wprowadzenieStal jest hartowana przez podgrzanie stali do temperatury powyżej temperatury krytycznej Ac3 (stal hipoeutektoidalna) lub Ac1 (stal hipereutektoidalna), utrzymywanie jej przez pewien czas tak, aby została austenityzowana w całości lub w części, a następnie schłodzona do temperatura wyższa niż krytyczna szybkość chłodzenia Szybkie chłodzenie poniżej Ms (lub Ms w pobliżu izotermicznej) martenzytycznej (lub bainitowej) obróbki cieplnej. Obróbka w roztworze materiałów takich jak stopy aluminium, stopy miedzi, stopy tytanu, szkło hartowane itp. lub procesy obróbki cieplnej z szybkim chłodzeniem są również powszechnie określane jako hartowanie. Hartowanie jest powszechnym procesem obróbki cieplnej, stosowanym głównie w celu zwiększenia twardości materiału. Zwykle z medium hartowniczego można podzielić na hartowanie w wodzie, hartowanie w oleju, hartowanie organiczne. Wraz z rozwojem nauki i technologii pojawiły się nowe procesy hartowania.1 Metoda hartowania chłodzonego powietrzem pod wysokim ciśnieniemPrzedmioty w silnym przepływie gazu obojętnego szybko i równomiernie schładzają, aby zapobiec utlenianiu powierzchni, aby uniknąć pęknięć, zmniejszyć zniekształcenia, aby zapewnić, że wymaganą twardość, głównie do hartowania stali narzędziowej. Technologia ta rozwijała się ostatnio szybko, a zakres zastosowań również znacznie się rozszerzył. Obecnie technologia hartowania w gazie próżniowym rozwija się szybko, a podciśnienie (<1 × 105 Pa) chłodzenie gazu o wysokim natężeniu przepływu, a następnie chłodzenie gazu i wysokie ciśnienie (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) powietrze -chłodzone, ultrawysokie ciśnienie (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) chłodzone powietrzem i inne nowe technologie nie tylko znacznie poprawiają zdolność hartowania próżniowego w przypadku chłodzenia powietrzem, a także hartowana jasność powierzchni przedmiotu obrabianego jest dobra, małe odkształcenie, ale również wysoka wydajność, oszczędność energii, brak zanieczyszczeń i tak dalej. Zastosowanie hartowania próżniowego chłodzonego gazem pod wysokim ciśnieniem to hartowanie i odpuszczanie materiałów, przesycanie, starzenie, nawęglanie jonowe i węgloazotowanie stali nierdzewnej i stopów specjalnych, a także spiekanie próżniowe, chłodzenie i hartowanie po lutowaniu. Przy hartowaniu azotem pod wysokim ciśnieniem 6 × 105 Pa ładunek może być chłodzony tylko luźno, stal szybkotnąca (W6Mo5Cr4V2) może być hartowana do 70 ~ 100 mm, stal wysokostopowa do pracy na gorąco do 25 ~ 100 mm, złoto na zimno stal matrycowa (taka jak Cr12) do 80 ~ 100 mm. W przypadku hartowania azotem pod wysokim ciśnieniem 10 × 105 Pa, chłodzone obciążenie może być intensywne, zwiększając gęstość obciążenia o około 30% do 40% przy chłodzeniu 6 × 105 Pa. ciśnieniowy azot lub mieszanina helu i azotu, chłodzone ładunki są gęste i można je łączyć w wiązki. Gęstość chłodzenia azotem 6 × 105 Pa 80% do 150%, może być chłodzona całą stalą szybkotnącą, stalą wysokostopową, stalą narzędziową do pracy na gorąco i stalą chromową Cr13% oraz większą ilością stali hartowanych w oleju stopowym, takich jak większa wielkogabarytowa stal 9Mn2V. Piece hartownicze dwukomorowe chłodzone powietrzem z oddzielnymi komorami chłodzącymi mają lepszą wydajność chłodzenia niż ten sam typ pieców jednokomorowych. Piec dwukomorowy 2 × 105 Pa chłodzony azotem ma taki sam efekt chłodzenia jak piec jednokomorowy 4 × 105 Pa. Jednak koszty operacyjne, niskie koszty utrzymania. Jako podstawowy przemysł materiałów w Chinach (grafit, molibden, itp.) oraz elementy