Ⅰ.Das Grundkonzept der Wärmebehandlung.
A. Das Grundkonzept der Wärmebehandlung.
Die Grundelemente und Funktionen vonWärmebehandlung:
1.Heizung
Ziel ist es, ein gleichmäßiges und feines Austenitgefüge zu erhalten.
2.Halten
Ziel ist es, eine gründliche Erwärmung des Werkstücks sicherzustellen und Entkohlung und Oxidation zu verhindern.
3.Kühlung
Ziel ist es, Austenit in unterschiedliche Mikrostrukturen umzuwandeln.
Mikrostrukturen nach Wärmebehandlung
Beim Abkühlvorgang nach dem Erhitzen und Halten wandelt sich der Austenit je nach Abkühlgeschwindigkeit in unterschiedliche Mikrostrukturen um. Unterschiedliche Mikrostrukturen weisen unterschiedliche Eigenschaften auf.
B. Das Grundkonzept der Wärmebehandlung.
Klassifizierung basierend auf Heiz- und Kühlmethoden sowie der Mikrostruktur und den Eigenschaften von Stahl
1. Konventionelle Wärmebehandlung (Gesamtwärmebehandlung): Anlassen, Glühen, Normalisieren, Abschrecken
2. Oberflächenwärmebehandlung: Oberflächenabschreckung, Induktionserwärmungsoberflächenabschreckung, Flammenerwärmungsoberflächenabschreckung, elektrische Kontaktheizungsoberflächenabschreckung.
3. Chemische Wärmebehandlung: Aufkohlen, Nitrieren, Carbonitrieren.
4. Andere Wärmebehandlungen: Wärmebehandlung in kontrollierter Atmosphäre, Vakuumwärmebehandlung, Verformungswärmebehandlung.
C. Kritische Temperatur von Stählen
Die kritische Umwandlungstemperatur von Stahl ist eine wichtige Grundlage zur Bestimmung der Erwärmungs-, Halte- und Abkühlungsprozesse während der Wärmebehandlung. Sie wird durch das Eisen-Kohlenstoff-Phasendiagramm bestimmt.
Wichtigste Schlussfolgerung:Die tatsächliche kritische Umwandlungstemperatur von Stahl bleibt immer hinter der theoretischen kritischen Umwandlungstemperatur zurück. Dies bedeutet, dass beim Erhitzen eine Überhitzung und beim Abkühlen eine Unterkühlung erforderlich ist.
Ⅱ.Glühen und Normalisieren von Stahl
1. Definition von Glühen
Beim Glühen wird Stahl auf eine Temperatur über oder unter dem kritischen Punkt Ac₁ erhitzt, bei dieser Temperatur gehalten und anschließend langsam abgekühlt, normalerweise im Ofen, um eine Struktur nahe dem Gleichgewicht zu erreichen.
2. Zweck des Glühens
①Härte für die Bearbeitung anpassen: Erzielen einer bearbeitbaren Härte im Bereich von HB170 bis 230.
②Restspannung abbauen: Verhindert Verformung oder Rissbildung bei nachfolgenden Prozessen.
③Kornstruktur verfeinern: Verbessert die Mikrostruktur.
④Vorbereitung für die abschließende Wärmebehandlung: Erhält körnigen (kugelförmigen) Perlit zum anschließenden Abschrecken und Anlassen.
3.Sphäroidisierendes Glühen
Prozessspezifikationen: Die Heiztemperatur liegt nahe dem Ac₁-Punkt.
Zweck: Sphäroidisieren des Zementits oder der Karbide im Stahl, was zu körnigem (sphäroidisiertem) Perlit führt.
Anwendbarer Bereich: Wird für Stähle mit eutektoiden und übereutektoiden Zusammensetzungen verwendet.
4. Diffusionsglühen (homogenisierendes Glühen)
Prozessspezifikationen: Die Heiztemperatur liegt leicht unter der Lösungslinie im Phasendiagramm.
Zweck: Beseitigung der Segregation.
①Für Niedrig-KohlenstoffstahlBei einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,25 % wird Normalisieren als vorbereitende Wärmebehandlung dem Glühen vorgezogen.
