Forstå bruken av quenching, temperering, normalisering og gløding

1. Slokking

1. Hva er quenching?
Bråkjøling er en varmebehandlingsprosess som brukes for stål. I denne prosessen varmes stålet opp til en temperatur over den kritiske temperaturen Ac3 (for hypereutectoid stål) eller Ac1 (for hypereutectoid stål). Det holdes deretter ved denne temperaturen i en periode for å austenitisere stålet helt eller delvis, og avkjøles deretter raskt til under Ms (eller holdes isotermisk nær Ms) med en kjølehastighet høyere enn den kritiske kjølehastigheten for å transformere det til martensitt ( eller bainitt). Bråkjøling brukes også til behandling av fast løsning og rask avkjøling av materialer som aluminiumslegeringer, kobberlegeringer, titanlegeringer og herdet glass.

2. Hensikten med å slukke:

1) Forbedre de mekaniske egenskapene til metallprodukter eller deler. For eksempel forbedrer det hardheten og slitestyrken til verktøy, lagre, etc., øker den elastiske grensen til fjærer, forbedrer de generelle mekaniske egenskapene til akseldeler, etc.

2) For å forbedre materialet eller de kjemiske egenskapene til spesifikke ståltyper, for eksempel å forbedre korrosjonsmotstanden til rustfritt stål eller øke den permanente magnetismen til magnetisk stål, er det viktig å nøye velge bråkjølingsmediet og bruke riktig bråkjølingsmetode under bråkjølings- og kjøleprosess. Vanlig brukte bråkjølingsmetoder inkluderer enkelt-væske bråkjøling, dobbel-væske bråkjøling, gradert quenching, isotermisk quenching og lokal quenching. Hver metode har sine spesifikke bruksområder og fordeler.

3. Etter bråkjøling viser stålarbeidsstykker følgende egenskaper:

- Ustabile strukturer som martensitt, bainitt og restaustenitt er tilstede.
– Det er høyt indre stress.
– De mekaniske egenskapene oppfyller ikke kravene. Følgelig gjennomgår stålarbeidsstykker vanligvis herding etter bråkjøling.

2. Tempering

1. Hva er temperering?

Tempering er en varmebehandlingsprosess som involverer oppvarming av bråkjølte metallmaterialer eller deler til en bestemt temperatur, opprettholdelse av temperaturen i en viss periode og deretter avkjøling på en bestemt måte. Herding utføres umiddelbart etter bråkjøling og er vanligvis det siste trinnet i varmebehandlingen av arbeidsstykket. Den kombinerte prosessen med bråkjøling og temperering refereres til som den endelige behandlingen.

2. Hovedformålene med quenching og temperering er:
- Tempering er avgjørende for å redusere indre stress og sprøhet i bråkjølte deler. Hvis de ikke herdes i tide, kan disse delene deformeres eller sprekke på grunn av høy stress og sprøhet forårsaket av bråkjøling.
- Herding kan også brukes til å justere de mekaniske egenskapene til arbeidsstykket, som hardhet, styrke, plastisitet og seighet, for å møte ulike ytelseskrav.
- I tillegg hjelper herding med å stabilisere størrelsen på arbeidsstykket ved å sikre at det ikke oppstår noen deformasjon under etterfølgende bruk, siden det stabiliserer den metallografiske strukturen.
- Herding kan også forbedre kutteytelsen til visse legeringsstål.

3. Rollen til temperering er:
For å sikre at arbeidsstykket forblir stabilt og ikke gjennomgår noen strukturell transformasjon under bruk, er det viktig å forbedre stabiliteten til strukturen. Dette innebærer å eliminere indre spenninger, som igjen bidrar til å stabilisere de geometriske dimensjonene og forbedre ytelsen til arbeidsstykket. I tillegg kan herding bidra til å justere de mekaniske egenskapene til stål for å møte spesifikke brukskrav.

