Giới thiệu quy trình dập tắt mới

Giới thiệu Thép được làm nguội bằng cách nung nóng thép đến nhiệt độ trên nhiệt độ tới hạn Ac3 (thép hypecectơ) hoặc Ac1 (thép siêu bền), giữ nó trong một khoảng thời gian để Austenit hóa toàn bộ hoặc một phần, và sau đó làm nguội ở nhiệt độ lớn hơn tốc độ làm nguội tới hạn Làm lạnh nhanh xuống dưới Ms (hoặc Ms gần đẳng nhiệt) quá trình xử lý nhiệt mactenxit (hoặc bainit). Quá trình xử lý bằng dung dịch đối với các vật liệu như hợp kim nhôm, hợp kim đồng, hợp kim titan, kính cường lực, v.v., hoặc quy trình xử lý nhiệt với làm nguội nhanh cũng thường được gọi là dập tắt. Làm nguội là một quá trình xử lý nhiệt phổ biến, chủ yếu được sử dụng để tăng độ cứng của vật liệu. Thông thường từ môi trường làm nguội, có thể được chia thành dập tắt nước, dập tắt dầu, dập tắt hữu cơ. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, một số quy trình dập tắt mới đã ra đời.1 phương pháp dập tắt làm mát bằng không khí áp suất cao Các phôi trong dòng khí trơ mạnh làm mát nhanh và đều, chống oxy hóa bề mặt, tránh nứt, giảm biến dạng, đảm bảo rằng độ cứng cần thiết, chủ yếu để tôi luyện thép công cụ. Công nghệ này gần đây đã phát triển nhanh chóng và phạm vi ứng dụng cũng đã mở rộng đáng kể. Hiện tại, công nghệ dập tắt khí chân không phát triển nhanh chóng, và làm mát khí tốc độ dòng chảy cao áp suất âm (<1 × 105 Pa), tiếp theo là làm mát khí và không khí áp suất cao (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) -làm mát, áp suất cực cao (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) được làm mát bằng không khí và các công nghệ mới khác không chỉ tăng cường đáng kể khả năng dập tắt chân không của làm mát bằng không khí, và làm dịu độ sáng bề mặt phôi tốt, biến dạng nhỏ, nhưng Cũng là một hiệu quả cao, tiết kiệm năng lượng, không gây ô nhiễm và như vậy. Việc sử dụng quá trình dập tắt làm mát bằng khí áp suất cao chân không là dập tắt và tôi luyện vật liệu, dung dịch, lão hóa, thấm cacbon bằng ion và cacbonit hóa thép không gỉ và các hợp kim đặc biệt, cũng như thiêu kết chân không, làm mát và làm nguội sau khi hàn. Với quá trình dập tắt làm mát nitơ áp suất cao 6 × 105 Pa, tải chỉ có thể được làm mát rời, thép tốc độ cao (W6Mo5Cr4V2) có thể được làm cứng đến 70 ~ 100 mm, thép khuôn gia công nóng hợp kim cao lên đến 25 ~ 100 mm, vàng lạnh thép chết (chẳng hạn như Cr12) lên đến 80 ~ 100 mm. Khi được dập tắt bằng nitơ áp suất cao 10 × 10 5 Pa, tải được làm mát có thể tăng cường, làm tăng mật độ tải lên khoảng 30% đến 40% so với làm mát 6 × 10 5 Pa. Khi được dập tắt bằng 20 × 10 5 Pa cực cao nitơ áp suất hoặc hỗn hợp của heli và nitơ, các chất tải được làm mát dày đặc và có thể được bó lại với nhau. Mật độ làm mát nitơ 6 × 105 Pa 80% đến 150%, có thể được làm mát tất cả thép tốc độ cao, thép hợp kim cao, thép công cụ gia công nóng và thép crom Cr13% và thép làm nguội bằng dầu hợp kim hơn, chẳng hạn như thép 9Mn2V kích thước lớn hơn. Lò tôi làm mát bằng gió hai buồng với các buồng làm mát riêng biệt có khả năng làm mát tốt hơn so với