②Bei Stählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,25 % und 0,50 % kann als vorbereitende Wärmebehandlung entweder Glühen oder Normalglühen eingesetzt werden.
③Für Stahl mit mittlerem bis hohem Kohlenstoffgehalt und einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,50 % und 0,75 % wird ein vollständiges Glühen empfohlen.
④Für Hoch-KohlenstoffstahlBei einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 0,75 % erfolgt zunächst eine Normalisierung, um das Netzwerk Fe₃C zu eliminieren, gefolgt von einem sphäroidisierenden Glühen.
Ⅲ.Abschrecken und Anlassen von Stahl
A. Abschrecken
1. Definition des Abschreckens: Beim Abschrecken wird Stahl auf eine bestimmte Temperatur über dem Ac₃- oder Ac₁-Punkt erhitzt, bei dieser Temperatur gehalten und dann mit einer Geschwindigkeit abgekühlt, die über der kritischen Abkühlgeschwindigkeit liegt, um Martensit zu bilden.
2. Zweck des Abschreckens: Das Hauptziel besteht darin, Martensit (oder manchmal niedrigeres Bainit) zu erhalten, um die Härte und Verschleißfestigkeit des Stahls zu erhöhen. Das Abschrecken ist eines der wichtigsten Wärmebehandlungsverfahren für Stahl.
3.Bestimmung der Abschrecktemperaturen für verschiedene Stahlsorten
Hypoeutektoider Stahl: Ac₃ + 30°C bis 50°C
Eutektoider und übereutektoider Stahl: Ac₁ + 30°C bis 50°C
Legierter Stahl: 50 °C bis 100 °C über der kritischen Temperatur
4. Kühleigenschaften eines idealen Abschreckmediums:
Langsames Abkühlen vor „Nasentemperatur“: Um die thermische Belastung ausreichend zu reduzieren.
Hohe Kühlleistung nahe der „Nasentemperatur“: Zur Vermeidung der Bildung nichtmartensitischer Strukturen.
Langsames Abkühlen in der Nähe des M₅-Punktes: Zur Minimierung der durch die martensitische Umwandlung verursachten Spannung.
5. Abschreckmethoden und ihre Eigenschaften:
①Einfaches Abschrecken: Einfach zu bedienen und für kleine, einfach geformte Werkstücke geeignet. Die resultierende Mikrostruktur ist Martensit (M).
②Doppeltes Abschrecken: Komplexer und schwieriger zu kontrollieren, wird für komplex geformte Werkstücke aus Kohlenstoffstahl und größeren Werkstücken aus legiertem Stahl verwendet. Die resultierende Mikrostruktur ist Martensit (M).
③Abschrecken von Bruchstücken: Ein komplexerer Prozess, der für große, komplex geformte Werkstücke aus legiertem Stahl verwendet wird. Die resultierende Mikrostruktur ist Martensit (M).
④Isothermales Abschrecken: Wird für kleine, komplex geformte Werkstücke mit hohen Anforderungen verwendet. Die resultierende Mikrostruktur ist Unterbainit (B).
6. Faktoren, die die Härtbarkeit beeinflussen
Der Grad der Härtbarkeit hängt von der Stabilität des unterkühlten Austenits im Stahl ab. Je höher die Stabilität des unterkühlten Austenits ist, desto besser ist die Härtbarkeit und umgekehrt.
Faktoren, die die Stabilität von unterkühltem Austenit beeinflussen:
Lage der C-Kurve: Wenn sich die C-Kurve nach rechts verschiebt, verringert sich die kritische Abkühlgeschwindigkeit für das Abschrecken und verbessert so die Härtbarkeit.
Wichtigste Schlussfolgerung:
Jeder Faktor, der die C-Kurve nach rechts verschiebt, erhöht die Härtbarkeit des Stahls.
Hauptfaktor:
Chemische Zusammensetzung: Mit Ausnahme von Kobalt (Co) erhöhen alle im Austenit gelösten Legierungselemente die Härtbarkeit.
Je näher der Kohlenstoffgehalt an der Eutektoidzusammensetzung im Kohlenstoffstahl liegt, desto mehr verschiebt sich die C-Kurve nach rechts und desto höher ist die Härtbarkeit.