pomocnicze (silniki) i inne poziomy do poprawy. Dlatego, aby ulepszyć jednokomorową wysokociśnieniową opiekę próżniową 6 × 105 Pa, przy jednoczesnym utrzymaniu rozwoju dwukomorowego pieca ciśnieniowego i wysokociśnieniowego chłodzonego powietrzem pieca hartowniczego bardziej zgodnego z krajowymi warunkami w Chinach. schłodzony piec próżniowy2 metoda silnego hartowania Konwencjonalne hartowanie zwykle odbywa się za pomocą chłodzenia oleju, wody lub roztworu polimeru, a silne hartowanie zasadą jest wodą lub niskimi stężeniami słonej wody. Mocne hartowanie charakteryzuje się niezwykle szybkim chłodzeniem, bez obaw o nadmierne odkształcenia stali i pękanie. Konwencjonalne chłodzenie do temperatury hartowania, napięcie powierzchniowe stali lub stan niskiego naprężenia oraz silne hartowanie w środku schładzania, serce przedmiotu obrabianego jest nadal w stanie gorącym, aby zatrzymać chłodzenie, tak aby powstało naprężenie ściskające powierzchni. W ciężkich warunkach hartowania przechłodzony austenit na powierzchni stali poddawany jest naprężeniu ściskającemu 1200 MPa, gdy szybkość chłodzenia strefy przemiany martenzytycznej jest wyższa niż 30℃/s, tak że granica plastyczności stali po hartowaniu wzrasta o co najmniej 25%. Zasada: Stal z hartowania w temperaturze austenityzowania, różnica temperatur między powierzchnią a sercem prowadzi do naprężeń wewnętrznych. Zmiana fazy określonej objętości zmiany fazy i tworzywa sztucznego zmiany fazy spowoduje również dodatkowe naprężenie przemiany fazowej. Jeżeli naprężenie termiczne i superpozycja naprężeń przejścia fazowego, to znaczy całkowite naprężenie przekracza granicę plastyczności materiału, nastąpi odkształcenie plastyczne; jeśli naprężenie przekroczy wytrzymałość na rozciąganie gorącej stali, powstanie pęknięcie po hartowaniu. Podczas intensywnego hartowania naprężenia szczątkowe wywołane przez plastyczność przemiany fazowej oraz naprężenia szczątkowe wzrastają w wyniku zmiany objętości właściwej przemiany austenitu-martenzytu. Przy intensywnym chłodzeniu powierzchnia obrabianego przedmiotu natychmiast schładzała się do temperatury kąpieli, temperatura serca prawie się nie zmieniła. Szybkie chłodzenie powoduje duże naprężenie rozciągające, które kurczy warstwę powierzchniową i jest równoważone przez obciążenie serca. Wzrost gradientu temperatury zwiększa naprężenie rozciągające wywołane początkową przemianą martenzytyczną, natomiast wzrost temperatury początku przemiany martenzytycznej Ms spowoduje rozszerzenie warstwy powierzchniowej na skutek plastyczności przejścia fazowego, powierzchniowe naprężenie rozciągające ulegnie znacznemu zmniejszeniu i przekształceniu na naprężenie ściskające, naprężenie ściskające powierzchni jest proporcjonalne do ilości wytworzonego martenzytu powierzchniowego. To powierzchniowe naprężenie ściskające określa, czy serce ulega przemianie martenzytycznej w warunkach ściskania, czy też przy dalszym chłodzeniu odwraca powierzchniowe naprężenie rozciągające. Jeśli przemiana martenzytyczna rozszerzenia objętości serca jest wystarczająco duża, a martenzyt powierzchniowy jest bardzo twardy i kruchy, spowoduje to pęknięcie warstwy powierzchniowej z powodu odwrócenia naprężeń. W tym celu powierzchnia stali powinna wykazywać naprężenie ściskające, a transformacja martenzytyczna serca powinna nastąpić tak późno, jak to możliwe. Silny test hartowania i wydajność hartowania stali: mocna metoda hartowania ma tę zaletę, że tworzy naprężenia ściskające na powierzchni, zmniejszając ryzyko pękania i poprawić twardość i wytrzymałość. Tworzenie