درک کاربردهای کوئنچ، تمپرینگ، عادی سازی و بازپخت

1. خاموش کردن

1. کوئنچینگ چیست؟
کوئنچینگ یک فرآیند عملیات حرارتی است که برای فولاد استفاده می شود. در این فرآیند، فولاد تا دمای بالاتر از دمای بحرانی Ac3 (برای فولاد هایپریوتکتوئیدی) یا Ac1 (برای فولاد هایپریوتکتوئیدی) گرم می شود. سپس برای مدتی در این دما نگه داشته می شود تا فولاد به طور کامل یا جزئی آستنیته شود، و سپس به سرعت تا زیر Ms (یا به صورت همدما نزدیک Ms نگه داشته می شود) با سرعت خنک کننده بالاتر از سرعت سرد شدن بحرانی خنک می شود تا به مارتنزیت تبدیل شود. یا بینیت). کوئنچینگ همچنین برای تصفیه محلول جامد و خنک سازی سریع موادی مانند آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای مس، آلیاژهای تیتانیوم و شیشه سکوریت استفاده می شود.

2. هدف از خاموش کردن:

1) بهبود خواص مکانیکی محصولات یا قطعات فلزی. به عنوان مثال، سختی و مقاومت در برابر سایش ابزارها، یاتاقان ها و غیره را افزایش می دهد، حد الاستیک فنرها را افزایش می دهد، خواص مکانیکی کلی قطعات شفت و غیره را بهبود می بخشد.

2) برای افزایش خواص مواد یا شیمیایی انواع خاصی از فولاد، مانند بهبود مقاومت به خوردگی فولاد ضد زنگ یا افزایش مغناطیس دائمی فولاد مغناطیسی، مهم است که محیط خاموش کننده را با دقت انتخاب کنید و از روش خاموش کردن صحیح در طول دوره استفاده کنید. فرآیند خاموش کردن و خنک کردن روش‌های رایج کوئنچ شامل کوئنچ تک مایع، کوئنچ دو مایع، کوئنچ مدرج، کوئنچ همدما و کوئنچ موضعی است. هر روشی کاربردها و مزایای خاص خود را دارد.

3. پس از خاموش کردن، قطعات کار فولادی ویژگی های زیر را نشان می دهند:

- ساختارهای ناپایدار مانند مارتنزیت، بینیت و آستنیت باقیمانده وجود دارد.
- استرس درونی بالایی وجود دارد.
- خواص مکانیکی الزامات را برآورده نمی کند. در نتیجه، قطعات کار فولادی معمولاً پس از کوئنچ تحت تلطیف قرار می گیرند.

2. معتدل کردن

1. معتدل کردن چیست؟

تمپرینگ یک فرآیند عملیات حرارتی است که شامل حرارت دادن مواد یا قطعات فلزی خاموش شده تا دمای خاص، حفظ دما برای مدت معینی و سپس سرد کردن آنها به روشی خاص است. تمپر بلافاصله پس از خاموش کردن انجام می شود و به طور معمول آخرین مرحله در عملیات حرارتی قطعه کار است. فرآیند ترکیبی کوئنچ و تمپر کردن به عنوان درمان نهایی نامیده می شود.

2. اهداف اصلی خاموش کردن و تلطیف عبارتند از:
- تلطیف برای کاهش تنش داخلی و شکنندگی در قسمت های خاموش شده ضروری است. اگر به موقع تمپر نشوند، ممکن است این قطعات به دلیل تنش زیاد و شکنندگی ناشی از کوئنچ تغییر شکل دهند یا ترک بخورند.
- همچنین می توان از تمپر برای تنظیم خواص مکانیکی قطعه کار مانند سختی، استحکام، پلاستیسیته و چقرمگی برای برآوردن الزامات مختلف عملکرد استفاده کرد.
- علاوه بر این، تمپر کردن به تثبیت اندازه قطعه کار کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که هیچ تغییر شکلی در طول استفاده بعدی رخ نمی دهد، زیرا ساختار متالوگرافی را تثبیت می کند.
- تمپر همچنین می تواند عملکرد برش فولادهای آلیاژی خاص را بهبود بخشد.