Tempering har disse effektene fordi når temperaturen stiger, økes atomaktiviteten, slik at atomene til jern, karbon og andre legeringselementer i stål diffunderer raskere. Dette muliggjør omorganisering av atomer, og transformerer den ustabile, ubalanserte strukturen til en stabil, balansert struktur.

Når stål herdes, reduseres hardheten og styrken mens plastisiteten øker. Omfanget av disse endringene i mekaniske egenskaper avhenger av tempereringstemperaturen, med høyere temperaturer som fører til større endringer. I enkelte legeringsstål med høyt innhold av legeringselementer kan herding i et visst temperaturområde føre til utfelling av fine metallforbindelser. Dette øker styrke og hardhet, et fenomen kjent som sekundær herding.

Tempereringskrav: Ulikemaskinerte delerkrever herding ved forskjellige temperaturer for å møte spesifikke brukskrav. Her er de anbefalte tempereringstemperaturene for ulike typer arbeidsstykker:
1. Skjæreverktøy, lagre, karburerte og bråkjølte deler, og overflatebråkjølte deler herdes vanligvis ved lave temperaturer under 250°C. Denne prosessen resulterer i minimal endring i hardhet, redusert indre stress og en liten forbedring i seighet.
2. Fjærer herdes ved middels temperaturer fra 350-500°C for å oppnå høyere elastisitet og nødvendig seighet.
3. Deler laget av konstruksjonsstål med middels karbon er typisk herdet ved høye temperaturer på 500-600°C for å oppnå en optimal kombinasjon av styrke og seighet.

Når stål herdes ved rundt 300°C, kan det bli sprøere, et fenomen kjent som den første typen tempereringssprøhet. Vanligvis bør temperering ikke utføres i dette temperaturområdet. Noen strukturelle stål med middels karbonlegering er også utsatt for sprøhet hvis de sakte avkjøles til romtemperatur etter høytemperaturtempering, kjent som den andre typen tempereringssprøhet. Tilsetning av molybden til stål eller avkjøling i olje eller vann under herding kan forhindre den andre typen tempereringssprøhet. Gjenoppvarming av den andre typen herdet sprøtt stål til den opprinnelige tempereringstemperaturen kan eliminere denne sprøheten.

Ved produksjon avhenger valget av herdingstemperatur av arbeidsstykkets ytelseskrav. Tempering er kategorisert basert på de forskjellige oppvarmingstemperaturene i lavtemperaturtempering, middelstemperaturtempering og høytemperaturtempering. Varmebehandlingsprosessen som involverer bråkjøling etterfulgt av høytemperatur-tempering kalles herding, noe som resulterer i høy styrke, god plastisitet og seighet.

- Lavtemperaturtempering: 150-250°C, M-tempering. Denne prosessen reduserer indre stress og sprøhet, forbedrer plastisitet og seighet, og resulterer i høyere hardhet og slitestyrke. Det brukes vanligvis til å lage måleverktøy, skjæreverktøy, rullelager, etc.
- Middels temperaturtempering: 350-500°C, T-tempering. Denne tempereringsprosessen resulterer i høyere elastisitet, viss plastisitet og hardhet. Det er ofte brukt til å produsere fjærer, smiing, etc.
- Høytemperaturtempering: 500-650°C, S-tempering. Denne prosessen resulterer i gode omfattende mekaniske egenskaper og brukes ofte til å lage gir, veivaksler, etc.

3. Normalisering

1. Hva er normalisering?

Decnc-prosessenof normalizing er en varmebehandling som brukes for å forbedre seigheten til stål. Stålkomponenten varmes opp til en temperatur mellom 30 og 50°C over Ac3-temperaturen, holdes ved denne temperaturen i en periode, og deretter luftkjøles utenfor ovnen. Normalisering innebærer raskere avkjøling enn gløding, men langsommere avkjøling enn bråkjøling. Denne prosessen resulterer i raffinerte krystallkorn i stålet, forbedrer styrke, seighet (som indikert av AKV-verdien), og reduserer komponentens tendens til å sprekke. Normalisering kan betydelig forbedre de omfattende mekaniske egenskapene til lavlegerte varmvalsede stålplater, lavlegert stålsmiing og støpegods, samt forbedre kutteytelsen.