powierzchni martenzytu 100%, stal otrzyma największą utwardzoną warstwę, może zastąpić droższą stal stal węglowa, silne hartowanie może również promować jednolite właściwości mechaniczne stali i powodować najmniejsze zniekształcenia przedmiotu obrabianego. Części po hartowaniu, żywotność przy zmiennym obciążeniu można zwiększyć o rząd wielkości. [1]Rysunek 2 silne prawdopodobieństwo powstawania pęknięć hartowania i zależność szybkości chłodzenia3 metoda chłodzenia mieszaniny woda-powietrze Poprzez regulację ciśnienia wody i powietrza oraz odległości między dyszą rozpylającą a powierzchnią przedmiotu obrabianego wydajność chłodzenia mieszaniny woda-powietrze można zmieniać, a chłodzenie może być równomierne. Praktyka produkcyjna pokazuje, że zastosowanie prawa dotyczącego kształtu złożonych części ze stali węglowej lub stopowej hartowanie indukcyjne powierzchni, które może skutecznie zapobiegać powstawaniu pęknięć hartowniczych. , może uzyskać lepszy efekt hartowania, do hartowania lub normalizacji stali. Obecnie technologia ta jest z powodzeniem stosowana do hartowania żeliwa sferoidalnego. Biorąc za przykład stop aluminium: Zgodnie z aktualnymi specyfikacjami obróbki cieplnej odkuwek i odkuwek ze stopu aluminium, temperatura wody hartującej jest zwykle kontrolowana poniżej 60 ° C, temperatura wody hartowniczej jest niska, prędkość chłodzenia jest wysoka, a duża pozostałość naprężenie po hartowaniu. W końcowej obróbce naprężenia wewnętrzne są niezrównoważone z powodu niespójności kształtu i wielkości powierzchni, co powoduje uwolnienie naprężeń szczątkowych, co powoduje, że odkształcone, wygięte, owalne i inne odkształcone części obrabianej części stają się nieodwracalnymi odpadami końcowymi z poważną stratą. Na przykład: śmigło, łopatki sprężarki i inne odkształcenia odkuwki ze stopu aluminium po obróbce są oczywiste, co skutkuje tolerancją wielkości części. Temperatura wody hartowniczej wzrosła z temperatury pokojowej (30-40 ℃) do temperatury wrzącej wody (90-100 ℃), średnie naprężenie szczątkowe kucia zmniejszyło się o około 50%. [2] Rysunek 4 schemat hartowania wrzącą wodą5 metoda hartowania w gorącym oleju Zastosowanie gorącego oleju do hartowania, aby przedmiot obrabiany przed dalszym chłodzeniem w temperaturze równej lub zbliżonej do temperatury punktu Ms w celu zminimalizowania różnicy temperatur, może skutecznie zapobiegać hartowaniu zniekształcenie i pękanie przedmiotu obrabianego. Niewielki rozmiar matrycy ze stali stopowej na zimno 160 ~ 200 ℃ w hartowaniu w gorącym oleju, może skutecznie zmniejszyć zniekształcenia i uniknąć pęknięć. Rysunek 5 Schemat hartowania w gorącym oleju6 Metoda obróbki kriogenicznej Hartowany przedmiot jest stale chłodzony od temperatury pokojowej do niższej temperatury, aby austenit szczątkowy jest nadal przekształcany w martenzyt, którego celem jest poprawa twardości i odporności na ścieranie stali, poprawa stabilności strukturalnej i stabilności wymiarowej przedmiotu obrabianego oraz skuteczna poprawa trwałości narzędzia. Obróbką kriogeniczną jest ciekły azot jako medium chłodzące dla metod obróbki materiałów. Technologia obróbki kriogenicznej została najpierw zastosowana do narzędzi zużywających się, materiałów narzędzi form, a później rozszerzona na stal stopową, węglik itp., przy użyciu tej metody można zmienić wewnętrzną strukturę materiałów metalowych, a tym samym poprawić właściwości mechaniczne i właściwości przetwórcze, co jest obecnie Jeden z najnowszych procesów hartowania. Obróbka kriogeniczna (Obróbka kriogeniczna), znana również jako obróbka w