3. نقش معتدل عبارت است از:
به منظور اطمینان از پایدار ماندن قطعه کار و عدم تغییر ساختاری در حین استفاده، بهبود پایداری سازه مهم است. این شامل حذف تنش داخلی است که به نوبه خود به تثبیت ابعاد هندسی و بهبود عملکرد قطعه کار کمک می کند. علاوه بر این، تمپر می‌تواند به تنظیم خواص مکانیکی فولاد برای برآوردن نیازهای استفاده خاص کمک کند.

تمپر کردن این اثرات را دارد زیرا وقتی دما افزایش می‌یابد، فعالیت اتمی افزایش می‌یابد و به اتم‌های آهن، کربن و سایر عناصر آلیاژی در فولاد اجازه می‌دهد سریع‌تر پخش شوند. این امر امکان بازآرایی اتم ها را فراهم می کند و ساختار ناپایدار و نامتعادل را به ساختاری پایدار و متعادل تبدیل می کند.

هنگامی که فولاد تمپر می شود، سختی و استحکام کاهش می یابد در حالی که انعطاف پذیری افزایش می یابد. گستردگی این تغییرات در خواص مکانیکی به دمای معتدل بستگی دارد و دماهای بالاتر منجر به تغییرات بیشتر می شود. در برخی از فولادهای آلیاژی با محتوای بالای عناصر آلیاژی، تلطیف در یک محدوده دمایی معین می تواند منجر به رسوب ترکیبات فلزی ریز شود. این باعث افزایش استحکام و سختی می شود، پدیده ای که به عنوان سخت شدن ثانویه شناخته می شود.

الزامات تلطیف: متفاوتقطعات ماشینکاری شدهبرای برآورده کردن الزامات استفاده خاص، نیاز به تلطیف در دماهای مختلف دارند. در اینجا دماهای معتدل توصیه شده برای انواع مختلف قطعه کار آمده است:
1. ابزارهای برش، یاتاقان ها، قطعات کربوره و کوئنچ شده و قطعات کوئنچ شده سطحی معمولاً در دمای پایین زیر 250 درجه سانتیگراد تمپر می شوند. این فرآیند منجر به حداقل تغییر در سختی، کاهش تنش داخلی و بهبود جزئی در چقرمگی می شود.
2. فنرها در دماهای متوسط ​​بین 350-500 درجه سانتیگراد برای دستیابی به خاصیت ارتجاعی و چقرمگی لازم گرم می شوند.
3. قطعات ساخته شده از فولاد ساختاری با کربن متوسط ​​معمولاً در دماهای بالای 500-600 درجه سانتیگراد برای دستیابی به ترکیبی بهینه از استحکام و چقرمگی حرارت داده می شوند.

هنگامی که فولاد در دمای حدود 300 درجه سانتیگراد گرم می شود، می تواند شکننده تر شود، پدیده ای که به عنوان اولین نوع شکنندگی مزاج شناخته می شود. معمولاً در این محدوده دما نباید تلطیف انجام شود. برخی از فولادهای ساختاری آلیاژی کربنی متوسط ​​نیز در صورت سرد شدن آهسته تا دمای اتاق پس از تلطیف در دمای بالا، مستعد شکنندگی هستند. افزودن مولیبدن به فولاد یا خنک شدن در روغن یا آب در حین پخت می تواند از شکنندگی نوع دوم جلوگیری کند. گرم کردن مجدد نوع دوم فولاد شکننده سکوریت شده به دمای اولیه می تواند این شکنندگی را از بین ببرد.

در تولید، انتخاب دمای تمپر بستگی به الزامات عملکرد قطعه کار دارد. دمپرینگ بر اساس دماهای مختلف گرمایشی به اعتدال با دمای پایین، معتدل دمای متوسط ​​و اعتدال با درجه حرارت بالا دسته بندی می شود. فرآیند عملیات حرارتی که شامل کوئنچ و به دنبال آن تلطیف در دمای بالا است به عنوان تمپرینگ نامیده می‌شود که منجر به استحکام بالا، انعطاف پذیری خوب و چقرمگی می‌شود.

