Yeni söndürme işleminin tanıtılması

girişÇelik, çeliğin Ac3 (ötektoid altı çelik) veya Ac1 (ötektoid üstü çelik) kritik sıcaklığının üzerindeki bir sıcaklığa ısıtılması, tamamen veya kısmen östenitleştirilecek şekilde bir süre tutulması ve daha sonra soğutulmasıyla söndürülür. kritik soğutma hızından daha yüksek bir sıcaklık Ms (veya izotermalin yakınında Ms) martensitik (veya beynit) ısıl işlem prosesinin altına hızlı soğutma. Alüminyum alaşımları, bakır alaşımları, titanyum alaşımları, sertleştirilmiş cam vb. gibi malzemelerin çözelti işlemine veya hızlı soğutmalı ısıl işlem işlemlerine de yaygın olarak su verme denir. Su verme, esas olarak malzemenin sertliğini arttırmak için kullanılan yaygın bir ısıl işlemdir. Genellikle söndürme ortamından, su söndürme, yağ söndürme, organik söndürme olarak ayrılabilir. Bilim ve teknolojinin gelişmesiyle, bazı yeni söndürme süreçleri ortaya çıkmıştır.1 yüksek basınçlı hava soğutmalı söndürme yöntemiGüçlü inert gaz akışındaki iş parçaları, yüzey oksidasyonunu önlemek, çatlamayı önlemek, bozulmayı azaltmak için hızlı ve eşit bir şekilde soğutulur. esas olarak takım çeliği su verme için gerekli sertlik. Bu teknoloji son zamanlarda hızla ilerlemiş ve uygulama yelpazesi de önemli ölçüde genişlemiştir. Şu anda, vakumlu gaz söndürme teknolojisi hızla gelişti ve negatif basınç (<1 × 105 Pa) yüksek akış hızı gaz soğutma, ardından gaz soğutma ve yüksek basınç (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) hava - soğutmalı, ultra yüksek basınç (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) hava soğutmalı ve diğer yeni teknolojiler, sadece hava soğutmalı vakumla söndürme yeteneğini büyük ölçüde geliştirmekle kalmaz, aynı zamanda iş parçasının yüzey parlaklığını da söndürür, iyi, küçük deformasyon, ancak Ayrıca yüksek verim, enerji tasarrufu, kirlilik içermeyen vb. Vakumlu yüksek basınçlı gaz soğutmalı söndürmenin kullanımı, malzemelerin söndürülmesi ve tavlanması, çözelti, yaşlandırma, iyon karbonlama ve paslanmaz çelik ve özel alaşımların karbonitrasyonunun yanı sıra, lehimleme sonrası vakum sinterleme, soğutma ve söndürmedir. 6 × 105 Pa yüksek basınçlı nitrojen soğutmalı soğutma ile yük sadece gevşek halde soğutulabilir, yüksek hız çeliği (W6Mo5Cr4V2) 70 ~ 100 mm'ye kadar sertleştirilebilir, yüksek alaşımlı sıcak iş kalıp çeliği 25 ~ 100 mm'ye kadar, altın Soğuk 80 ~ 100 mm'ye kadar iş kalıp çeliği (Cr12 gibi). 10 × 105 Pa yüksek basınçlı nitrojen ile söndürüldüğünde, soğutulan yük yoğun olabilir ve yük yoğunluğunu 6 × 105 Pa soğutmanın üzerinde yaklaşık 30% ila 40% artırarak. 20 × 105 Pa ultra yüksek ile söndürüldüğünde basınçlı nitrojen veya helyum ve nitrojen karışımı, soğutulmuş yükler yoğundur ve birlikte demetlenebilir. 6 × 105 Pa nitrojen soğutma 80% ila 150% yoğunluğu, tüm yüksek hız çeliği, yüksek alaşımlı çelik, sıcak iş takım çeliği ve Cr13% krom çeliği ve daha büyük boyutlu 9Mn2V çelik gibi daha fazla alaşımlı yağla su verilmiş çelikte soğutulabilir. Ayrı soğutma odalarına sahip çift odacıklı hava soğutmalı söndürme fırınları, aynı tip tek odalı fırınlardan daha iyi soğutma kapasitesine sahiptir. 