Почему стальные детали нуждаются в закалке? Каков эффект?

Thread Content

Закалка и отпуск: Метод термической обработки высокотемпературного отпуска после закалки называется закалкой и отпуском. Высокотемпературный отпуск относится к отпуску в диапазоне 500-650 ℃. Закалка и отпуск могут значительно изменить свойства и материалы стали. Его прочность, пластичность и ударная вязкость лучше, и он обладает хорошими комплексными механическими свойствами. После закалки и отпуска получают отпущенный сорбит. Закаленный сорбит образуется из мартенсита при отпуске. Различить его можно только под оптическим металлографическим микроскопом при увеличении в 500–600 раз. Он представляет собой композиционную структуру из гранул карбидов (в том числе цементита), распределенных в ферритовой матрице. Это также отпущенная структура мартенсита, представляющая собой смесь феррита и зернистых карбидов. В это время феррит практически не имеет пересыщения углеродом, а карбиды также являются стабильными карбидами. Это сбалансированная ткань при комнатной температуре. Существует две категории закаленной и отпущенной стали: углеродистая закаленная и отпущенная сталь и легированная закаленная и отпущенная сталь. Будь то углеродистая или легированная сталь, контроль содержания углерода относительно строгий. Если содержание углерода слишком велико, прочность заготовки после закалки и отпуска будет высокой, но ударной вязкости недостаточно. Если содержание углерода слишком низкое, ударная вязкость повысится, но прочность будет недостаточной. Чтобы добиться хороших общих характеристик закаленных деталей, содержание углерода обычно контролируется на уровне 0,30–0,50%. Во время отпуска и закалки необходимо закалить все поперечное сечение заготовки, чтобы заготовка приобрела микроструктуру, в которой преобладает тонкий игольчатый закаленный мартенсит. Благодаря высокотемпературному отпуску получается микроструктура, в которой преобладает однородно отпущенный сорбит. Небольшие заводы не могут проводить металлографический анализ для каждой печи и вообще проводят только испытания на твердость. Это значит, что твердость после закалки должна достигать закалочной твердости материала, а твердость после отпуска должна быть проверена по требованиям, указанным на чертеже. Совместное использование закаленной и отпущенной стали 45 представляет собой среднеуглеродистую конструкционную сталь с хорошими свойствами горячей и холодной обработки, хорошими механическими свойствами, низкой ценой и широким спектром источников, поэтому она широко используется. Самым большим его недостатком является низкая прокаливаемость, и он не подходит для заготовок с большими размерами поперечного сечения и высокими требованиями. Температура закалки стали 45 составляет A3+(30~50)℃. В реальной эксплуатации обычно принимается верхний предел. Более высокая температура закалки может ускорить нагрев заготовки, уменьшить окисление поверхности и повысить эффективность работы. Для гомогенизации аустенита заготовки требуется достаточное время выдержки. Если фактическая загрузка печи велика, время выдержки необходимо соответствующим образом увеличить. В противном случае из-за неравномерного нагрева может возникнуть недостаточная твердость. Однако если время выдержки слишком продолжительное, также возникнут крупные зерна и серьезное окислительное обезуглероживание, что повлияет на качество закалки. Мы считаем, что если мощность загрузки печи превышает предусмотренную в технологической документации, то время нагрева и выдержки необходимо увеличить на 1/5. Поскольку сталь 45 имеет низкую прокаливаемость, следует использовать 10%-ный соляной раствор с высокой скоростью охлаждения. После попадания заготовки в воду ее следует закалить насквозь, но не охлаждать. Если заготовку охладить в соленой воде, заготовка может треснуть. Это связано с тем, что при охлаждении заготовки примерно до 180°С аустенит быстро превращается в мартенсит, вызывая чрезмерные организационные напряжения. Поэтому, когда закаленная заготовка быстро охлаждается до этого диапазона температур, следует использовать метод медленного охлаждения. Поскольку температуру воды на выходе трудно контролировать, эксплуатировать ее необходимо исходя из опыта. Когда заготовка в воде перестанет трястись, воду можно отводить и охлаждать воздухом (лучше, если охлаждение будет масляным). Кроме того, при попадании заготовки в воду она должна двигаться, а не статична. Он должен равномерно перемещаться в соответствии с геометрической формой заготовки. Статическая охлаждающая среда плюс статическая заготовка приведут к неравномерной твердости и неравномерному напряжению, что приведет к сильной деформации заготовки и даже к растрескиванию. Твердость закаленных и отпущенных деталей из стали 45 после закалки должна достигать HRC56~59. Возможность больших сечений ниже, но не может быть ниже HRC48. В противном случае это означает, что заготовка не прошла закалку полностью и в структуре может появиться сорбит или даже феррит. Эта структура все равно останется в матрице после отпуска, и цель закалки и отпуска не может быть достигнута. Для высокотемпературного отпуска стали 45 после закалки температура нагрева обычно составляет 560–600 ℃, а требования к твердости – 22–34 HRC. Поскольку целью отпуска является получение комплексных механических свойств, диапазон твердости относительно широк. Однако, если чертеж имеет требования к твердости, температура отпуска должна быть отрегулирована в соответствии с требованиями чертежа, чтобы обеспечить твердость. Например, некоторые детали вала требуют высокой прочности и высокой твердости. ； Некоторые шестерни и детали валов со шпоночными канавками имеют более низкие требования к твердости, поскольку их необходимо фрезеровать и вставлять после отпуска. Что касается времени отпуска и сохранения тепла, то оно зависит от требований к твердости и размеров заготовки. Мы считаем, что твердость после отпуска зависит от температуры отпуска и мало связана со временем отпуска, но ее необходимо отпускать. Как правило, время отпуска и сохранения тепла заготовки всегда превышает один час.