7.Bestimmung und Darstellung der Härtbarkeit
①End-Abschreck-Härtbarkeitstest: Die Härtbarkeit wird mit der End-Abschreck-Testmethode gemessen.
②Methode des kritischen Abschreckdurchmessers: Der kritische Abschreckdurchmesser (D₀) stellt den maximalen Durchmesser des Stahls dar, der in einem bestimmten Abschreckmedium vollständig gehärtet werden kann.
B.Temperieren
1. Definition von Temperieren
Anlassen ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem abgeschreckter Stahl wieder auf eine Temperatur unterhalb des A₁-Punktes erhitzt, auf dieser Temperatur gehalten und dann auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
2. Zweck des Temperierens
Restspannung reduzieren oder eliminieren: Verhindert Verformung oder Rissbildung des Werkstücks.
Restaustenit reduzieren oder eliminieren: Stabilisiert die Abmessungen des Werkstücks.
Eliminiert die Sprödigkeit von vergütetem Stahl: Passt die Mikrostruktur und die Eigenschaften an die Anforderungen des Werkstücks an.
Wichtiger Hinweis: Stahl sollte unmittelbar nach dem Abschrecken angelassen werden.
3. Temperierprozesse
1. Niedrige Temperierung
Zweck: Reduzierung der Abschreckspannung, Verbesserung der Zähigkeit des Werkstücks und Erzielung einer hohen Härte und Verschleißfestigkeit.
Temperatur: 150 °C ~ 250 °C.
Leistung: Härte: HRC 58 ~ 64. Hohe Härte und Verschleißfestigkeit.
Anwendungen: Werkzeuge, Formen, Lager, aufgekohlte Teile und oberflächengehärtete Komponenten.
2.Hochtemperierung
Zweck: Erzielung einer hohen Zähigkeit bei gleichzeitig ausreichender Festigkeit und Härte.
Temperatur: 500 °C ~ 600 °C.
Leistung: Härte: HRC 25 ~ 35. Gute allgemeine mechanische Eigenschaften.
Anwendungen: Wellen, Zahnräder, Pleuel usw.
Thermische Raffination
Definition: Das Abschrecken mit anschließendem Hochtemperaturanlassen wird thermisches Frischen oder einfach Anlassen genannt. Mit diesem Verfahren behandelter Stahl weist eine hervorragende Gesamtleistung auf und wird häufig verwendet.
Ⅳ.Oberflächenwärmebehandlung von Stahl
A. Oberflächenvergütung von Stählen
1. Definition der Oberflächenhärtung
Oberflächenhärten ist ein Wärmebehandlungsprozess, der darauf abzielt, die Oberflächenschicht eines Werkstücks zu stärken, indem es schnell erhitzt wird, um die Oberflächenschicht in Austenit umzuwandeln, und dann schnell abgekühlt wird. Dieser Prozess wird durchgeführt, ohne die chemische Zusammensetzung des Stahls oder die Kernstruktur des Materials zu verändern.
2. Materialien, die für die Oberflächenhärtung und die Struktur nach der Härtung verwendet werden
Materialien zur Oberflächenhärtung
Typische Materialien: Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und legierter Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt.
Vorbehandlung: Typischer Prozess: Anlassen. Wenn die Kerneigenschaften nicht kritisch sind, kann stattdessen die Normalisierung verwendet werden.
Nachhärtende Struktur
Oberflächenstruktur: Die Oberflächenschicht bildet typischerweise eine gehärtete Struktur wie Martensit oder Bainit, die für hohe Härte und Verschleißfestigkeit sorgt.
Kernstruktur: Der Kern des Stahls behält im Allgemeinen seine ursprüngliche Struktur bei, z. B. im Perlit- oder gehärteten Zustand, abhängig vom Vorbehandlungsprozess und den Eigenschaften des Grundmaterials. Dadurch wird sichergestellt, dass der Kern eine gute Zähigkeit und Festigkeit behält.
B. Eigenschaften der Induktionsoberflächenhärtung
1.Hohe Heiztemperatur und schneller Temperaturanstieg: Die induktive Oberflächenhärtung erfordert typischerweise hohe Heiztemperaturen und schnelle Heizraten, was eine schnelle Erwärmung innerhalb kurzer Zeit ermöglicht.