2 × 105 Pa nitrojen soğutmalı çift odacıklı fırın, 4 × 105 Pa tek odacıklı fırın ile aynı soğutma etkisine sahiptir. Ancak işletme maliyetleri, düşük bakım maliyetleri. Çin'in temel malzeme sanayisi olarak (grafit, molibden vb.) ve yardımcı bileşenler (motor) ve diğer seviyeler iyileştirilecektir. Bu nedenle, Çin'in ulusal koşullarına daha uygun çift odacıklı basınç ve yüksek basınçlı hava soğutmalı söndürme fırınının gelişimini sürdürürken 6 × 105 Pa tek odacıklı yüksek basınçlı vakum bakımını iyileştirmek. soğutmalı vakum fırını2 güçlü söndürme yöntemi Geleneksel söndürme genellikle yağ, su veya polimer çözeltisi soğutması ve su veya düşük konsantrasyonlarda tuzlu su ile güçlü söndürme kuralı ile yapılır. Güçlü su verme, çeliğin aşırı bozulması ve çatlama konusunda endişelenmenize gerek kalmadan son derece hızlı soğutma ile karakterize edilir. Söndürme sıcaklığına geleneksel söndürme soğutması, çelik yüzey gerilimi veya düşük stres durumu ve soğutmanın ortasında güçlü söndürme, iş parçasının kalbi soğutmayı durdurmak için hala sıcak durumda, böylece yüzey sıkıştırma stresinin oluşumu. Şiddetli su verme koşulu altında, martensitik dönüşüm bölgesinin soğutma hızı 30 ℃ / s'den yüksek olduğunda, çeliğin yüzeyindeki aşırı soğutulmuş östenit, 1200 MPa'lık basınç stresine maruz kalır, böylece çeliğin su verme işleminden sonra akma dayanımı En az 25% arttırılır. İlke: Çelik ostenitleme sıcaklığından su verme, yüzey ve kalp arasındaki sıcaklık farkı iç strese yol açacaktır. Spesifik faz değişimi hacminin faz değişimi ve faz değişimi plastiği de ek faz dönüşüm stresine neden olacaktır. Termal gerilme ve faz geçiş gerilmesi süperpozisyonu ise, yani toplam gerilme malzemenin akma mukavemetini aşarsa plastik deformasyon meydana gelir; stres, sıcak çeliğin çekme mukavemetini aşarsa, bir su verme çatlağı oluşturacaktır. Yoğun söndürme sırasında, faz değişimi plastisitesinin neden olduğu artık gerilim ve östenit-martensit dönüşümünün özgül hacim değişimi nedeniyle artık gerilim artar. Yoğun soğutmada, iş parçası yüzeyi hemen banyo sıcaklığına soğutulur, kalp sıcaklığı neredeyse değişmez. Hızlı soğutma, yüzey tabakasını küçülten ve kalp stresiyle dengelenen yüksek bir çekme gerilimine neden olur. Sıcaklık gradyanının artması, ilk martensitik dönüşümün neden olduğu çekme gerilimini arttırırken, martensit dönüşümünün başlangıç sıcaklığının Ms artması, faz geçiş plastisitesi nedeniyle yüzey tabakasının genişlemesine neden olacak, yüzey çekme gerilimi önemli ölçüde azaltılacak ve dönüştürülecektir. Yüzey basınç gerilmesi, üretilen yüzey martensit miktarı ile orantılıdır. Bu yüzey sıkıştırma gerilimi, kalbin sıkıştırma koşulları altında martensitik dönüşüme uğrayıp uğramadığını veya daha fazla soğutmada yüzey çekme gerilimini tersine çevirdiğini belirler. Kalp hacmi genişlemesinin martensitik dönüşümü yeterince büyükse ve yüzey martenziti çok sert ve kırılgansa, stres ters kırılması nedeniyle yüzey tabakasını yapacaktır. Bu amaçla, çelik yüzey basınç gerilimi gibi görünmelidir ve kalp martensitik dönüşümü mümkün olduğunca geç gerçekleşmelidir. Güçlü su verme testi ve çelik su verme performansı: Güçlü su verme yöntemi, yüzeyde basınç gerilimi oluşturma avantajına sahiptir ve çatlama riskini azaltır. ve sertliği ve gücü geliştirin. 