các lò một buồng cùng loại. Lò đôi làm mát bằng nitơ 2 × 105 Pa có hiệu quả làm mát tương tự như lò một buồng 4 × 105 Pa. Tuy nhiên, chi phí vận hành, chi phí bảo trì thấp. Khi ngành công nghiệp vật liệu cơ bản của Trung Quốc (than chì, molypden, v.v.) và các thành phần phụ trợ (động cơ) và các cấp độ khác được cải thiện. Do đó, để cải thiện việc chăm sóc chân không áp suất cao một buồng 6 × 105 Pa trong khi duy trì sự phát triển của áp suất buồng kép và lò làm mát bằng không khí áp suất cao phù hợp hơn với điều kiện quốc gia của Trung Quốc. lò chân không làm mát2 phương pháp dập tắt mạnh Phương pháp dập tắt thông thường thường là làm mát bằng dầu, nước hoặc dung dịch polyme, và quy tắc dập tắt mạnh bằng nước hoặc nước muối có nồng độ thấp. Quá trình dập tắt mạnh có đặc điểm là làm nguội cực nhanh mà không phải lo lắng về sự biến dạng quá mức của thép và nứt vỡ. Làm nguội nguội thông thường đến nhiệt độ dập tắt, sức căng bề mặt thép hoặc trạng thái ứng suất thấp, và dập tắt mạnh ở giữa quá trình làm mát, tim phôi vẫn ở trạng thái nóng để ngừng làm mát, do đó hình thành ứng suất nén bề mặt. Trong điều kiện tôi luyện khắc nghiệt, Austenit siêu lạnh trên bề mặt thép phải chịu ứng suất nén 1200 MPa khi tốc độ làm nguội của vùng biến đổi mactenxit cao hơn 30 ℃ / s, do đó cường độ chảy của thép sau khi làm nguội tăng ít nhất 25% Nguyên tắc: Thép từ nhiệt độ dập tắt Austenitizing, sự chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt và lòng thép sẽ dẫn đến ứng suất bên trong. Sự thay đổi pha của khối lượng riêng thay đổi pha và nhựa thay đổi pha cũng sẽ gây ra thêm ứng suất chuyển pha. Nếu ứng suất nhiệt và ứng suất chuyển pha chồng chất, tức là ứng suất tổng thể vượt quá cường độ chảy của vật liệu sẽ xảy ra biến dạng dẻo; nếu ứng suất vượt quá độ bền kéo của thép nóng sẽ tạo thành vết nứt dập tắt. Trong quá trình dập tắt chuyên sâu, ứng suất dư gây ra bởi độ dẻo thay đổi pha và ứng suất dư tăng lên do sự thay đổi thể tích cụ thể của quá trình chuyển đổi austenit-mactenxit. Trong quá trình làm mát cường độ cao, bề mặt phôi ngay lập tức được làm lạnh đến nhiệt độ tắm, nhiệt độ tim hầu như không thay đổi. Làm nguội nhanh gây ra ứng suất kéo lớn làm co lại lớp bề mặt và được cân bằng bởi ứng suất tim. Sự gia tăng của gradien nhiệt độ làm tăng ứng suất kéo gây ra bởi sự biến đổi mactenxit ban đầu, trong khi sự tăng nhiệt độ bắt đầu biến đổi mactenxit Ms sẽ làm cho lớp bề mặt nở ra do tính dẻo chuyển pha, ứng suất kéo bề mặt sẽ giảm và biến đổi đáng kể. thành ứng suất nén, Ứng suất nén bề mặt tỷ lệ với lượng mactenxit bề mặt tạo ra. Ứng suất nén bề mặt này xác định liệu trái tim có trải qua sự biến đổi mactenxit trong điều kiện nén hay khi làm mát thêm, sẽ đảo ngược ứng suất kéo bề mặt. Nếu sự biến đổi mactenxit của sự giãn nở thể tích đủ lớn và bề mặt mactenxit rất cứng và giòn, nó sẽ làm cho lớp bề mặt do ứng suất đảo ngược bị vỡ. Vì vậy, bề mặt thép phải xuất hiện ứng suất nén và quá trình biến đổi mactenxit trong tim xảy ra càng muộn càng tốt. và cải thiện độ cứng