2. Feine Austenitkornstruktur in der Oberflächenschicht: Während des schnellen Erhitzungs- und anschließenden Abschreckprozesses bildet die Oberflächenschicht feine Austenitkörner. Nach dem Abschrecken besteht die Oberfläche hauptsächlich aus feinem Martensit, dessen Härte typischerweise 2–3 HRC höher ist als beim herkömmlichen Abschrecken.
3.Gute Oberflächenqualität: Aufgrund der kurzen Aufheizzeit ist die Werkstückoberfläche weniger anfällig für Oxidation und Entkohlung, und die durch das Abschrecken verursachte Verformung wird minimiert, was eine gute Oberflächenqualität gewährleistet.
4.Hohe Ermüdungsfestigkeit: Die martensitische Phasenumwandlung in der Oberflächenschicht erzeugt Druckspannung, die die Ermüdungsfestigkeit des Werkstücks erhöht.
5.Hohe Produktionseffizienz: Die Induktionsoberflächenhärtung eignet sich für die Massenproduktion und bietet eine hohe Betriebseffizienz.
C. Klassifizierung der chemischen Wärmebehandlung
Aufkohlen, Aufkohlen, Aufkohlen, Chromieren, Silikonisieren, Silikonisieren, Silikonisieren, Carbonitrieren, Borkarburieren
D.Gasaufkohlung
Beim Gasaufkohlen handelt es sich um einen Prozess, bei dem ein Werkstück in einen geschlossenen Gasaufkohlungsofen gelegt und auf eine Temperatur erhitzt wird, die den Stahl in Austenit umwandelt. Anschließend wird ein Aufkohlungsmittel in den Ofen getropft oder es wird direkt eine Aufkohlungsatmosphäre eingeleitet, wodurch Kohlenstoffatome in die Oberflächenschicht des Werkstücks diffundieren können. Dieser Prozess erhöht den Kohlenstoffgehalt (wc%) auf der Werkstückoberfläche.
√Aufkohlungsmittel:
•Kohlenstoffreiche Gase: Wie Kohlegas, Flüssiggas (LPG) usw.
•Organische Flüssigkeiten: Wie Kerosin, Methanol, Benzol usw.
√Aufkohlungsprozessparameter:
•Aufkohlungstemperatur: 920~950°C.
•Aufkohlungszeit: Hängt von der gewünschten Tiefe der aufgekohlten Schicht und der Aufkohlungstemperatur ab.
E.Wärmebehandlung nach dem Aufkohlen
Stahl muss nach dem Aufkohlen einer Wärmebehandlung unterzogen werden.
Wärmebehandlungsprozess nach dem Aufkohlen:
√Abschrecken + Anlassen bei niedriger Temperatur
1. Direktes Abschrecken nach dem Vorkühlen + Anlassen bei niedriger Temperatur: Das Werkstück wird von der Aufkohlungstemperatur auf knapp über die Ar₁-Temperatur des Kerns vorgekühlt und dann sofort abgeschreckt, gefolgt von einem Anlassen bei niedriger Temperatur bei 160–180 °C.
2.Einzelnes Abschrecken nach dem Vorkühlen + Anlassen bei niedriger Temperatur: Nach dem Aufkohlen wird das Werkstück langsam auf Raumtemperatur abgekühlt und dann zum Abschrecken und Anlassen bei niedriger Temperatur erneut erhitzt.
3. Doppeltes Abschrecken nach dem Vorkühlen + Anlassen bei niedriger Temperatur: Nach dem Aufkohlen und langsamen Abkühlen durchläuft das Werkstück zwei Stufen des Erhitzens und Abschreckens, gefolgt von einem Anlassen bei niedriger Temperatur.
Ⅴ.Chemische Wärmebehandlung von Stählen
1.Definition der chemischen Wärmebehandlung
Bei der chemischen Wärmebehandlung handelt es sich um einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem ein Stahlwerkstück in ein bestimmtes aktives Medium gelegt, erhitzt und auf Temperatur gehalten wird, sodass die aktiven Atome im Medium in die Oberfläche des Werkstücks diffundieren können. Dadurch verändern sich die chemische Zusammensetzung und Mikrostruktur der Werkstückoberfläche und damit auch deren Eigenschaften.