- اعتدال در دمای پایین: 150-250 درجه سانتیگراد، معتدل M. این فرآیند تنش و شکنندگی داخلی را کاهش می دهد، انعطاف پذیری و چقرمگی را بهبود می بخشد و منجر به سختی و مقاومت در برابر سایش می شود. معمولاً برای ساخت ابزارهای اندازه گیری، ابزارهای برش، یاتاقان های غلتشی و غیره استفاده می شود.
- درجه حرارت متوسط: 350-500 درجه سانتیگراد، T tempering. این فرآیند تمپر منجر به کشسانی، انعطاف پذیری خاص و سختی می شود. معمولاً برای ساخت فنرها، قالب های آهنگری و غیره استفاده می شود.
- اعتدال در دمای بالا: 500-650 درجه سانتیگراد، معتدل S. این فرآیند خواص مکانیکی جامع خوبی را به همراه دارد و اغلب برای ساخت چرخ دنده، میل لنگ و غیره استفاده می شود.

3. عادی سازی

1. عادی سازی چیست؟

اینفرآیند cncنرمالیزاسیون یک عملیات حرارتی است که برای افزایش چقرمگی فولاد استفاده می شود. جزء فولادی تا دمای بین 30 تا 50 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای Ac3 گرم می شود، برای مدتی در آن دما نگه داشته می شود و سپس هوا در خارج از کوره خنک می شود. عادی سازی شامل خنک شدن سریعتر از بازپخت اما خنک شدن کندتر از خاموش کردن است. این فرآیند منجر به دانه های کریستال تصفیه شده در فولاد، بهبود استحکام، چقرمگی (همانطور که با مقدار AKV نشان داده شده است)، و کاهش تمایل قطعه به ترک می شود. نرمال سازی می تواند به طور قابل توجهی خواص مکانیکی جامع صفحات فولادی کم آلیاژ نورد گرم، آهنگری فولاد کم آلیاژ و ریخته گری را افزایش دهد و همچنین عملکرد برش را بهبود بخشد.

2. عادی سازی اهداف و کاربردهای زیر را دارد:

1. فولاد Hypereutectoid: نرمالیزاسیون برای از بین بردن سازه های درشت دانه و Widmanstatten بیش از حد گرم شده در قطعات ریخته گری، آهنگری و جوشکاری و همچنین سازه های نواری در مواد نورد استفاده می شود. این دانه ها را تصفیه می کند و می تواند به عنوان یک درمان پیش گرمایی قبل از خاموش کردن استفاده شود.

2. فولاد Hypereutectoid: نرمال کردن می تواند سمنتیت ثانویه شبکه را حذف کند و پرلیت را تصفیه کند، خواص مکانیکی را بهبود بخشد و بازپخت کروی شدن بعدی را تسهیل کند.

3. صفحات فولادی نازک کم کربن و عمیق: نرمال کردن می تواند سمنتیت آزاد را در مرز دانه حذف کند و عملکرد کشش عمیق را بهبود بخشد.

4. فولاد کم کربن و فولاد کم آلیاژ کم کربن: نرمال کردن می تواند ساختارهای پرلیت ریزتر و پوسته پوسته را به دست آورد، سختی را به HB140-190 افزایش داد، از پدیده "چسبیدن چاقو" در حین برش اجتناب کرد و ماشین کاری را بهبود بخشید. در شرایطی که هم نرمال سازی و هم بازپخت برای فولاد با کربن متوسط ​​قابل استفاده است، نرمال سازی مقرون به صرفه تر و راحت تر است.

5. فولاد ساختاری معمولی با کربن متوسط: زمانی که نیازی به خواص مکانیکی بالا نیست، می توان از نرمال سازی به جای خاموش کردن و معتدل کردن در دمای بالا استفاده کرد که این فرآیند را ساده می کند و ساختار و اندازه فولادی پایدار را تضمین می کند.