và sức mạnh. Sự hình thành bề mặt của mactenxit 100%, thép sẽ có lớp cứng lớn nhất, nó có thể thay thế thép cacbon bằng thép đắt tiền hơn, một quá trình dập tắt mạnh cũng có thể thúc đẩy các đặc tính cơ học đồng nhất của thép và tạo ra sự biến dạng nhỏ nhất của phôi. Các bộ phận sau khi làm nguội, tuổi thọ sử dụng dưới tải xoay chiều có thể được tăng lên theo cấp độ. [1] Hình 2 xác suất hình thành vết nứt dập tắt mạnh và mối quan hệ tốc độ làm mát 3 Phương pháp làm mát hỗn hợp nước-không khí Bằng cách điều chỉnh áp suất của nước và không khí và khoảng cách giữa vòi phun và bề mặt của phôi, khả năng làm mát của hỗn hợp nước-không khí có thể khác nhau và làm mát có thể đồng đều. Thực tế sản xuất cho thấy rằng việc sử dụng quy luật về hình dạng của thép cacbon phức tạp hoặc các bộ phận bằng thép hợp kim làm cứng bề mặt làm cứng cảm ứng, có thể ngăn chặn hiệu quả việc tạo ra các vết nứt. , có thể có được hiệu quả làm cứng tốt hơn, để làm nguội hoặc thường hóa thép. Hiện tại, công nghệ này đã được áp dụng thành công cho quá trình tôi luyện gang dẻo. Lấy hợp kim nhôm làm ví dụ: Theo các thông số kỹ thuật xử lý nhiệt hiện tại cho các sản phẩm rèn và rèn hợp kim nhôm, nhiệt độ nước làm nguội thường được kiểm soát dưới 60 ° C, nhiệt độ nước làm nguội thấp, tốc độ làm mát cao và lượng dư lớn căng thẳng sau khi dập tắt xảy ra. Trong gia công cuối cùng, ứng suất bên trong mất cân bằng do hình dạng và kích thước bề mặt không nhất quán, dẫn đến giải phóng ứng suất dư, dẫn đến biến dạng, uốn cong, hình bầu dục và các bộ phận biến dạng khác của bộ phận được gia công trở thành chất thải cuối cùng không thể phục hồi. với sự mất mát nghiêm trọng. Ví dụ: cánh quạt, cánh máy nén và biến dạng rèn hợp kim nhôm khác sau khi gia công rõ ràng, dẫn đến dung sai kích thước bộ phận. Nhiệt độ nước làm nguội tăng từ nhiệt độ phòng (30-40 ℃) đến nhiệt độ nước sôi (90-100 ℃), ứng suất dư rèn trung bình giảm khoảng 50%. [2] Hình 4 sơ đồ dập tắt nước sôi 5 phương pháp dập tắt dầu nóng Việc sử dụng dầu làm nguội nóng, để phôi trước khi tiếp tục làm mát ở nhiệt độ bằng hoặc gần nhiệt độ của điểm Ms để giảm thiểu sự chênh lệch nhiệt độ, có thể ngăn chặn hiệu quả quá trình dập tắt sự biến dạng và nứt phôi. Kích thước nhỏ của thép công cụ hợp kim được dập nguội 160 ~ 200 ℃ trong quá trình làm nguội bằng dầu nóng, có thể làm giảm sự biến dạng và tránh nứt một cách hiệu quả. Austenit được giữ lại tiếp tục được chuyển hóa thành Mactenxit, mục đích của việc này là cải thiện độ cứng và khả năng chống mài mòn của thép, cải thiện độ ổn định cấu trúc và độ ổn định kích thước của phôi, đồng thời cải thiện hiệu quả tuổi thọ của dụng cụ. một phương tiện làm mát cho các phương pháp xử lý vật liệu. Công nghệ xử lý đông lạnh lần đầu tiên được áp dụng cho các dụng cụ mài mòn, vật liệu làm khuôn, và sau đó được mở rộng sang thép hợp kim, cacbua, v.v., sử dụng phương pháp này có thể thay đổi cấu trúc bên trong của vật liệu kim loại, do đó cải thiện cơ tính và tính chất gia công, đó là hiện là Một trong những quy trình