新しい焼入れ工程の紹介

導入鋼は、鋼を臨界温度Ac3 (亜共析鋼) またはAc1 (過共析鋼) を超える温度に加熱し、一定時間保持して全体または一部をオーステナイト化することによって急冷し、次に冷却します。臨界冷却速度よりも高い温度 Ms (または等温に近い Ms) マルテンサイト (またはベイナイト) 熱処理プロセスを下回るまで急速に冷却します。アルミニウム合金、銅合金、チタン合金、強化ガラスなどの材料の溶体化処理、または急速冷却を伴う熱処理プロセスは、一般に急冷とも呼ばれます。焼入れは一般的な熱処理プロセスで、主に材料の硬度を高めるために使用されます。通常、焼入れ媒体から、水焼入れ、油焼入れ、有機焼入れに分けることができます。科学と技術の発展に伴い、いくつかの新しい焼入れプロセスが登場しました。主に工具鋼の焼入れに必要な硬度。この技術は近年急速に進歩し、応用範囲も大幅に拡大しています。現在、真空ガス焼入れ技術が急速に発展し、負圧 (<1 × 105 Pa) 高流量ガス冷却に続いてガス冷却と高圧 (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) 空気-冷却、超高圧 (10 × 105 〜 20 × 105 Pa) 空冷およびその他の新技術は、空冷の真空焼入れ能力を大幅に高めるだけでなく、焼入れされたワーク表面の明るさは良好で、変形は小さく、また、高効率、省エネ、無公害など。真空高圧ガス冷却焼入れの使用は、材料の焼入れと焼戻し、ステンレス鋼と特殊合金の溶体化、時効、イオン浸炭と浸炭窒化、およびろう付け後の真空焼結、冷却と焼入れです。 6 × 105 Pa の高圧窒素冷却焼入れにより、負荷は緩い冷却のみ可能、高速度鋼 (W6Mo5Cr4V2) は 70 ~ 100 mm まで硬化可能、高合金熱間ダイス鋼は 25 ~ 100 mm まで、金冷間加工金型鋼（Cr12など）80～100mmまで。 10 × 10 5 Pa の高圧窒素で急冷すると、冷却負荷が集中し、6 × 10 5 Pa の冷却で負荷密度が約 30% から 40% 増加します。圧力窒素またはヘリウムと窒素の混合物である場合、冷却された負荷は高密度であり、一緒に束ねることができます。 6 × 105 Pa の窒素冷却 80% から 150% までの密度は、すべての高速度鋼、高合金鋼、熱間工具鋼、Cr13% クロム鋼、およびより大型の 9Mn2V 鋼などのより多くの合金油焼入れ鋼を冷却できます。独立した冷却チャンバーを備えたデュアルチャンバー空冷急冷炉は、同じタイプのシングルチャンバー炉よりも優れた冷却能力を備えています。 2×105Paの窒素冷却ダブルチャンバー炉は、4×105Paのシングルチャンバー炉と同等の冷却効果があります。ただし、運用コスト、低メンテナンス コスト。中国の基本的な材料産業 (グラファイト、モリブデンなど) と補助コンポーネント (モーター) およびその他のレベルを改善するように。したがって、6 × 105 Pa の単室高圧真空ケアを改善すると同時に、中国の国情に合わせて二室圧力および高圧空冷焼入れ炉の開発を維持する必要があります。図 1 高圧空気-冷却真空炉2 強急冷法従来の急冷は、通常、油、水またはポリマー溶液冷却によるもので、水または低濃度の塩水による強急冷規則です。強焼入れは、鋼の過度の歪みや割れの心配がなく、冷却が非常に早いのが特徴です。焼入れ温度、鋼の表面張力または低応力状態への従来の焼入れ冷却、および冷却の途中での強力な焼入れでは、ワークピースの心臓はまだ熱い状態にあり、冷却を停止するため、表面圧縮応力が形成されます。厳しい焼入れ条件の下では、鋼の表面の過冷却オーステナイトは、マルテンサイト変態ゾーンの冷却速度が 30 ℃ / s を超えると、1200 MPa の圧縮応力を受け、焼入れ後の鋼の降伏強度が低下します。