mehaanilisi omadusi -, näiteks kõvadus, tugevus, elastsus või sitkus - kohandada selle konkreetsetele rakendusnõuetele. Terase "parim" kuumtöötlus sõltub täielikult terase tüübist, selle kavandatud kasutamisest ja vajalikest omadustest (nt kõrge kõvadus lõikamisriistade jaoks, konstruktsioonikomponentide sitkus või masinate osade kulumiskindlus). Pole kedagi - suurus - sobib - kogu lahenduseks, kuid kõige tavalisemate kuumtöötluse meetodite ja nende ideaalsete rakenduste mõistmine aitab tuvastada antud stsenaariumi optimaalset protsessi.
Lõõmutamine: pehmendamiseks ja masinaks
Lõõmustamine on kuumtöötlus, mis hõlmab terase kuumutamist konkreetsele temperatuurile (tavaliselt kõrgemale selle kriitilisest punktist, kus selle mikrostruktuur muutub), hoides seda seal ühtlase kuumutamise tagamiseks ja seejärel aeglaselt jahutades (sageli ahjus). See protsess välistab sisemised pinged, täpsustab terastruktuuri ja pehmendab terast -, muutes selle hõlpsamaks masinaga, vormiks või painutamiseks. See on eriti kasulik kõrge - süsinikteraste jaoks, mis on nende - rullitud olekus kõvad ja rabedad. Näiteks lõõmutatud 1095 kõrge - süsinikteras (kasutatud nugades ja vedrudes) muutub enne lõpliku kõvenemise lihvimiseks või kujundamiseks piisavalt kõvasti. Lõõmutamine on parim valik, kui prioriteediks on mehhanisvuse parandamine, rabeduse vähendamine või terase valmistamine järgnevaks töötlemiseks (nt külm töö).
Normaliseerimine: ühtluse ja tugevuse tagamiseks
Normaliseerimine sarnaneb lõõmutamisega, kuid hõlmab terase jahutamist õhus (mitte aeglaselt ahjus) pärast kuumutamist. See kiirem jahutuskiirus annab peenema, ühtlasema tera struktuuri, mille tulemuseks on suurem tugevus ja kõvadus kui lõõmutamine, säilitades samal ajal mõõduka elastsuse. See sobib ideaalselt valatud või sepistatud terase ebaühtlase mikrostruktuuri korrigeerimiseks (millel võivad olla jämedad terad või sisemised pinged) ja terase partiide omaduste standardiseerimiseks. Normaliseerimist kasutatakse ehituses tavaliselt konstruktsiooniliste teraste (nt A36), kus komponendi järjepidev tugevus ja sitkus on kriitilised. See tasakaalustab tugevust ja töötavat, muutes selle - üldise - otstarbelise terase osade töötlemiseks.
Kustutamine ja karastamine: tugevuse ja sitkuse jaoks
Kustutamine ja karastamine on kõige laialdasemalt kasutatav kuumtöötlus suure tugevuse ja sitkuse tasakaalu saavutamiseks -. Kombinatsioon, mis on kriitiline koormuse jaoks - kandekomponentide, näiteks käikude, šahtide ja struktuuriliste poltide jaoks. Protsess hõlmab kahte etappi: kõigepealt kustutamine (kütteterast kõrgemale selle kriitilisest punktist ja seejärel jahutades seda kiiresti vees, õlis või polümeeris, et lukustada kõva, rabe mikrostruktuur, mida nimetatakse martensiidiks); Teiseks, karastades (kuumutatud terase soojendamine madalamale temperatuurini, seejärel jahutage seda, et vähendada rabedust, säilitades samal ajal suurema osa karedusest). Näiteks 4140 sulamist terast (tavaline konstruktsioonisulam) kustutatakse ja kahandatakse, et saavutada tõmbetugevus 100 000–150 000 psi, millel on piisav tugevus löögi vastu. See ravi on ületamatu nii tugevust kui ka vastupidavust vajavate rakenduste jaoks, näiteks autotööstusvõllid või tööstuslikud masinaosad.