100% martenzitin yüzey oluşumu, çeliğe en büyük sertleştirilmiş katman verilecek, daha pahalı çelik karbon çeliğinin yerini alabilir, güçlü bir su verme aynı zamanda çeliğin tekdüze mekanik özelliklerini de destekleyebilir ve iş parçasının en küçük bozulmasını üretebilir. Söndürmeden sonra parçalar, alternatif yük altında hizmet ömrü bir büyüklük sırasına göre arttırılabilir. [1] Şekil 2 güçlü söndürme çatlağı oluşma olasılığı ve soğutma hızı ilişkisi3 su-hava karışımı soğutma yöntemiSu ve hava basıncını ve atomize edici meme ile iş parçasının yüzeyi arasındaki mesafeyi ayarlayarak, su-hava karışımının soğutma kapasitesi değiştirilebilir ve soğutma homojen olabilir. Üretim uygulaması, karmaşık karbon çeliği veya alaşımlı çelik parçaların şekline ilişkin yasanın kullanımının, söndürme çatlaklarının oluşumunu etkili bir şekilde önleyebilen endüksiyonla sertleştirme yüzey sertleştirmesinin kullanıldığını göstermektedir. Şekil 3 su-hava karışımı4 kaynar su söndürme yöntemi100 ℃ kaynar su soğutma kullanarak , çeliği söndürmek veya normalleştirmek için daha iyi bir sertleştirme etkisi elde edebilir. Şu anda, bu teknoloji sfero döküme başarıyla uygulanmaktadır. Örnek olarak alüminyum alaşımı alınır: Alüminyum alaşımlı dövme ve dövme parçalar için mevcut ısıl işlem özelliklerine göre, söndürme suyu sıcaklığı genellikle 60 ° C'nin altında kontrol edilir, söndürme suyu sıcaklığı düşüktür, soğutma hızı yüksektir ve büyük bir kalıntı söndürmeden sonra stres oluşur. Son işlemede, yüzey şeklinin ve boyutunun tutarsızlığı nedeniyle iç gerilim dengesizdir, bu da artık gerilimin serbest kalmasına neden olarak işlenmiş parçanın deforme olmuş, bükülmüş, oval ve diğer deforme olmuş parçalarının geri dönüşü olmayan nihai atık haline gelmesine neden olur. ciddi kayıpla. Örneğin: pervane, kompresör kanatları ve diğer alüminyum alaşımlı dövme deformasyonu, işlemeden sonra belirgindir, bu da parça boyutu toleransına neden olur. Söndürme suyu sıcaklığı oda sıcaklığından (30-40 ℃) kaynar su (90-100 ℃) sıcaklığına yükseldi, ortalama dövme kalıntı gerilimi yaklaşık 50% azaldı. [2] Şekil 4 kaynar su söndürme diyagramı5 sıcak yağ söndürme yöntemiSıcak söndürme yağının kullanılması, böylece iş parçası, sıcaklık farkını en aza indirmek için Ms noktasının sıcaklığına eşit veya buna yakın bir sıcaklıkta daha fazla soğutulmadan önce, söndürmeyi etkili bir şekilde önleyebilir. iş parçasının bozulması ve çatlaması. Alaşımlı takım çeliğinin küçük boyutu, sıcak yağda su vermede 160 ~ 200 ℃ soğukta kalır, bozulmayı etkili bir şekilde azaltabilir ve çatlamayı önleyebilir. tutulan östenit, amacı çeliğin sertliğini ve aşınma direncini iyileştirmek, iş parçasının yapısal kararlılığını ve boyutsal kararlılığını iyileştirmek ve takım ömrünü etkili bir şekilde iyileştirmek olan martensite dönüştürülmeye devam eder. Kriyojenik işlem, sıvı nitrojendir. malzeme işleme yöntemleri için bir soğutma ortamı. Kriyojenik işlem teknolojisi ilk olarak aşınma aletlerine, kalıp aleti malzemelerine uygulandı ve daha sonra alaşımlı çelik, karbür vb. Şu anda en son sertleştirme süreçlerinden biri. Ultra düşük sıcaklık işlemi olarak da bilinen kriyojenik işlem (Kriyojenik işlem), malzemenin genel performansını iyileştirmek için genellikle -130 ℃'nin