tăng cường độ cứng mới nhất. Xử lý đông lạnh (Cryogenictreatment), còn được gọi là xử lý nhiệt độ cực thấp, thường đề cập đến vật liệu dưới -130 ℃ để xử lý nhằm cải thiện hiệu suất tổng thể của vật liệu. Ngay từ 100 năm trước, người ta đã bắt đầu áp dụng phương pháp xử lý lạnh cho các bộ phận của đồng hồ, được tìm thấy để cải thiện độ bền, khả năng chống mài mòn, ổn định kích thước và tuổi thọ. Xử lý đông lạnh là một công nghệ mới được phát triển trên cơ sở xử lý lạnh thông thường vào những năm 1960. So với xử lý lạnh thông thường, xử lý đông lạnh có thể cải thiện hơn nữa các tính chất cơ học và tính ổn định của vật liệu, đồng thời có triển vọng ứng dụng rộng rãi hơn. vật liệu) được chuyển thành mactenxit, và cacbua kết tủa cũng được kết tủa trong mactenxit, do đó mactenxit có thể được loại bỏ Trong ứng suất dư, mà còn tăng cường ma trận mactenxit, do đó độ cứng và khả năng chống mài mòn của nó cũng sẽ tăng lên. Sở dĩ độ cứng tăng lên là do sự biến đổi một phần của austenit bị giữ lại thành mactenxit. Sự tăng độ dai là do sự phân tán và kết tủa η-Fe3C nhỏ. Đồng thời, hàm lượng cacbon của mactenxit giảm và độ méo mạng giảm, cải thiện độ dẻo. Trong ứng dụng, xử lý đông lạnh được lặp lại nhiều lần. Các quy trình điển hình như: Làm nguội dầu 1120 ℃ + -196 ℃ × 1h (2-4) xử lý đông lạnh sâu + 200 ℃ × 2h ủ. Sau khi xử lý tổ chức, đã có sự biến đổi của austenit, nhưng cũng được kết tủa từ sự phân tán mactenxit đã được dập tắt có mối quan hệ chặt chẽ với ma trận của các cacbua siêu mịn, sau khi ủ nhiệt độ thấp tiếp theo ở 200 ℃, sự phát triển của các cacbua siêu mịn Các cacbua ε phân tán , số lượng và độ phân tán tăng lên đáng kể. Quá trình xử lý đông lạnh được lặp lại nhiều lần. Mặt khác, các cacbua siêu mịn được kết tủa từ mactenxit được chuyển hóa từ Austenit được giữ lại tại thời điểm làm lạnh đông lạnh trước đó. Mặt khác, cacbua mịn tiếp tục được kết tủa trong mactenxit đã được dập tắt. Quá trình lặp đi lặp lại có thể làm tăng cường độ nén ma trận, cường độ chảy và độ dai va đập, cải thiện độ dẻo dai của thép, đồng thời làm cho khả năng chống mài mòn do va đập được cải thiện đáng kể. xử lý do ứng suất nhiệt gây ra bởi biến dạng quá mức, xử lý đông lạnh nên được kiểm soát tốc độ làm mát. Ngoài ra, để đảm bảo tính đồng nhất của trường nhiệt độ bên trong thiết bị và giảm sự dao động nhiệt độ, việc thiết kế hệ thống xử lý đông lạnh cần tính đến độ chính xác kiểm soát nhiệt độ của hệ thống và tính hợp lý của việc bố trí trường dòng chảy. Trong thiết kế hệ thống cũng cần chú ý để đáp ứng ít tiêu thụ năng lượng, hiệu quả cao, dễ dàng vận hành và các yêu cầu khác. Đây là xu hướng phát triển của hệ thống xử lý đông lạnh hiện nay. Ngoài ra, một số hệ thống lạnh đang phát triển có nhiệt độ lạnh kéo dài từ nhiệt độ phòng đến nhiệt độ thấp cũng dự kiến sẽ phát triển thành các hệ thống xử lý đông lạnh không chứa chất lỏng với việc giảm nhiệt độ tối thiểu và nâng cao hiệu quả làm lạnh. [3] Tài liệu tham khảo: [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
Nguồn: Meeyou cacbua