Закаляване и темпериране: Процес на термична обработка на стомана и оптимизиране на производителността
Закаляването и темперирането (закаляване + темпериране) е общ процес на термична обработка на стомана, обикновено използван за подобряване на свойствата на стоманата. Основната цел на закаляването и отвръщането е да се постигне балансирана организационна структура на стоманата чрез подходящи процеси на нагряване и охлаждане, като по този начин се подобрява нейната здравина, твърдост и издръжливост. Този процес обикновено включва следните стъпки:
- Нагряване (аустенитизиране): Стоманата първо се нагрява над своята критична температура (т.е. температура на аустенитизиране), което я кара да се трансформира напълно в аустенит (аустенит), който е високотемпературна стоманена структура.
- Накисване: Стоманата се държи при висока температура за определен период от време, за да се осигури хомогенизирането на структурата. Тази стъпка помага за подобряване на втвърдяването на материала.
- Охлаждане (закаляване): Стоманата се охлажда бързо, което кара аустенита бързо да се трансформира в мартензит, като по този начин се увеличава твърдостта. Изборът на охлаждаща среда и контролът на скоростта на охлаждане са много критични за успеха на процеса на охлаждане и отвръщане.
- Закаляване: Закалената и темперирана стомана обикновено е твърде крехка и твърда, така че трябва да бъде темперирана, за да се намали твърдостта и да се подобри якостта. Тази стъпка включва повторно нагряване на стоманата до по-ниска температура, задържане на топло за определен период от време и след това охлаждане.
Закалената и темперирана стомана има по-висока якост и твърдост, като същевременно запазва определена степен на якост. Това го прави подходящ за много инженерни приложения, особено когато се изисква баланс между здравина и издръжливост. Трябва да се отбележи, че различните видове стомана и различните параметри на закаляване и отвръщане (температура, време, скорост на охлаждане и т.н.) ще доведат до различни свойства. Следователно, когато се извършва закаляване и отвръщане, трябва да се разработи подходящ план за процеса въз основа на специфичния състав на сплавта и изискванията за приложение. Въглеродната стомана често се използва без крайна топлинна обработка, но може да бъде отгрята, нормализирана, закалена или темперирана, за да се подобрят нейните производствени и механични свойства.
ss400 Мека стомана
SSS400/Q235 е обикновена структурна стомана с ниско съдържание на въглерод със съдържание на въглерод между 0,12% и 0,2%, което е еквивалентно на стомана № 10 и № 20. На теория може да се охлади, за да се получи мартензит, но поради мартензитния въглерод свръхнасищането е много ниско и твърдостта след охлаждане е много ниска, само около 170HBS. Твърдостта на тази стомана в състояние на доставка е около 144HBS (тя е нормализирана преди да напусне фабриката). Може да се види, че когато се охлажда с Q235, увеличаването на якостта и твърдостта не е очевидно и също така трябва да се изправи пред недостатъците на термичната обработка на деформация, напукване, окисление, обезвъглеродяване и разходи за термична обработка, което е доста неикономично. Меката стомана ss400 обикновено се закупува без термична обработка. Обикновено се използва в инженерни проекти, където е необходимо голямо количество стомана. Количеството е огромно. Обикновено се използва след горещо валцуване. Горещо валцуване означава нормализиране на термичната обработка. Има няколко причини да не се подлагате на термична обработка:
- Тези случаи не изискват високи механични изисквания.
- Обемът на стоманените компоненти е твърде голям и термичната обработка не е практична.
- Материалът е евтин, изискванията за качество са относително ниски и е нисковъглеродна стомана, така че ефектът от термичната обработка не е много добър.
- Ако трябва да използвате Q235, за да го втвърдите, можете само да го карбуризирате, но това не е рентабилно.
1045/S45C въглеродна стомана
Стоманата 1045/S45C е често използвана структурна стомана със средно въглеродно охлаждане и темпериране. Студената пластичност на тази стомана е средна. Отгряването и нормализирането са малко по-добри от закаляването и темперирането. Има по-висока якост и по-добра обработваемост. След подходяща термична обработка може да получи определена степен на здравина, пластичност и устойчивост на износване. Удобен източник на материал. Подходящ за заваряване с водород и аргонова дъга, но не е подходящ за заваряване с газ. Необходимо е предварително загряване преди заваряване и отгряване за освобождаване на напрежението трябва да се извърши след заваряване. Нормализирането може да подобри производителността на рязане на заготовки с твърдост под 160HBS. След закаляване и темпериране цялостните механични свойства на тази стомана трябва да бъдат оптимизирани в сравнение с други структурни стомани със средно въглеродно съдържание. Въпреки това, закаляемостта на тази стомана е ниска. Критичният диаметър на втвърдяване във вода е 12 ~ 17 mm и има тенденция да се напуква по време на закаляване с вода. Когато диаметърът е по-голям от 80 mm, неговите механични свойства са сходни след закаляване и темпериране или нормализиране. По-висока якост и издръжливост могат да бъдат получени след закаляване и темпериране за средни и малки части на матрицата.
Приложения на въглеродна стомана 1045/S45C:
- Може да се използва като един от материалите за производство на клинови шпонки DIN 6883-1956; може да се използва за производство на болтове от клас 8.8 и 9.8 M16 и по-ниски, болтове от клас 10.9 и M22 и по-ниски, гайки от клас 8, 9 и 10 и шайби от клас 300HV, вижте JC/T 5057.40-1995 .
- Може да се използва за производство на големи шестоъгълни болтове с висока якост за стоманени конструкции от клас 8.8S M20 и по-ниски, големи шестоъгълни гайки от клас 10H или 8H и високоякостни шайби от клас на производителност 35~45HRC. Вижте GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4Стомана Q+T
Всички горни материали са нисковъглеродни легирани стомани, съдържащи легиращи елементи като хром и молибден, и имат висока закаляемост и нямат крехкост при отпускане. Легираната стомана 25CrMo4 има достатъчна якост при висока температура под 500 градуса, много добра заваряемост, малка склонност към образуване на студени пукнатини и добра обработваемост и пластичност при студено напрежение. Стомана 35CrMo4 обикновено се използва в закалено и закалено или карбуризирано и закалено състояние. Спецификации за термична обработка за тази стомана: закаляване при 880 градуса, водно охлаждане, маслено охлаждане; темпериране при 500 градуса, водно охлаждане, маслено охлаждане. Легирана стомана 42CrMo4 се използва за производство на тръби за високо налягане и различни крепежни елементи и висококачествени карбуризирани части като зъбни колела и валове, които работят в некорозивни среди и среди с работни температури под 250 градуса и съдържащи смеси от азот и водород.