少なくとも 25% 増加します。相変化および相変化プラスチックの特定の体積の相変化も、追加の相変態応力を引き起こします。熱応力と相転移応力の重ね合わせ、つまり、全体的な応力が材料の降伏強度を超えると、塑性変形が発生します。応力が高温鋼の引張強度を超えると、焼割れが発生します。集中焼入れ中、相変化可塑性による残留応力と、オーステナイト-マルテンサイト変態の体積変化による残留応力が増加します。強烈な冷却では、ワーク表面はすぐにバス温度まで冷却され、心臓温度はほとんど変化しませんでした。急速な冷却により、表面層が収縮する高い引張応力が発生し、心臓の応力によってバランスが保たれます。温度勾配の増加は、初期マルテンサイト変態によって引き起こされる引張応力を増加させますが、マルテンサイト変態開始温度 Ms の増加は、相転移可塑性により表面層を膨張させ、表面引張応力を大幅に減少させ、変換させます。圧縮応力に変換すると、表面圧縮応力は生成される表面マルテンサイトの量に比例します。この表面圧縮応力は、心臓が圧縮条件下でマルテンサイト変態を受けるか、さらに冷却すると表面引張応力を逆転させるかを決定します。心臓の体積膨張のマルテンサイト変態が十分に大きく、表面のマルテンサイトが非常に硬くて脆い場合、応力反転により表面層が破断します。この目的のために、鋼の表面に圧縮応力が現れ、ハート マルテンサイト変態ができるだけ遅く発生する必要があります。強力な焼入れ試験と鋼の焼入れ性能: 強力な焼入れ方法には、表面に圧縮応力が形成されるという利点があり、割れのリスクが減少します。硬度と強度を向上させます。 100% マルテンサイトの表面形成により、鋼に最大の硬化層が与えられ、より高価な鋼炭素鋼を置き換えることができ、強力な焼入れにより、鋼の均一な機械的特性を促進し、ワークピースの歪みを最小限に抑えることができます。焼き入れ後の部品は、交互負荷下での耐用年数を1桁長くすることができます。 [1]図2 強焼割れ発生確率と冷却速度の関係3 水空気混合冷却方式水と空気の圧力と噴霧ノズルとワーク表面の距離を調整することで、水空気混合冷却の冷却能力を向上させます。変化させることができ、冷却を均一にすることができます。生産の実践は、複雑な炭素鋼または合金鋼部品の高周波焼入れ表面硬化の形状に関する法則の使用を示しています。これにより、焼入れ割れの発生を効果的に防ぐことができます。 、鋼の焼入れまたは焼きならしのために、より良い硬化効果を得ることができます。現在、この技術はダクタイル鋳鉄焼入れへの適用に成功しています。アルミニウム合金を例にとると、アルミニウム合金鍛造品および鍛造品の現在の熱処理仕様によると、一般に、焼入れ水温度は60°C未満に制御され、焼入れ水温度は低く、冷却速度は高く、残留物は大きくなります。焼入れ後の応力が発生します。最終加工では、表面の形状とサイズの不一致により内部応力のバランスが崩れ、残留応力が解放され、加工部品の変形、曲げ、楕円形およびその他の変形部分が不可逆的な最終廃棄物になります。重大な損失を伴う。例：プロペラ、コンプレッサーブレード、その他のアルミニウム合金鍛造品の機械加工後の変形は明らかで、部品サイズの公差が生じます。焼入れ水の温度を室温（30～40℃）から沸騰水（90～100℃）に上げると、平均鍛造残留応力は約50%減少した。 [2] 図 4 沸騰水焼入れ図 5 熱油焼入れ法熱焼入れ油を使用することで、温度差を最小限に抑えるために Ms 点の温度またはそれに近い温度でさらに冷却する前にワークピースを冷却することで、焼入れを効果的に防止できます。ワークの歪みや割れ。小型の合金工具鋼の金型は、熱油焼入れで 160 ~ 200 ℃ に冷却され、歪みを効果的に低減し、割れを防ぐことができます。