Terase karastamine
Karastamine on kuumtöötlusprotsess, mille käigus karastatud toorik kuumutatakse uuesti temperatuurini, mis on madalam kui A1, hoitakse seda teatud aja jooksul ja seejärel jahutatakse toatemperatuurini. Karastatud terast ei tohi otse kasutada; see peab läbima karastamise, mis määrab terase mikrostruktuuri ja omadused ning on otsustava tähtsusega kuumtöötlusetapp.
Karastamise eesmärk
Soovitud mehaaniliste omaduste saavutamiseks
Pärast karastamist on töödeldaval detailil kõrge kõvadus, kuid madal elastsus ja sitkus. Erinevate osade erinevate jõudlusnõuete täitmiseks kasutatakse karastamist karastatud mikrostruktuuri muutmiseks, kõvaduse reguleerimiseks ja rabeduse vähendamiseks, mille tulemuseks on tooriku soovitud mehaanilised omadused.
Tooriku mõõtmete stabiliseerimiseks
Karastamisel tekkiv martensiit ja säilinud austeniit on ebastabiilsed struktuurid, mis võivad aja jooksul laguneda, põhjustades mõõtmete ja kuju muutusi. Karastamine muudab karastatud mikrostruktuuri stabiilseks, tagades, et toorik säilitab kasutamise ajal oma mõõtmed ja kuju.
Kustutamisest tingitud sisemiste pingete vähendamiseks või kõrvaldamiseks
Jahutamine põhjustab märkimisväärset sisemist stressi. Kui need pinged karastamisel koheselt ei leevenda, võivad toorik deformeeruda või isegi praguneda.
Muutused karastatud terase karastamise ajal
Karastatud martensiit ja säilinud austeniit on metastabiilsed faasid, mis lagunevad ferriidiks ja karbiidideks, kui karastada toatemperatuurilt alla A1. Konkreetsed teisendused sõltuvad karastustemperatuurist:
Martensiidi lagunemine (vähem kui 200 kraadi või sellega võrdne)
Temperatuuril alla 80 kraadi ei toimu olulisi mikrostruktuurilisi muutusi, välja arvatud süsinikuaatomite koondumine martensiidis. 80 ja 200 kraadi vahel hakkab martensiit lagunema, süsinikuaatomid sadestuvad ε- karbiididena (Fe2,4C), mis vähendab martensiidi süsiniku üleküllastumist ja tetragonaalsust. Kuna karastamistemperatuur on madal, sadestub ainult osa liigsest süsinikust, jättes martensiidi üleküllastunud tahke süsiniku lahusena -Fe-s. Peened ε-karbiidid hajuvad piki üleküllastunud -tahke lahuse liideseid, säilitades koherentse suhte (kus faasipiiridel olevad aatomid on jagatud kahe kristallvõrega). Seda mikrostruktuuri, mis koosneb vähem üleküllastunud -tahkest lahusest ja ε-karbiididest, nimetatakse karastatud martensiidiks. ε-karbiidide peene ja väga hajutatud olemuse tõttu ei vähene terase kõvadus märkimisväärselt, kui seda karastada alla 200 kraadi. ε-karbiidide sadestumine vähendab aga võre moonutusi, vähendades summutuspinget ning suurendades veidi terase plastilisust ja sitkust.
Säilinud austeniidi lagunemine (200–300 kraadi)
Säilitatud austeniit sarnaneb alajahutatud austeniidiga, seega on selle karastusproduktid samad, mis alajahtunud austeniidil sarnastel temperatuuritingimustel, moodustades sõltuvalt temperatuurist martensiidi, bainiidi või perliidi.
Kui terast karastada 200–300 kraadi, jätkab martensiit lagunemist ja allesjäänud austeniit hakkab muutuma madalamaks bainiidiks (200–300 kraadi on madalam bainiidi muundumisvahemik). Selles temperatuurivahemikus väheneb summutuspinge veelgi, kuid kõvadus oluliselt ei lange.
Karbiidide ümberkujundamine (250-450 kraadi)
Temperatuuril üle 250 kraadi karastatud süsinikuaatomite suurenenud difusioonivõime põhjustab ε-karbiidide järkjärgulise muutumise stabiilseks tsementiidiks. 450 kraadi võrra muutuvad kõik ε-karbiidid tugevalt hajutatud tsementiidiks. Süsiniku pidev sadestumine alandab süsinikusisalduse -tahkes lahuses tasakaalutasemeni, muutes selle ferriidiks, kuigi see jääb nõelakujuliseks-. Seda struktuuri, mis koosneb nõel-nagu ferriidist ja tugevalt hajutatud tsementiidist, nimetatakse karastatud troostiidiks. 45 terasest karastatud troostiidi struktuur on näidatud alloleval joonisel. Sel hetkel terase kõvadus väheneb ning selle sitkus ja plastilisus suurenevad veelgi ning karastuspinge on peaaegu elimineeritud.
Tsementiidi agregatsioon ja kasv ning ferriidi ümberkristallimine (450–700 kraadi)
Üle 450 kraadi sferoidiseerub kõrgelt hajutatud tsementiit järk-järgult peeneks osakesteks ja temperatuuri tõustes need osakesed kasvavad. Samal ajal hakkab ferriit 500–600 kraadi ümber kristalliseeruma, muutudes lati või nõelakujulistest kujunditest hulknurkseteks teradeks.