altındaki malzemeyi ifade eder. 100 yıl kadar önce, insanlar saat parçalarına uygulanan soğuk işlemin dayanıklılığı, aşınma direncini, boyutsal kararlılığı ve hizmet ömrünü iyileştirdiği tespit edildi. Kriyojenik tedavi, 1960'larda sıradan soğuk tedavi temelinde geliştirilen yeni bir teknolojidir. Geleneksel soğuk işlemle karşılaştırıldığında, kriyojenik işlem malzemenin mekanik özelliklerini ve stabilitesini daha da iyileştirebilir ve daha geniş bir uygulama beklentisine sahiptir. Kriyojenik işlem mekanizması: Kriyojenik işlemden sonra, metal malzemenin iç yapısında (esas olarak kalıp) kalan östenit malzeme) martensite dönüştürülür ve martensitte çökeltilmiş karbür de çökeltilir, böylece martensit artık streste ortadan kaldırılabilir, ancak aynı zamanda martensit matrisini de arttırır, böylece sertliği ve aşınma direnci de artar. Sertliğin artmasının nedeni, tutulan östenitin bir kısmının martensite dönüşmesinden kaynaklanmaktadır. Tokluktaki artış, dağılım ve küçük η-Fe3C çökelmesinden kaynaklanmaktadır. Aynı zamanda martenzitin karbon içeriği azalır ve kafes distorsiyonu azalır, Plastisite iyileşir. Kriyojenik arıtma ekipmanları temel olarak sıvı nitrojen tankı, sıvı nitrojen iletim sistemi, derin soğuk kutu ve kontrol sisteminden oluşur. Uygulamada kriyojenik işlem birkaç kez tekrarlanır. Tipik işlemler: 1120 ℃ yağda su verme + -196 ℃ × 1h (2-4) derin kriyojenik işlem +200 ℃ × 2h tavlama. Organizasyonun işlenmesinden sonra ostenitin dönüşümü olmuştur, ancak aynı zamanda 200 ℃'de düşük sıcaklıkta tavlamadan sonra ultra ince karbürlerin matrisi ile son derece uyumlu ilişkinin söndürülmüş martensit dağılımından çökelmiştir, ultra ince karbürlerin büyümesi Dağıtılmış ε karbürler , sayı ve dağılım önemli ölçüde arttı. Kriyojenik işlem birkaç kez tekrarlanır. Bir yandan, çok ince karbürler, önceki kriyojenik soğutma sırasında tutulan östenitten dönüştürülen martensitten çökeltilir. Öte yandan, söndürülmüş martenzitte ince karbürler çökelmeye devam eder. Tekrarlanan işlem, matris basınç mukavemetini, akma mukavemetini ve darbe tokluğunu arttırabilir, çeliğin tokluğunu iyileştirirken, darbe aşınma direncini önemli ölçüde iyileştirebilir. Aşırı deformasyonun neden olduğu termal stres nedeniyle işleme, kriyojenik işlem soğutma hızı kontrollü olmalıdır. Ek olarak, ekipmanın içindeki sıcaklık alanının tekdüzeliğini sağlamak ve sıcaklık dalgalanmasını azaltmak için, kriyojenik arıtma sisteminin tasarımı, sistem sıcaklık kontrol doğruluğunu ve akış alanı düzenlemesinin rasyonalitesini dikkate almalıdır. Sistem tasarımında ayrıca daha az enerji tüketimi, yüksek verim, kolay kullanım ve diğer gereksinimleri karşılamaya özen gösterilmelidir. Bunlar, kriyojenik arıtma sisteminin mevcut gelişme trendidir. Ayrıca, soğutma sıcaklığı oda sıcaklığından düşük sıcaklığa kadar uzanan bazı gelişen soğutma sistemlerinin de minimum sıcaklıklarının azalması ve soğutma veriminin artmasıyla sıvı içermeyen kriyojenik arıtma sistemlerine dönüşmeleri beklenmektedir. [3] Referanslar:[1]樊东黎.强烈淬火——一种新的强化钢的热处理方法[J].热处理, 2005, 20(4): 1-3[2]宋微, 郝冬梅, 王成江.沸水淬火对铝合金锻件组织与机械性能的影响[J].铝加工, 2002, 25(2): 1-3[3]夏雨亮, 金滔, 汤珂.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
Kaynak: Meeyou Carbide