残留オーステナイトはマルテンサイトに変換され続けます。その目的は、鋼の硬度と耐摩耗性を向上させ、ワークピースの構造安定性と寸法安定性を改善し、効果的に工具寿命を改善することです。極低温処理は液体窒素として材料処理方法の冷却媒体。極低温処理技術は、最初に摩耗工具、金型材料に適用され、その後合金鋼、超硬などに拡張されました。この方法を使用すると、金属材料の内部構造を変化させることができ、それによって機械的特性と加工特性が向上します。現在最新の強化プロセスの 1 つです。極低温処理とも呼ばれる極低温処理（Cryogenic Treatment）は、一般に、材料の全体的な性能を向上させるために処理するための-130℃未満の材料を指します。 100 年前から時計の部品に冷間処理が施され、強度、耐摩耗性、寸法安定性、耐用年数が向上することがわかりました。極低温処理は、1960年代に通常の低温処理をベースに開発された新しい技術です。従来の冷間処理と比較して、極低温処理は材料の機械的特性と安定性をさらに向上させることができ、より広い用途の見通しがあります。極低温処理メカニズム：極低温処理後、金属材料の内部構造（主に金型）の残留オーステナイト材料）はマルテンサイトに変換され、析出した炭化物もマルテンサイトに析出するため、マルテンサイトは残留応力で除去できますが、マルテンサイトのマトリックスも強化されるため、硬度と耐摩耗性も向上します。硬さの増加の理由は、残留オーステナイトの一部がマルテンサイトに変換されるためです。靭性の増加は、分散と少量の η-Fe3C 析出によるものです。同時に、マルテンサイトの炭素含有量が減少し、格子歪みが減少し、可塑性が向上します。極低温処理装置は、主に液体窒素タンク、液体窒素伝送システム、ディープコールドボックス、および制御システムで構成されています。適用にあたっては、極低温処理を数回繰り返す。代表的な工程としては、1120℃油焼入れ＋-196℃×1h（2-4）極低温処理＋200℃×2h焼き戻し。組織の処理後、オーステナイトの変態がありましたが、超微細炭化物のマトリックスとの高度に整合した関係の急冷マルテンサイト分散からも析出し、その後 200 ℃ での低温焼き戻しの後、超微細炭化物の成長 分散 ε 炭化物、数と分散が大幅に増加しました。低温処理は何度も繰り返されます。一方では、先の極低温冷却時に残留オーステナイトから変態したマルテンサイトから超微細炭化物が析出する。一方、焼入れマルテンサイトには微細な炭化物が析出し続ける。反復プロセスにより、マトリックスの圧縮強度、降伏強度、および衝撃靭性が増加し、鋼の靭性が向上し、衝撃摩耗抵抗が大幅に改善されました。過度の変形による熱応力による処理、極低温処理は冷却速度を制御する必要があります。さらに、装置内の温度場の均一性を確保し、温度変動を低減するために、極低温処理システムの設計では、システムの温度制御精度と流れ場配置の合理性を考慮する必要があります。システム設計では、省エネルギー、高効率、簡単な操作などの要件を満たすように注意を払う必要があります。これらが現在の極低温処理システムの開発動向です。また、冷凍温度が室温から低温に及ぶ開発中の冷凍システムの中には、最低温度の低下と冷凍効率の向上により、液体を使用しない極低温処理システムへの発展も期待されています。 [3]参考文献:[1]樊东黎。强烈淬火—新しい强化钢の熱处処理方法[J]。热处理, 2005, 20(4): 1-3[2]宋微, 郝冬梅, 王成江.沸水炎は、鉄合金部品の組織に及ぼす機械的性能の影響[J]。铝加工, 2002, 25(2): 1-3[3]夏雨亮, 金滔, 汤珂.深冷処理工程および設備の発展状況と展望[J].低温と特气, 2007, 25(1): 1-3
出典：Meeyou Carbide