6. نرمال سازی در دمای بالا (150-200 درجه سانتیگراد بالاتر از Ac3): کاهش تفکیک اجزای قطعات ریخته گری و آهنگری به دلیل سرعت انتشار بالا در دماهای بالا. دانه های درشت را می توان با نرمالیزاسیون دوم در دمای پایین تر تصفیه کرد.

7. فولادهای آلیاژی کم و متوسط ​​کربن مورد استفاده در توربین های بخار و دیگ های بخار: نرمالیزاسیون برای به دست آوردن ساختار بینیت استفاده می شود و به دنبال آن از درجه حرارت بالا برای مقاومت در برابر خزش خوب در دمای 400-550 درجه سانتی گراد استفاده می شود.

8. علاوه بر قطعات فولادی و مواد فولادی، نرمالیزاسیون نیز به طور گسترده ای در عملیات حرارتی چدن داکتیل برای به دست آوردن ماتریس پرلیت و بهبود مقاومت چدن داکتیل استفاده می شود. ویژگی های نرمال سازی شامل خنک کننده هوا است، بنابراین دمای محیط، روش انباشته شدن، جریان هوا و اندازه قطعه کار همگی بر ساختار و عملکرد پس از نرمال سازی تأثیر می گذارند. ساختار نرمال سازی همچنین می تواند به عنوان یک روش طبقه بندی برای فولاد آلیاژی استفاده شود. به طور معمول، فولاد آلیاژی به فولاد پرلیت، فولاد بینیت، فولاد مارتنزیت و فولاد آستنیت، بسته به ساختاری که پس از گرم کردن نمونه با قطر 25 میلی‌متر تا 900 درجه سانتی‌گراد از خنک‌سازی هوا به‌دست می‌آید، طبقه‌بندی می‌شود.

4. آنیل کردن

1. آنیلینگ چیست؟
آنیل یک فرآیند عملیات حرارتی برای فلز است. این شامل حرارت دادن آهسته فلز تا یک دمای خاص، حفظ آن در آن دما برای مدت معین و سپس خنک کردن آن با سرعت مناسب است. بازپخت را می توان به بازپخت کامل، بازپخت ناقص و بازپخت تنش زدایی طبقه بندی کرد. خواص مکانیکی مواد آنیل شده را می توان از طریق تست کشش یا تست سختی ارزیابی کرد. بسیاری از فولادها در حالت آنیل شده عرضه می شوند. سختی فولاد را می توان با استفاده از دستگاه سختی سنج Rockwell که سختی HRB را اندازه گیری می کند، ارزیابی کرد. برای صفحات فولادی نازکتر، نوارهای فولادی و لوله های فولادی جدار نازک، می توان از سختی سنج راکول سطحی برای اندازه گیری سختی HRT استفاده کرد.

2. هدف از بازپخت این است:
- بهبود یا رفع عیوب مختلف سازه ای و تنش های پسماند ناشی از فولاد در فرآیندهای ریخته گری، آهنگری، نورد و جوشکاری برای جلوگیری از تغییر شکل و ترک خوردگی.قطعات ریخته گری قالب.
- قطعه کار را برای برش نرم کنید.
- دانه ها را پالایش کنید و ساختار را بهبود بخشید تا خواص مکانیکی قطعه کار افزایش یابد.
- سازه را برای عملیات حرارتی نهایی (کوئنچ و تمپرینگ) آماده کنید.

3. فرآیندهای معمول آنیل عبارتند از:
① بازپخت کامل.
برای بهبود خواص مکانیکی فولاد متوسط ​​و کم کربن پس از ریخته‌گری، آهنگری و جوشکاری، لازم است ساختار درشت بیش از حد گرم شده اصلاح شود. این فرآیند شامل حرارت دادن قطعه کار تا دمای 30 تا 50 درجه بالاتر از نقطه ای است که در آن تمام فریت ها به آستنیت تبدیل می شوند، این دما برای مدتی حفظ می شود و سپس قطعه کار به تدریج در یک کوره خنک می شود. همانطور که قطعه کار سرد می شود، آستنیت یک بار دیگر تغییر شکل می دهد و در نتیجه ساختار فولادی ظریف تری ایجاد می شود.