2. Normalisering har følgende formål og bruksområder:

1. Hypereutectoid stål: Normalisering brukes til å eliminere overopphetede grovkornede og Widmanstatten-strukturer i støpegods, smiing og sveising, samt båndstrukturer i valsede materialer. Den foredler kornene og kan brukes som en forvarmebehandling før bråkjøling.

2. Hypereutectoid stål: Normalisering kan eliminere nettverkssekundær sementitt og foredle perlitt, forbedre mekaniske egenskaper og lette etterfølgende sfæroidiserende utglødning.

3. Lavkarbon, dyptrukne tynne stålplater: Normalisering kan eliminere fri sementitt ved korngrensen, og forbedre dyptrekkingsytelsen.

4. Lavkarbonstål og lavkarbon lavlegert stål: Normalisering kan oppnå finere, flassete perlittstrukturer, øke hardheten til HB140-190, unngå "stikkkniv"-fenomenet under skjæring og forbedre bearbeidbarheten. I situasjoner der både normalisering og gløding kan brukes for middels karbonstål, er normalisering mer økonomisk og praktisk.

5. Vanlig middels karbon konstruksjonsstål: Normalisering kan brukes i stedet for bråkjøling og høytemperaturtempering når høye mekaniske egenskaper ikke er påkrevd, noe som gjør prosessen enkel og sikrer stabil stålstruktur og størrelse.

6. Normalisering av høy temperatur (150-200°C over Ac3): Reduserer komponentsegregering av støpegods og smiing på grunn av høy diffusjonshastighet ved høye temperaturer. Grove korn kan foredles ved påfølgende andre normalisering ved lavere temperatur.

7. Lav- og mellomkarbonlegerte stål som brukes i dampturbiner og kjeler: Normalisering brukes for å oppnå en bainittstruktur, etterfulgt av høytemperaturtempering for god krypemotstand ved 400-550°C.

8. I tillegg til ståldeler og stålmaterialer, er normalisering også mye brukt i varmebehandling av duktilt jern for å oppnå en perlittmatrise og forbedre styrken til duktilt jern. Egenskapene til normalisering involverer luftkjøling, så omgivelsestemperaturen, stablemetoden, luftstrømmen og arbeidsstykkets størrelse har alle innvirkning på strukturen og ytelsen etter normalisering. Den normaliserende strukturen kan også brukes som en klassifiseringsmetode for legert stål. Vanligvis er legert stål kategorisert i perlittstål, bainittstål, martensittstål og austenittstål, avhengig av strukturen oppnådd ved luftkjøling etter oppvarming av en prøve med en diameter på 25 mm til 900 °C.

4. Gløding

1. Hva er gløding?
Gløding er en varmebehandlingsprosess for metall. Det innebærer sakte å varme metallet til en bestemt temperatur, holde det ved den temperaturen i en viss varighet, og deretter avkjøle det med en passende hastighet. Gløding kan kategoriseres i fullstendig gløding, ufullstendig gløding og avspenningsgløding. De mekaniske egenskapene til glødede materialer kan vurderes gjennom strekkprøver eller hardhetstester. Mange stål leveres i glødet tilstand. Stålhardhet kan evalueres ved hjelp av en Rockwell hardhetstester, som måler HRB-hardhet. For tynnere stålplater, stålstrimler og tynnveggede stålrør, kan en Rockwell-hardhetstester brukes til å måle HRT-hardhet.