2.Grundlegender Prozess der chemischen Wärmebehandlung
Zersetzung: Beim Erhitzen zersetzt sich das aktive Medium und setzt aktive Atome frei.
Absorption: Die aktiven Atome werden von der Stahloberfläche adsorbiert und lösen sich in der festen Lösung des Stahls auf.
Diffusion: Die an der Oberfläche des Stahls absorbierten und gelösten aktiven Atome wandern in das Innere.
Arten der Induktionsoberflächenhärtung
a.Hochfrequenz-Induktionserwärmung
Aktuelle Frequenz: 250 ~ 300 kHz.
Tiefe der gehärteten Schicht: 0,5–2,0 mm.
Anwendungen: Getriebe mit mittlerem und kleinem Modul sowie kleine bis mittelgroße Wellen.
b. Mittelfrequenz-Induktionserwärmung
Aktuelle Frequenz: 2500 ~ 8000 kHz.
Tiefe der gehärteten Schicht: 2~10 mm.
Anwendungen: Größere Wellen und Getriebe mit großem bis mittlerem Modul.
c.Energie-Frequenz-Induktionserwärmung
Aktuelle Frequenz: 50 Hz.
Tiefe der gehärteten Schicht: 10–15 mm.
Anwendungen: Werkstücke, die eine sehr tiefe Härteschicht erfordern.
3. Induktionsoberflächenhärten
Grundprinzip der Induktionsoberflächenhärtung
Hauteffekt:
Wenn Wechselstrom in der Induktionsspule einen Strom auf der Oberfläche des Werkstücks induziert, konzentriert sich der Großteil des induzierten Stroms in der Nähe der Oberfläche, während fast kein Strom durch das Innere des Werkstücks fließt. Dieses Phänomen wird als Skin-Effekt bezeichnet.
Prinzip der Induktionsoberflächenhärtung:
Aufgrund des Skin-Effekts wird die Oberfläche des Werkstücks schnell auf die Austenitisierungstemperatur erhitzt (die in wenigen Sekunden auf 800–1000 °C ansteigt), während das Innere des Werkstücks nahezu unbeheizt bleibt. Anschließend wird das Werkstück durch Wasserbesprühung abgekühlt, wodurch eine Oberflächenhärtung erreicht wird.
4. Temperamentsbrüchigkeit
Anlassen der Sprödigkeit in vergütetem Stahl
Unter Anlasssprödigkeit versteht man das Phänomen, dass die Schlagzähigkeit von vergütetem Stahl beim Anlassen bei bestimmten Temperaturen deutlich abnimmt.
Erste Art der Anlasssprödigkeit
Temperaturbereich: 250 °C bis 350 °C.
Eigenschaften: Wenn vergüteter Stahl in diesem Temperaturbereich angelassen wird, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass er diese Art von Anlasssprödigkeit entwickelt, die nicht beseitigt werden kann.
Lösung: Vermeiden Sie das Anlassen von vergütetem Stahl in diesem Temperaturbereich.
Die erste Art der Anlasssprödigkeit wird auch als Tieftemperatur-Anlasssprödigkeit oder irreversible Anlasssprödigkeit bezeichnet.
Ⅵ.Tempern
1. Anlassen ist ein abschließender Wärmebehandlungsprozess, der auf das Abschrecken folgt.
Warum müssen vergütete Stähle angelassen werden?
Mikrostruktur nach dem Abschrecken: Nach dem Abschrecken besteht die Mikrostruktur von Stahl typischerweise aus Martensit und Restaustenit. Beide sind metastabile Phasen und werden sich unter bestimmten Bedingungen umwandeln.
Eigenschaften von Martensit: Martensit zeichnet sich durch eine hohe Härte, aber auch eine hohe Sprödigkeit (insbesondere bei nadelartigem Martensit mit hohem Kohlenstoffgehalt) aus, was die Leistungsanforderungen für viele Anwendungen nicht erfüllt.
Merkmale der martensitischen Umwandlung: Die Umwandlung in Martensit erfolgt sehr schnell. Nach dem Abschrecken weist das Werkstück innere Eigenspannungen auf, die zu Verformungen oder Rissen führen können.
Fazit: Das Werkstück ist nach dem Abschrecken nicht direkt verwendbar! Das Anlassen ist notwendig, um innere Spannungen zu reduzieren und die Zähigkeit des Werkstücks zu verbessern und es für den Einsatz geeignet zu machen.
2. Unterschied zwischen Härtbarkeit und Härtungsvermögen:
Härtbarkeit:
Unter Härtbarkeit versteht man die Fähigkeit von Stahl, nach dem Abschrecken eine bestimmte Härtungstiefe (die Tiefe der gehärteten Schicht) zu erreichen. Dies hängt von der Zusammensetzung und Struktur des Stahls ab, insbesondere von seinen Legierungselementen und der Stahlsorte. Die Härtbarkeit ist ein Maß dafür, wie gut der Stahl während des Abschreckprozesses über seine gesamte Dicke aushärten kann.
Härte (Härtungsvermögen):
Unter Härte oder Härtungsvermögen versteht man die maximale Härte, die im Stahl nach dem Abschrecken erreicht werden kann. Sie wird maßgeblich vom Kohlenstoffgehalt des Stahls beeinflusst. Ein höherer Kohlenstoffgehalt führt im Allgemeinen zu einer höheren potenziellen Härte, diese kann jedoch durch die Legierungselemente des Stahls und die Wirksamkeit des Abschreckprozesses begrenzt werden.
3. Härtbarkeit von Stahl
√Konzept der Härtbarkeit
Unter Härtbarkeit versteht man die Fähigkeit von Stahl, nach dem Abschrecken von der Austenitisierungstemperatur eine bestimmte Tiefe der martensitischen Härtung zu erreichen. Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich dabei um die Fähigkeit von Stahl, beim Abschrecken Martensit zu bilden.
Messung der Härtbarkeit
Die Größe der Härtbarkeit wird durch die Tiefe der gehärteten Schicht angegeben, die unter bestimmten Bedingungen nach dem Abschrecken erhalten wird.
Tiefe der gehärteten Schicht: Dies ist die Tiefe von der Oberfläche des Werkstücks bis zu dem Bereich, in dem die Struktur zur Hälfte aus Martensit besteht.
Gängige Abschreckmedien:
•Wasser
Eigenschaften: Sparsam mit starker Kühlleistung, weist jedoch eine hohe Abkühlgeschwindigkeit in der Nähe des Siedepunkts auf, was zu übermäßiger Abkühlung führen kann.
Anwendung: Wird typischerweise für Kohlenstoffstähle verwendet.
Salzwasser: Eine Lösung aus Salz oder Alkali in Wasser, die bei hohen Temperaturen im Vergleich zu Wasser eine höhere Kühlkapazität aufweist und daher für Kohlenstoffstähle geeignet ist.
•Öl
Eigenschaften: Bietet eine langsamere Abkühlgeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen (nahe dem Siedepunkt), wodurch die Neigung zu Verformung und Rissbildung effektiv verringert wird, bei hohen Temperaturen ist jedoch die Kühlleistung geringer.
Anwendung: Geeignet für legierte Stähle.
Typen: Umfasst Abschrecköl, Maschinenöl und Dieselkraftstoff.
Aufheizzeit
Die Heizzeit besteht sowohl aus der Heizrate (Zeit, die benötigt wird, um die gewünschte Temperatur zu erreichen) als auch aus der Haltezeit (Zeit, die auf der Zieltemperatur gehalten wird).
Grundsätze zur Bestimmung der Aufheizzeit: Sorgen Sie für eine gleichmäßige Temperaturverteilung im gesamten Werkstück, sowohl innen als auch außen.
Stellen Sie sicher, dass die Austenitisierung vollständig ist und dass der gebildete Austenit gleichmäßig und fein ist.
Grundlage für die Bestimmung der Heizzeit: Wird normalerweise mithilfe empirischer Formeln geschätzt oder durch Experimente ermittelt.
Abschreckmedien
Zwei Schlüsselaspekte:
a. Abkühlgeschwindigkeit: Eine höhere Abkühlgeschwindigkeit fördert die Bildung von Martensit.
b.Eigenspannung: Eine höhere Abkühlgeschwindigkeit erhöht die Eigenspannung, was zu einer größeren Tendenz zur Verformung und Rissbildung im Werkstück führen kann.
Ⅶ.Normalisierung
1. Definition von Normalisierung
Beim Normalisieren handelt es sich um einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stahl auf eine Temperatur von 30 °C bis 50 °C über der Ac3-Temperatur erhitzt, auf dieser Temperatur gehalten und dann an der Luft abgekühlt wird, um eine Mikrostruktur nahe dem Gleichgewichtszustand zu erhalten. Im Vergleich zum Glühen weist das Normalisieren eine schnellere Abkühlgeschwindigkeit auf, was zu einer feineren Perlitstruktur (P) und einer höheren Festigkeit und Härte führt.
2. Zweck der Normalisierung
Der Zweck des Normalisierens ähnelt dem des Glühens.
3. Anwendungen der Normalisierung
•Beseitigen Sie vernetzten sekundären Zementit.
•Dienen als abschließende Wärmebehandlung für Teile mit geringeren Anforderungen.
•Wirkt als vorbereitende Wärmebehandlung für Baustahl mit niedrigem und mittlerem Kohlenstoffgehalt, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern.
4. Arten des Glühens
Erste Art des Glühens:
Zweck und Funktion: Das Ziel besteht nicht darin, eine Phasenumwandlung herbeizuführen, sondern den Stahl von einem unausgeglichenen Zustand in einen ausgeglichenen Zustand zu überführen.
Typen:
•Diffusionsglühen: Ziel ist die Homogenisierung der Zusammensetzung durch Beseitigung der Entmischung.
•Rekristallisationsglühen: Stellt die Duktilität wieder her, indem die Auswirkungen der Kaltverfestigung beseitigt werden.
•Spannungsabbauglühen: Reduziert innere Spannungen, ohne die Mikrostruktur zu verändern.
Zweite Art des Glühens:
Zweck und Funktion: Ziel ist es, die Mikrostruktur und die Eigenschaften zu verändern und eine perlitdominierte Mikrostruktur zu erreichen. Dieser Typ stellt außerdem sicher, dass die Verteilung und Morphologie von Perlit, Ferrit und Karbiden spezifischen Anforderungen entspricht.
Typen:
•Vollständiges Glühen: Erhitzt den Stahl über die Ac3-Temperatur und kühlt ihn dann langsam ab, um eine gleichmäßige Perlitstruktur zu erzeugen.
•Unvollständiges Glühen: Erhitzt den Stahl zwischen den Temperaturen Ac1 und Ac3, um die Struktur teilweise umzuwandeln.
•Isothermes Glühen: Erhitzt den Stahl auf über Ac3, gefolgt von einem schnellen Abkühlen auf eine isotherme Temperatur und Halten, um die gewünschte Struktur zu erreichen.
•Sphäroidisierendes Glühen: Erzeugt eine kugelförmige Karbidstruktur, die die Bearbeitbarkeit und Zähigkeit verbessert.
Ⅷ.1.Definition der Wärmebehandlung
Unter Wärmebehandlung versteht man einen Prozess, bei dem Metall erhitzt, auf einer bestimmten Temperatur gehalten und dann im festen Zustand abgekühlt wird, um seine innere Struktur und Mikrostruktur zu verändern und so die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.
2.Eigenschaften der Wärmebehandlung
Die Wärmebehandlung verändert die Form des Werkstücks nicht; Stattdessen verändert es die innere Struktur und Mikrostruktur des Stahls, was wiederum die Eigenschaften des Stahls verändert.
3. Zweck der Wärmebehandlung
Der Zweck der Wärmebehandlung besteht darin, die mechanischen oder Verarbeitungseigenschaften von Stahl (oder Werkstücken) zu verbessern, das Potenzial des Stahls voll auszuschöpfen, die Qualität des Werkstücks zu verbessern und seine Lebensdauer zu verlängern.
4. Wichtige Schlussfolgerung
Ob die Eigenschaften eines Werkstoffs durch eine Wärmebehandlung verbessert werden können, hängt entscheidend davon ab, ob es während des Erwärmungs- und Abkühlungsprozesses zu Veränderungen in seiner Mikrostruktur und Struktur kommt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 19. August 2024