Seda polügonaalsele ferriitmaatriksile jaotatud granuleeritud tsementiidist koosnevat struktuuri nimetatakse karastatud sorbiidiks. 45 terase karastatud sorbiidi struktuur on näidatud alloleval joonisel. Kui temperatuuri veelgi tõsta 650 kraadini –A1, siis granuleeritud tsementiit jämeneb, moodustades polügonaalsest ferriidist ja suuremast granuleeritud tsementiidist, mida tuntakse karastatud perliidina, mikrostruktuuri.
Karastatud terase muundumine karastamise ajal toimub erinevates temperatuurivahemikes. Isegi samal karastamistemperatuuril võib toimuda mitut tüüpi muundumisi. Karastatud terase omadused sõltuvad nendest mikrostruktuurimuutustest, mis omakorda mõjutavad selle mehaanilist jõudlust. Üldiselt, kui karastamistemperatuur tõuseb, tugevus ja kõvadus vähenevad, samal ajal kui elastsus ja sitkus paranevad, kusjuures need muutused muutuvad kõrgematel temperatuuridel tugevamaks.
Karastamise tüübid ja rakendused
Peamine terase mikrostruktuuri ja omadusi määrav tegur on karastamistemperatuur. Temperatuuri ja sellest tuleneva mikrostruktuuri alusel on karastamine jagatud kolme tüüpi:
Madal{0}}temperatuuriline karastamine (150–250 kraadi)
Madal{0}}temperatuuril karastamine annab karastatud martensiidi. Eesmärk on säilitada karastatud terase kõrge kõvadus ja kulumiskindlus, vähendades samal ajal sisemist pinget ja rabedust ning parandades elastsust ja sitkust. Seda meetodit kasutatakse peamiselt suure-süsinikterase ja legeerteraste puhul lõikeriistades, mõõteriistades, külmstantsimisstantsides, rull-laagrites, karbureeritud osades ja pinnaga-karastatud osades. Karastusjärgne kõvadus on tavaliselt vahemikus 58–64 HRC.
Keskmine{0}}Temperatuur (350–500 kraadi)
See meetod annab karastatud troostiidi. Selle eesmärk on saavutada kõrge voolavuspiir, elastsuspiir ja märkimisväärne sitkus. Keskmise -temperatuuri temperamenti kasutatakse peamiselt mitmesuguste elastsete komponentide ja kuumtöötlemise stantside jaoks. Karastusjärgne kõvadus jääb üldiselt vahemikku 35–50 HRC.
Kõrgel{0}}temperatuuril karastamine (500–650 kraadi)
Selle meetodiga saadakse karastatud sorbiit. Eesmärk on saavutada tasakaal tugevuse, kõvaduse, plastilisuse ja sitkuse vahel. Kui karastamine ja kõrgel temperatuuril{2}}karastamine on kombineeritud, nimetatakse seda protsessi tavaliselt "karastamiseks ja karastamiseks". Seda kasutatakse laialdaselt kriitiliste konstruktsioonikomponentide jaoks autode, traktorite ja tööpinkide tootmisel (nagu ühendusvardad, naastud, hammasrattad ja ülekandevõllid). Karastusjärgne kõvadus jääb üldiselt vahemikku 200–330 HBW.
Kuigi terase kõvaduse väärtused pärast normaliseerimist ja karastus{0}}karastamist on üsna sarnased, läbivad tootmises kasutatavad kriitilised konstruktsioonikomponendid tavaliselt pigem karastamise, mitte normaliseerimise. Seda seetõttu, et karastatud sorbiidi mikrostruktuuris on granuleeritud tsementiit, normaliseerimisel saadud sorbiidil aga lamelltsementiit. Seetõttu ei ole karastatud ja karastatud terasel mitte ainult suurem tugevus, vaid ka parem elastsus ja sitkus võrreldes normaliseeritud olekuga.
Karastamine ja karastamine võib olla viimane kuumtöötlusprotsess või eeltöötlus enne pinna kõvenemist ja keemilist kuumtöötlust. Kuna karastatud terase kõvadus ei ole kõrge, võimaldab see hõlpsat töötlemist ja madalaid pinnakareduse väärtusi.
Lisaks nendele kolmele tavalisele karastamismeetodile läbivad mõned kõrg-legeerterased pehmenduskarastuse kõrgel-temperatuuril 20–40 kraadi alla A1, et saada karastatud perliit alternatiivina sferoidiseerivale lõõmutamisele.
Karastamisel põhjaliku mikrostruktuurilise transformatsiooni tagamiseks tuleb töödeldavat detaili hoida karastustemperatuuril piisavalt kaua, tavaliselt 1–3 tundi, olenevalt materjalist, temperatuurist, paksusest, koormusest ja kuumutamisviisist. Jahutusmeetodil pärast karastamist on süsinikterase jõudlusele vähe mõju, kuid uute pingete vältimiseks jahutatakse toorikud pärast karastamist tavaliselt aeglaselt õhu käes.
Võtke meiega ühendust
Lisateabe saamiseks võtke meiega ühendust aadressilmetal@welongpost.com.