2. Hensikten med utglødning er:
- Forbedre eller eliminere ulike strukturelle defekter og restspenninger forårsaket av stål i støpe-, smi-, valse- og sveiseprosesser for å forhindre deformasjon og sprekkdannelse avtrykkstøpte deler.
- Myk opp arbeidsstykket for skjæring.
- Foredle kornene og forbedre strukturen for å forbedre de mekaniske egenskapene til arbeidsstykket.
- Forbered strukturen for den endelige varmebehandlingen (herding og herding).

3. Vanlige glødeprosesser er:
① Fullstendig gløding.
For å forbedre de mekaniske egenskapene til middels og lavkarbonstål etter støping, smiing og sveising, er det nødvendig å foredle den grove overopphetede strukturen. Prosessen innebærer å varme opp arbeidsstykket til en temperatur 30-50 ℃ over punktet der all ferritt omdannes til austenitt, opprettholde denne temperaturen i en periode, og deretter gradvis avkjøle arbeidsstykket i en ovn. Når arbeidsstykket avkjøles, vil austenitten forvandles igjen, noe som resulterer i en finere stålstruktur.

② Sfæroidiserende utglødning.
For å redusere den høye hardheten til verktøystål og lagerstål etter smiing, må du varme opp arbeidsstykket til en temperatur som er 20-40 ℃ over punktet der stålet begynner å danne austenitt, holde det varmt og deretter avkjøle det sakte. Når arbeidsstykket avkjøles, blir den lamellære sementitten i perlitten til en sfærisk form, noe som reduserer hardheten til stålet.

③ Isotermisk utglødning.
Denne prosessen brukes til å redusere den høye hardheten til visse legerte konstruksjonsstål med høyt nikkel- og krominnhold for skjærebehandling. Vanligvis blir stålet raskt avkjølt til den mest ustabile temperaturen av austenitt og deretter holdt ved en varm temperatur i en bestemt tidsperiode. Dette fører til at austenitten forvandles til troostitt eller sorbitt, noe som resulterer i en reduksjon av hardheten.

④ Rekrystalliseringsgløding.
Prosessen brukes til å redusere herdingen av metalltråder og tynne plater som oppstår ved kaldtrekking og kaldvalsing. Metallet varmes opp til en temperatur som vanligvis er 50-150 ℃ under punktet der stål begynner å danne austenitt. Dette tillater eliminering av arbeidsherdende effekter og mykgjør metallet.

⑤ Grafitiseringsgløding.
For å omdanne støpejern med høyt sementittinnhold til smidbart støpejern med god plastisitet, går prosessen ut på å varme opp støpegodset til rundt 950°C, opprettholde denne temperaturen i en bestemt periode, og deretter avkjøle det på passende måte for å bryte ned sementitten og generere flokkulent grafitt.

⑥ Diffusjonsgløding.
Prosessen brukes til å jevne ut den kjemiske sammensetningen av legeringsstøpegods og forbedre ytelsen. Metoden går ut på å varme opp støpegodset til høyest mulig temperatur uten å smelte, opprettholde denne temperaturen i en lengre periode, og deretter sakte avkjøle den. Dette gjør at de ulike elementene i legeringen kan diffundere og bli jevnt fordelt.

⑦ Avspenningsgløding.
Denne prosessen brukes til å redusere den indre spenningen i stålstøpegods og sveisede deler. For stålprodukter som begynner å danne austenitt etter oppvarming ved en temperatur på 100-200 ℃ under, bør de holdes varme og deretter avkjøles i luften for å eliminere den indre spenningen.

Hvis du vil vite mer eller spørre, ta gjerne kontaktinfo@anebon.com.

Fordelene med Anebon er lavere kostnader, dynamisk inntektsteam, spesialisert kvalitetskontroll, solide fabrikker, førsteklasses tjenester formaskinbearbeiding av aluminiumogcnc-bearbeiding av dreiedelergjør tjeneste. Anebon satte et mål for pågående systeminnovasjon, ledelsesinnovasjon, eliteinnovasjon og sektorinnovasjon, gir fullt spill for de overordnede fordelene, og gjør stadig forbedringer for å støtte utmerket.