Kõvenemine: maksimaalse kõvaduse tagamiseks
Kõvenemine (mida sageli kasutatakse jahutamisega, ehkki tehniliselt osa kustutamisprotsessist) keskendub kõvaduse maksimeerimisele, muutes terase mikrostruktuuri kiire jahutamise kaudu martensiidiks. Seda kasutatakse siis, kui äärmine kõvadus on peamine nõue -, nt tööriistade, suremiste või laagripindade lõikamiseks. Kõrge - süsinikterased (nt D2 tööriista teras) või kõrge - sulamiteras reageerib kõvenemisele kõige paremini, kuna nende keemia võimaldab moodustada kõva martensiidi. Kõvenenud teras on aga habras, nii et seda kasutatakse harva ilma järgneva karastamiseta, välja arvatud juhul, kui rakendus nõuab puhast kõvadust (nt mitte - löögiriistad nagu failid).
Juhtumi kõvenemine: karmi südamiku pinna kõvaduse jaoks
Juhtumite kõvenemine (sealhulgas sellised protsessid nagu karburimine, nitristamine ja süsinik) on mõeldud ainult terase pinna kõvendamiseks, jättes südamiku karmi ja kõrgusega. See sobib ideaalselt osade jaoks, mis peavad vastu pidama kulumisele (pinnale), kuid neelab ka lööki (südamikus) -, näiteks käigud, nukkvõllid või kinnitusdetailid. Karbiseerimine hõlmab terase kuumutamist süsiniku - rikkalikus keskkonnas, et hajutada süsinikku selle pinnale, millele järgneb summutamine, et karendada "korpust" (pinnakiht). Nitriidimine kasutab süsiniku asemel lämmastikku, tekitades kõvasti, kulumist - resistentset pinda madalamatel temperatuuridel (vähendades moonutusi). Näiteks 8620 sulalaterast (kasutatakse käikudes) sageli karbaraiseeritud, et luua kõva, kuluda - resistentse pinna (58–62 tundi), hoides samal ajal südamikku karmilt (30–35 tundi). Juhtumi kõvenemine on parim valik, kui pinnaomadused (kulumine, hõõrdumiskindlus) on kriitilised, kuid südamiku sitkust ei saa ohverdada.
Stressi leevendamine: sisemiste pingete vähendamiseks
Stressi leevendamine hõlmab terase kuumutamist temperatuurile, mis on alla selle kriitilise punkti (tavaliselt 500–1 300 kraadi f / 260–700 kraadi) ja enne aeglaselt jahutamist seal seal. See ei muuda oluliselt kõvadust ega tugevust, vaid eemaldab keevitamise, töötlemise või külma tööga põhjustatud sisemised pinged - takistada väändumist, pragunemist või mõõtmete muutusi kasutamise ajal. See on hädavajalik keevitatud konstruktsioonikomponentide (nt terasest sillad, rõhuanumad) või täpse osa (nt tööpinkide raamid), kus stress - indutseeritud moonutused võivad toimivust kahjustada. Stressi leevendamine on parim valik, kui eesmärk on stabiliseerida terase mõõtmed, muutmata selle mehaanilisi omadusi.
Parima ravi valimine: peamised kaalutlused
"Parim" kuumravi sõltub kolmest tegurist:
1.Steeli tüüp: kõrge - süsinikterased (nt 1095) reageerivad kareduse kõvenemisele ja karastamisele hästi, samas kui madal - süsinikterased (nt 1018) normaliseeritakse sageli tugevuse osas. Legeeritud terased (nt 4140) on silma paista tasakaalustatud omaduste kustutamise ja karastamisega.
2. Rakendamine: lõikamisriistad vajavad kõvenemist; Struktuuritalad vajavad normaliseerimist või stressi leevendamist; Käigud vajavad juhtumite kõvenemist.
3. TULETUD Atribuudid: prioriteetse määrata lõõmutamine elastsuse, tugevuse kustutamine/karastamine - sitkus tasakaal või pinna kulumiskindluse korral kõvenemine.
Kokkuvõtlikult on terase parim kuumtöötlus see, mis vastab selle koostisele ja kavandatud kasutamisele. Kustutamine ja karastamine on tugevuse - sitkuse tasakaalu jaoks mitmekülgne, töödeldavuse lõõmutamine, pinna kulumiskindluse korral kõvenemine ja stabiilsuse stressi leevendamine. Ravi sobitades terase vajadustele, saavad tootjad avada selle täieliku potentsiaali konkreetsete tööstuslike või struktuuriliste rakenduste jaoks.