② بازپخت کروی.
برای کاهش سختی بالای فولاد ابزار و فولاد بلبرینگ پس از آهنگری، باید قطعه کار را تا دمای 20 تا 40 درجه بالاتر از نقطه ای که فولاد شروع به تشکیل آستنیت می کند گرم کنید، آن را گرم نگه دارید و سپس به آرامی سرد کنید. با سرد شدن قطعه کار، سمنتیت لایه ای در پرلیت به شکل کروی در می آید که باعث کاهش سختی فولاد می شود.

③ بازپخت همدما.
این فرآیند برای کاهش سختی بالای فولادهای ساختاری آلیاژی خاص با محتوای نیکل و کروم بالا برای پردازش برش استفاده می شود. به طور معمول، فولاد به سرعت تا ناپایدارترین دمای آستنیت خنک می شود و سپس برای یک دوره زمانی خاص در دمای گرم نگه داشته می شود. این باعث می شود آستنیت به تروستیت یا سوربیت تبدیل شود و در نتیجه سختی کاهش یابد.

④ تبلور مجدد آنیل.
این فرآیند برای کاهش سخت شدن سیم های فلزی و صفحات نازک که در حین کشش سرد و نورد سرد رخ می دهد استفاده می شود. این فلز تا دمایی گرم می شود که معمولاً 50-150 درجه سانتیگراد کمتر از نقطه ای است که در آن فولاد شروع به تشکیل آستنیت می کند. این امکان از بین بردن اثرات سخت شدن کار را می دهد و فلز را نرم می کند.

⑤ بازپخت گرافیتی.
به منظور تبدیل چدن با محتوای سیمانیت بالا به چدن آهنگری با پلاستیسیته خوب، این فرآیند شامل حرارت دادن ریخته گری تا حدود 950 درجه سانتیگراد، حفظ این دما برای یک دوره خاص و سپس سرد کردن مناسب برای شکستن سیمانیت و تولید گرافیت لخته دار

⑥ بازپخت انتشار.
این فرآیند برای یکنواخت کردن ترکیب شیمیایی ریخته‌گری‌های آلیاژی و افزایش عملکرد آنها استفاده می‌شود. این روش شامل گرم کردن ریخته‌گری تا بالاترین دمای ممکن بدون ذوب، حفظ این دما برای مدت طولانی و سپس سرد کردن آهسته آن است. این اجازه می دهد تا عناصر مختلف در آلیاژ پخش شوند و به طور یکنواخت توزیع شوند.

⑦ بازپخت تسکین استرس.
این فرآیند برای کاهش تنش داخلی در قطعات ریخته گری فولادی و قطعات جوش داده شده استفاده می شود. برای محصولات فولادی که پس از حرارت دادن در دمای 100-200 درجه زیر شروع به تشکیل آستنیت می کنند، باید گرم نگه داشته شوند و سپس در هوا سرد شوند تا تنش داخلی از بین برود.

اگر می خواهید بیشتر بدانید یا سوالی داشته باشید، لطفا با ما تماس بگیریدinfo@anebon.com.

مزایای Anebon کاهش هزینه ها، تیم درآمد پویا، QC تخصصی، کارخانه های مستحکم، خدمات با کیفیت برتر برایخدمات ماشینکاری آلومینیوموقطعات تراشکاری ماشینکاری cncخدمات ساخت Anebon نوآوری مداوم سیستم، نوآوری مدیریت، نوآوری نخبگان و نوآوری بخش را هدف قرار داده است، مزایای کلی را به طور کامل ارائه می دهد و دائماً برای پشتیبانی عالی بهبود می بخشد.