ultraniskiej temperaturze, ogólnie odnosi się do materiału poniżej -130 ℃ do przetwarzania w celu poprawy ogólnej wydajności materiału. Już 100 lat temu zaczęto zimną obróbkę części zegarków, która poprawia wytrzymałość, odporność na zużycie, stabilność wymiarową i żywotność. Oczyszczanie kriogeniczne to nowa technologia opracowana na bazie zwykłego leczenia zimnem w latach 60-tych. W porównaniu z konwencjonalną obróbką na zimno, obróbka kriogeniczna może dodatkowo poprawić właściwości mechaniczne i stabilność materiału oraz ma szerszą perspektywę zastosowania. Mechanizm obróbki kriogenicznej: Po obróbce kriogenicznej austenit szczątkowy w wewnętrznej strukturze materiału metalowego (głównie pleśń materiał) jest przekształcany w martenzyt, a wytrącony węglik jest również wytrącany w martenzycie, dzięki czemu martenzyt można wyeliminować w naprężeniu szczątkowym, ale także wzmocnić osnowę martenzytu, dzięki czemu wzrośnie również jej twardość i odporność na zużycie. Przyczyną wzrostu twardości jest przekształcenie części austenitu szczątkowego w martenzyt. Wzrost wiązkości wynika z dyspersji i niewielkiego wytrącania η-Fe3C. Jednocześnie zmniejsza się zawartość węgla w martenzycie i zmniejsza się odkształcenie sieci, poprawa plastyczności. Sprzęt do obróbki kriogenicznej składa się głównie ze zbiornika ciekłego azotu, układu przesyłowego ciekłego azotu, głębokiej komory chłodniczej i układu sterowania. W aplikacji zabieg kriogeniczny powtarza się kilkakrotnie. Typowe procesy, takie jak: 1120 ℃ hartowanie oleju + -196 ℃ × 1h (2-4) głęboka obróbka kriogeniczna +200 ℃ × 2h odpuszczanie. Po obróbce organizacji nastąpiła przemiana austenitu, ale również wytrącony z hartowanej dyspersji martenzytu o wysoce spójnej relacji z osnową ultradrobnych węglików, po późniejszym odpuszczaniu w niskiej temperaturze w temperaturze 200℃, wzrost ultradrobnych węglików Zdyspergowane węgliki ε , liczba i rozproszenie znacznie wzrosły. Zabieg kriogeniczny powtarza się kilkakrotnie. Z jednej strony superdrobne węgliki wytrącają się z martenzytu przekształconego z austenitu szczątkowego w czasie poprzedniego chłodzenia kriogenicznego. Z drugiej strony, w hartowanym martenzycie nadal wytrącają się drobne węgliki. Powtarzany proces może zwiększyć wytrzymałość matrycy na ściskanie, granicę plastyczności i udarność, poprawić twardość stali, jednocześnie znacznie poprawiając odporność na ścieranie. przetwarzania z powodu naprężeń termicznych spowodowanych nadmiernym odkształceniem, obróbka kriogeniczna powinna być kontrolowana szybkość chłodzenia. Ponadto, aby zapewnić równomierność pola temperatury wewnątrz urządzenia i zmniejszyć wahania temperatury, projekt systemu obróbki kriogenicznej powinien uwzględniać dokładność regulacji temperatury systemu i racjonalność rozmieszczenia pola przepływu. W projektowaniu systemu należy również zwrócić uwagę na mniejsze zużycie energii, wysoką wydajność, łatwą obsługę i inne wymagania. Takie są obecne trendy rozwoju systemu oczyszczania kriogenicznego. Ponadto oczekuje się, że niektóre rozwijające się systemy chłodnicze, których temperatura chłodzenia rozciąga się od temperatury pokojowej do niskiej temperatury, również rozwiną się w bezcieczowe systemy obróbki kriogenicznej wraz ze spadkiem ich minimalnej temperatury i poprawą wydajności chłodzenia. [3]Odniesienia:[1]樊东黎.强烈淬火——一种新的强化钢的热处理方法[J]. , 2005, 20(4): 1-3[2]宋微, , , .沸水淬火对铝合金锻件组织与机械性能的影响[J]. , 2002, 25(2): 1-3 [3]夏雨亮, , .深冷处理工艺及设备的发展现状和展望[J].低温与特气, 2007, 25(1): 1-3
Źródło: Carbide Meeyou

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *