Теплова обробка сталей.

Ⅰ. Основна концепція термічної обробки.

A. Основна концепція термічної обробки.
Основні елементи та функціїтермічна обробка:
1. Егірування
Мета полягає в тому, щоб отримати рівномірну та дрібну аустенітну структуру.
2.
Мета полягає в тому, щоб заготовка ретельно нагрівалася та запобігти декарбуризації та окисленню.
3.
Мета полягає в тому, щоб перетворити аустеніту в різні мікроструктури.
Мікроструктури після термічної обробки
Під час процесу охолодження після нагрівання та утримання аустеніт перетворюється на різні мікроструктури залежно від швидкості охолодження. Різні мікроструктури демонструють різні властивості.
B. Основна концепція термічної обробки.
Класифікація на основі методів опалення та охолодження, а також мікроструктури та властивостей сталі
1. Сконвентна термічна обробка (загальна термічна обробка): загартування, відпал, нормалізація, гасіння
2. Обробка тепла поверхні: гасіння поверхні, гасіння індукційного нагрівання поверхні, гасіння нагрівання полум'я, гасіння електричного контакту нагрівання.
3. Хемічна термічна обробка: карбюризація, азотування, карбонітринація.
4. Інші термічні обробки: контрольована атмосфера термічна обробка, вакуумна термічна обробка, деформація термічної обробки.

C. Критична температура сталей

Гритична температура сталей

Критична температура трансформації сталі є важливою основою для визначення процесів опалення, утримування та охолодження під час термічної обробки. Він визначається діаграмою залізної вуглецю.

Ключовий висновок:Фактична критична температура трансформації сталі завжди відстає від теоретичної критичної температури перетворення. Це означає, що перегрівання необхідне під час опалення, а під час охолодження необхідне заниження.

Ⅱ. Анітування та нормалізація сталі

1. Визначення відпалу
Відпал передбачає нагрівальну сталь до температури вище або нижче критичної точки AC₁, що утримує її при цій температурі, а потім повільно охолоджуючи її, як правило, всередині печі, щоб досягти структури, близької до рівноваги.
2. Мета відпалу
① Виконання твердості для обробки: досягнення твердості, що підлягає обробці в діапазоні HB170 ~ 230.
②Просевлення залишкового стресу: запобігає деформації або розтріскуванню під час наступних процесів.
③ Рефінна структура зерна: покращує мікроструктуру.
④ Препарування кінцевої термічної обробки: отримує зернистий (сфероїдний) перліт для подальшого гасіння та загартування.

3. Сфероїдизація відпалу
Технічні характеристики процесу: Температура нагріву знаходиться поблизу точки AC₁.
Призначення: сфероїдалізувати цементіт або карбіди в сталі, в результаті чого зернистий (сфероїдний) перліт.
Застосовуваний діапазон: використовується для сталей з евектоїдними та гіпертектоїдними композиціями.
4. Диффузування відпалу (гомогенізація відпалу)
Технічні характеристики процесу: Температура нагріву трохи нижче лінії Solvus на фазовій схемі.
Призначення: усунути сегрегацію.

Відпал

① для низько-вуглецева стальЗ вмістом вуглецю менше 0,25%, нормалізація надає перевагу від відпалу як підготовчої термічної обробки.
② Для середньої вуглецевої сталі з вмістом вуглецю між 0,25% до 0,50% або відпалу або нормалізації може використовуватися як підготовча термічна обробка.
③ Для сталі середньої до вуглецю з вмістом вуглецю між 0,50% до 0,75% рекомендується повне відпал.
④ для високоговуглецева стальЗ вмістом вуглецю більше 0,75%, нормалізація спочатку використовується для усунення мережевої Fe₃c, а потім сфероїдизації відпалу.

Ⅲ.

температура

А.
1. Визначення гасіння: гасіння передбачає нагрівальну сталь до певної температури вище точки AC₃ або AC₁, утримуючи її при цій температурі, а потім охолоджуючи її зі швидкістю, більшою, ніж критична швидкість охолодження, утворюючи мартенсит.
2. Гасіння - один з найважливіших процесів термічної обробки сталі.
3. Визначення температури гасіння для різних типів сталі
Гіпоевтектоїдна сталь: AC₃ + 30 ° C до 50 ° C
Евтектоїдна та гіпертевектоїдна сталь: AC₁ + 30 ° C до 50 ° C
Легова сталь: від 50 ° С до 100 ° С вище критичної температури

4. Характеристики охолодження ідеального гасіння середовища:
Повільне охолодження перед температурою "носа": для достатнього зменшення теплового напруження.
Висока охолоджуюча здатність поблизу температури "носа": щоб уникнути утворення не мартенситних структур.
Повільне охолодження поблизу точки M₅: щоб мінімізувати стрес, спричинений мартенситною трансформацією.

Характеристики охолодження
Метод гасіння

5. Виконуючі методи та їх характеристики:
① Тимчасне гасіння: Легко в експлуатації та підходить для невеликих, простих у формі заготовків. Отримана мікроструктура - маренсит (м).
② Думаю, що гасіння: більш складне і важко контролювати, що використовується для складної у формі сталі з високою вуглецем та більш великими сталевими шарами з легальної сталі. Отримана мікроструктура - маренсит (м).
③Приваюча гасіння: більш складний процес, який використовується для великих, складних у формі з легальної сталі. Отримана мікроструктура - маренсит (м).
④ Іізотермічне гасіння: використовується для невеликих, складних урядових заготовки з високими вимогами. Отримана мікроструктура - нижчий бейніт (b).

6. Фактори, що впливають на твердість
Рівень загартовування залежить від стабільності переохолодженого аустеніту в сталі. Чим вища стабільність переохолодженого аустеніту, тим краще загартовуваність і навпаки.
Фактори, що впливають на стабільність переохолодженого аустеніту:
Положення C-кривої: Якщо C-крива зміщується вправо, критична швидкість охолодження для гасіння зменшується, покращуючи загартованість.
Ключовий висновок:
Будь-який фактор, який зміщує C-криву вправо, збільшує загартованість сталі.
Основний фактор:
Хімічний склад: За винятком кобальту (CO), всі леговані елементи, розчинені в аустеніті, збільшують загартованість.
Чим ближче вміст вуглецю-до евтектоїдного складу у вуглецевій сталі, тим більше C-крива зміщується вправо, і чим вище, ніж за тверді.

7. Визначення та представлення загартованості
Test Test Test Test: Загартованість вимірюється за допомогою методу тестування кінцевого запиту.
② КНИГАТИЧНИЙ МЕТОД ДІАМЕТРУВАННЯ ВІДПОВІДА: Критичний діаметр гасіння (D₀) являє собою максимальний діаметр сталі, який можна повністю загартовувати в конкретному середовищі гасіння.

Загартовування

B.tempering

1. Визначення загартування
Твердіння - це процес термічної обробки, де гасеву сталь повторюється до температури нижче точки A₁, утримується при цій температурі, а потім охолоджується до кімнатної температури.
2. Мета загартування
Зменшити або усунути залишковий стрес: запобігає деформації або розтріскуванню заготовки.
Зменшити або усунути залишковий аустеніт: стабілізує розміри заготовки.
Усуньте крихкість гаганої сталі: регулює мікроструктуру та властивості для задоволення вимог заготовки.
Важлива примітка: сталь слід негайно загартувати після гасіння.

3.

1. Маючи загартування
Призначення: зменшити стрес, покращити міцність заготовки та досягти високої твердості та стійкості до зносу.
Температура: 150 ° C ~ 250 ° C.
Продуктивність: Твердість: HRC 58 ~ 64. Висока твердість і стійкість до зносу.
Застосування: Інструменти, форми, підшипники, карбюризовані деталі та загартовані на поверхню компоненти.
2. Низьке загартування
Призначення: досягти високої міцності разом із достатньою силою та твердістю.
Температура: 500 ° C ~ 600 ° C.
Продуктивність: Твердість: HRC 25 ~ 35. Хороші загальні механічні властивості.
Програми: вали, передачі, з'єднувальні стрижні тощо.
Термічне перероблення
Визначення: Гасіння з подальшим високим температурним загартуванням називається тепловим рафінуванням або просто загартуванням. Сталь, оброблена цим процесом, має чудову загальну продуктивність і широко використовується.

Ⅳ.Проскітна термообробка сталі

A.

1. Визначення поверхневого загартування
Поверхневе затвердіння - це процес очищення тепла, призначений для зміцнення поверхневого шару заготовки, швидко нагріваючи його, щоб перетворити поверхневий шар в аустеніту, а потім швидко охолодити його. Цей процес проводиться, не змінюючи хімічний склад сталі, або основну структуру матеріалу.
2. Матеріали, що використовуються для структури поверхневого затвердіння та післяугардування
Матеріали, що використовуються для загартовування поверхні
Типові матеріали: середня вуглецева сталь та середня сталь з вуглецю.
Попереднє лікування: Типовий процес: загартування. Якщо основні властивості не є критичними, замість цього можна використовувати нормалізацію.
Структура після призначення
Структура поверхні: поверхневий шар, як правило, утворює затвердіючу структуру, таку як мартеніт або бейніт, яка забезпечує високу твердість і стійкість до зносу.
Структура ядра: ядро ​​сталі, як правило, зберігає свою початкову структуру, таку як перліт або загартований стан, залежно від процесу попередньої обробки та властивостей базового матеріалу. Це гарантує, що ядро ​​підтримує хорошу міцність і силу.

B. Характеристика індукційної поверхневої загартовування
1. Висока температура нагріву та швидке підвищення температури: індукційне затвердіння поверхні, як правило, передбачає високу температуру нагріву та швидку швидкість нагріву, що дозволяє швидко нагрівати протягом короткого часу.
2. Здійснюйте структуру зерна аустеніту в поверхневому шарі: під час швидкого нагрівання та подальшого процесу гасіння поверхневий шар утворює дрібні аустенітові зерна. Після гасіння поверхня в першу чергу складається з тонкого мартенситу, з твердістю, як правило, на 2-3 год. ГРС вище, ніж звичайне гасіння.
3. Якість поверхні поверхні: Через короткий час нагрівання поверхня заготовки менш схильна до окислення та декарбуризації, а деформація, спричинена гасінням, мінімізується, забезпечуючи хорошу якість поверхні.
4. Низька сила втоми: трансформація мартенситної фази в поверхневому шарі породжує стиснення напруги, що збільшує втому сили заготовки.
5. Ефективність високої виробництва: Індукційна поверхнева затвердіння підходить для масового виробництва, що забезпечує високу ефективність роботи.

C. Класифікація хімічної термічної обробки
Карбюризація, карбюризація, карбюризація, хромізація, кремніювання, кремніювання, кремніювання, карбонітарія, борокарбуризація

D.gas carburizing
Газовий карбюринг - це процес, коли заготовка розміщується в герметичній газовій печі та нагрівається до температури, яка перетворює сталь в аустеніт. Потім в печі капає карбюризуючий агент, або вводиться карбюризуюча атмосфера, що дозволяє атомам вуглецю дифундувати в поверхневий шар заготовки. Цей процес збільшує вміст вуглецю (wc%) на поверхні заготовки.
√carburoizing Agents:
• Гази, багаті вуглецем: такі як вугільний газ, зріджений нафтовим газом (ЛПГ) тощо.
• Органічні рідини: такі як гас, метанол, бензол тощо.
√Carburizing Параметри процесу:
• Температура карбюризації: 920 ~ 950 ° C.
• Час карбюризації: залежить від бажаної глибини карбюризованого шару та температури карбузируючого.

Е. Е. НЕВОДАЄТЬСЯ після карбюризації
Сталь повинна пройти термічну обробку після карбюризації.
Процес термічної обробки після карбюризації:
√queing + низькотемпературне загартування
1.Прядні гасіння після попереднього охолодження + низькотемпературного загартування: заготовка попередньо охолоджена від температури карбюризуючої до трохи вище температури AR₁ ядра, а потім негайно гасить з подальшим низькотемпературним загартуванням при 160 ~ 180 ° C.
2. Скасування гасіння після охолодження + низькотемпературного загартування: після карбюризації, заготовка повільно охолоджується до кімнатної температури, а потім повторюється для гасіння та низькотемпературного загартування.
3. Додайте гасіння після охолодження + низькотемпературного загартування: Після карбузації та повільного охолодження заготовка зазнає двох етапів опалення та гасіння з подальшим низьким температурним загартуванням.

Ⅴ Хемічна термічна обробка сталей

1. Визначення хімічної термічної обробки
Хімічна термічна обробка - це процес термічної обробки, в якому сталева заготовка розміщується в конкретному активному середовищі, нагрівається і утримується при температурі, що дозволяє активним атомам у середовищі дифундувати на поверхню заготовки. Це змінює хімічний склад та мікроструктуру поверхні заготовки, тим самим змінюючи її властивості.
2. Базовий процес хімічної термічної обробки
Розкладання: Під час нагрівання активне середовище розкладається, вивільняючи активні атоми.
Поглинання: Активні атоми адсорбуються поверхнею сталі і розчиняються в твердий розчин сталі.
Дифузія: Активні атоми, що поглинаються і розчиняються на поверхні сталі, мігрують у внутрішню частину.
Типи індукційної поверхні загартовування
А. Нагрівання індукції високої частоти
Поточна частота: 250 ~ 300 кГц.
Загартована глибина шару: 0,5 ~ 2,0 мм.
Застосування: середні та невеликі модульні передачі та невеликі та середні вали.
B. Опалювач індукційного індукції
Поточна частота: 2500 ~ 8000 кГц.
Загартована глибина шару: 2 ~ 10 мм.
Програми: більші вали та великі та середні передачі модуля.
C. Опалення індукційного індукції частоти
Поточна частота: 50 Гц.
Загартована глибина шару: 10 ~ 15 мм.
Заявки: заготовки, що вимагають дуже глибокого загартованого шару.

3. Індукційна поверхня затвердіння
Основний принцип затвердіння індукційної поверхні
Ефект шкіри:
При змінному струмі в індукційній котушці викликає струм на поверхні заготовки, більшість індукованого струму зосереджується біля поверхні, тоді як майже жоден струм не проходить через внутрішню частину заготовки. Це явище відоме як ефект шкіри.
Принцип затвердіння індукційної поверхні:
Виходячи з ефекту шкіри, поверхня заготовки швидко нагрівається до температури аустенітизації (піднімається до 800 ~ 1000 ° C за кілька секунд), тоді як внутрішня заготовка залишається майже необгрунтованою. Потім заготовку охолоджується обприскуванням води, досягненням поверхневого затвердіння.

Температура

4. Темпер
Загартовування крихкості в гасінній сталі
Загальовка химерність відноситься до явища, коли ударна міцність гасивої сталі значно зменшується при загартованні при певних температурах.
Перший тип загартування крихкості
Діапазон температури: від 250 ° С до 350 ° С.
Характеристики: Якщо загартована сталь загартована в цьому температурному діапазоні, вона велика ймовірність розвитку цього типу загартованої крихкості, який неможливо усунути.
Рішення: Уникайте загартованої гасивої сталі в цьому температурному діапазоні.
Перший тип загаршевної крихкості також відомий як низькотемпературна загартованість або незворотна загартованість.

Ⅵ.tempering

1. Температура - це остаточний процес термічної обробки, який слідує за гасінням.
Чому гасиві сталі потребують загартування?
Мікроструктура після гасіння: Після гасіння мікроструктура сталі зазвичай складається з мартенситу та залишкового аустеніту. Обидва є метастабільними фазами і перетворюватимуться за певних умов.
Властивості мартенситу: Мартенсит характеризується високою твердістю, але також високою крихістю (особливо у мартенситі з високим вмістом вуглецю), що не відповідає вимогам продуктивності для багатьох застосувань.
Характеристика мартенситної трансформації: Трансформація до мартенситу відбувається дуже швидко. Після гасіння заготовка має залишкові внутрішні напруги, які можуть призвести до деформації або розтріскування.
Висновок: заготовку не можна використовувати безпосередньо після гасіння! Твердіння необхідне для зменшення внутрішніх напружень та поліпшення міцності заготовки, що робить її придатною для використання.

2. Різниця між загартованою та загартованою ємністю:
Загартованість:
Загартованість відноситься до здатності сталі досягти певної глибини затвердіння (глибина загартованого шару) після гасіння. Це залежить від складу та структури сталі, зокрема її легованих елементів та типу сталі. Загартованість - це міра того, наскільки добре сталь може загартовувати протягом усієї товщини під час процесу гасіння.
Твердість (здатність загартовування):
Твердість або загартовування ємності відноситься до максимальної твердості, яку можна досягти в сталі після гасіння. На нього значною мірою впливає вміст вуглецю в сталі. Більш високий вміст вуглецю, як правило, призводить до більш високої потенційної твердості, але це може бути обмежене легованими елементами сталі та ефективністю процесу гасіння.

3. Садівництво сталі
√ Концепція загартовування
Загартованість відноситься до здатності сталі досягти певної глибини мартенситного загартування після гасіння від температури аустенітизації. Більш простіше, це можливість сталі утворювати мартенсит під час гасіння.
Вимірювання загартованості
Розмір загартовування позначається глибиною загартованого шару, отриманим у визначених умовах після гасіння.
Загартована глибина шару: Це глибина від поверхні заготовки до області, де конструкція наполовину мартеніт.
Загальні засоби масової інформації:
• Вода
Характеристики: економічні з сильними можливостями охолодження, але має високу швидкість охолодження біля температури кипіння, що може призвести до надмірного охолодження.
Застосування: Зазвичай використовується для вуглецевих сталей.
Соляна вода: розчин солі або лугу у воді, який має більш високу здатність охолодження при високих температурах порівняно з водою, що робить її придатною для вуглецевих сталей.
• Масля
Характеристики: забезпечує повільнішу швидкість охолодження при низьких температурах (поблизу температури кипіння), що ефективно знижує тенденцію до деформації та розтріскування, але має меншу здатність охолодження при високих температурах.
Застосування: підходить для сталей сплавів.
Типи: Включає гасіння масла, машинне масло та дизельне паливо.

Час нагрівання
Час нагрівання складається як зі швидкості нагріву (час, необхідний для досягнення потрібної температури), так і часу утримування (час, що підтримується при цільовій температурі).
Принципи визначення часу нагріву: забезпечуйте рівномірний розподіл температури по всьому заготовку, як всередині, так і зовні.
Забезпечте повну аустенітизацію і що сформований аустеніт є рівномірним і тонким.
Основа для визначення часу нагріву: зазвичай оцінюється за допомогою емпіричних формул або визначається за допомогою експериментів.
Гасіння ЗМІ
Два ключові аспекти:
А. Швидкість охолодження: більш висока швидкість охолодження сприяє утворенню мартенситу.
B.Residual Stress: Більш висока швидкість охолодження збільшує залишковий стрес, що може призвести до більшої тенденції до деформації та розтріскування в заготовці.

Ⅶ.Нормалізація

1. Визначення нормалізації
Нормалізація-це процес очищення тепла, при якому сталь нагрівається до температури від 30 ° С до 50 ° С над температурою AC3, утримується при цій температурі, а потім повітряним охолодженням для отримання мікроструктури, близької до рівноважного стану. Порівняно з відпалом, нормалізація має швидшу швидкість охолодження, що призводить до більш тонкої структури перлітків (P) та більшої міцності та твердості.
2. Мета нормалізації
Мета нормалізації схожа на мету відпалу.
3. Застосування нормалізації
• Усунути мережевий вторинний цементіт.
• Служити остаточну термообробку для деталей з меншими вимогами.
• Дійте як підготовча термічна обробка для низької та середньої вуглецевої конструкційної сталі для поліпшення обробки.

4. Типи відпалу
Перший тип відпалу:
Мета та функція: Мета - не викликати фазову трансформацію, а перехід сталі від незбалансованого стану до збалансованого стану.
Типи:
• Дифузійне відпал: спрямований на гомогенізацію складу шляхом усунення сегрегації.
• Перекристалізація відпалу: відновлює пластичність шляхом усунення наслідків затвердіння роботи.
• Зниження стресу: зменшує внутрішні напруги, не змінюючи мікроструктуру.
Другий тип відпалу:
Мета та функція: прагне змінити мікроструктуру та властивості, досягнення мікроструктури, де переважають перліти. Цей тип також гарантує, що розподіл та морфологія перліту, фериту та карбідів відповідають конкретним вимогам.
Типи:
• Повний відпал: нагріває сталь над температурою AC3, а потім повільно охолоджує її для отримання рівномірної перлітної конструкції.
• Неповне відпал: нагріває сталь між температурою AC1 та AC3, щоб частково перетворити конструкцію.
• Ізотермічне відпал: нагріває сталь на вище AC3, а потім швидке охолодження до ізотермічної температури та утримання для досягнення бажаної структури.
• Сфероїдизація відпалу: виробляє сфероїдальну структуру карбіду, покращуючи обробку та міцність.

Ⅷ.1. Виконання термічної обробки
Теплова обробка відноситься до процесу, в якому нагрівається метал, утримується при певній температурі, а потім охолоджується, перебуваючи в твердій стані, щоб змінити його внутрішню структуру та мікроструктуру, тим самим досягаючи бажаних властивостей.
2. Характеристика термічної обробки
Теплова обробка не змінює форми заготовки; Натомість він змінює внутрішню структуру та мікроструктуру сталі, що, в свою чергу, змінює властивості сталі.
3. Виконання термічної обробки
Мета термічної обробки - покращити механічні або обробні властивості сталі (або заготовки), повністю використовувати потенціал сталі, підвищити якість заготовки та продовжити термін служби.
4. Ключ
Чи можна покращити властивості матеріалу за допомогою термічної обробки, критично залежить від того, чи є зміни в його мікроструктурі та структурі під час процесу нагріву та охолодження.


Час посади: 19 серпня 201-2024 рр.