wprowadzenieStal jest hartowana przez podgrzanie stali do temperatury powy?ej temperatury krytycznej Ac3 (stal hipoeutektoidalna) lub Ac1 (stal hipereutektoidalna), utrzymywanie jej przez pewien czas tak, aby zosta?a austenityzowana w ca?o?ci lub w cz??ci, a nast?pnie sch?odzona do temperatura wy?sza ni? krytyczna szybko?? ch?odzenia Szybkie ch?odzenie poni?ej Ms (lub Ms w pobli?u izotermicznej) martenzytycznej (lub bainitowej) obróbki cieplnej. Obróbka w roztworze materia?ów takich jak stopy aluminium, stopy miedzi, stopy tytanu, szk?o hartowane itp. lub procesy obróbki cieplnej z szybkim ch?odzeniem s? równie? powszechnie okre?lane jako hartowanie. Hartowanie jest powszechnym procesem obróbki cieplnej, stosowanym g?ównie w celu zwi?kszenia twardo?ci materia?u. Zwykle z medium hartowniczego mo?na podzieli? na hartowanie w wodzie, hartowanie w oleju, hartowanie organiczne. Wraz z rozwojem nauki i technologii pojawi?y si? nowe procesy hartowania.1 Metoda hartowania ch?odzonego powietrzem pod wysokim ci?nieniemPrzedmioty w silnym przep?ywie gazu oboj?tnego szybko i równomiernie sch?adzaj?, aby zapobiec utlenianiu powierzchni, aby unikn?? p?kni??, zmniejszy? zniekszta?cenia, aby zapewni?, ?e wymagan? twardo??, g?ównie do hartowania stali narz?dziowej. Technologia ta rozwija?a si? ostatnio szybko, a zakres zastosowań równie? znacznie si? rozszerzy?. Obecnie technologia hartowania w gazie pró?niowym rozwija si? szybko, a podci?nienie (<1 × 105 Pa) ch?odzenie gazu o wysokim nat??eniu przep?ywu, a nast?pnie ch?odzenie gazu i wysokie ci?nienie (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) powietrze -ch?odzone, ultrawysokie ci?nienie (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) ch?odzone powietrzem i inne nowe technologie nie tylko znacznie poprawiaj? zdolno?? hartowania pró?niowego w przypadku ch?odzenia powietrzem, a tak?e hartowana jasno?? powierzchni przedmiotu obrabianego jest dobra, ma?e odkszta?cenie, ale równie? wysoka wydajno??, oszcz?dno?? energii, brak zanieczyszczeń i tak dalej. Zastosowanie hartowania pró?niowego ch?odzonego gazem pod wysokim ci?nieniem to hartowanie i odpuszczanie materia?ów, przesycanie, starzenie, naw?glanie jonowe i w?gloazotowanie stali nierdzewnej i stopów specjalnych, a tak?e spiekanie pró?niowe, ch?odzenie i hartowanie po lutowaniu. Przy hartowaniu azotem pod wysokim ci?nieniem 6 × 105 Pa ?adunek mo?e by? ch?odzony tylko lu?no, stal szybkotn?ca (W6Mo5Cr4V2) mo?e by? hartowana do 70 ~ 100 mm, stal wysokostopowa do pracy na gor?co do 25 ~ 100 mm, z?oto na zimno stal matrycowa (taka jak Cr12) do 80 ~ 100 mm. W przypadku hartowania azotem pod wysokim ci?nieniem 10 × 105 Pa, ch?odzone obci??enie mo?e by? intensywne, zwi?kszaj?c g?sto?? obci??enia o oko?o 30% do 40% przy ch?odzeniu 6 × 105 Pa. ci?nieniowy azot lub mieszanina helu i azotu, ch?odzone ?adunki s? g?ste i mo?na je ??czy? w wi?zki. G?sto?? ch?odzenia azotem 6 × 105 Pa 80% do 150%, mo?e by? ch?odzona ca?? stal? szybkotn?c?, stal? wysokostopow?, stal? narz?dziow? do pracy na gor?co i stal? chromow? Cr13% oraz wi?ksz? ilo?ci? stali hartowanych w oleju stopowym, takich jak wi?ksza wielkogabarytowa stal 9Mn2V. Piece hartownicze dwukomorowe ch?odzone powietrzem z oddzielnymi komorami ch?odz?cymi maj? lepsz? wydajno?? ch?odzenia ni? ten sam typ pieców jednokomorowych. Piec dwukomorowy 2 × 105 Pa ch?odzony azotem ma taki sam efekt ch?odzenia jak piec jednokomorowy 4 × 105 Pa. Jednak koszty operacyjne, niskie koszty utrzymania. Jako podstawowy przemys? materia?ów w Chinach (grafit, molibden, itp.) oraz elementy pomocnicze (silniki) i inne poziomy do poprawy. Dlatego, aby ulepszy? jednokomorow? wysokoci?nieniow? opiek? pró?niow? 6 × 105 Pa, przy jednoczesnym utrzymaniu rozwoju dwukomorowego pieca ci?nieniowego i wysokoci?nieniowego ch?odzonego powietrzem pieca hartowniczego bardziej zgodnego z krajowymi warunkami w Chinach. sch?odzony piec pró?niowy2 metoda silnego hartowania Konwencjonalne hartowanie zwykle odbywa si? za pomoc? ch?odzenia oleju, wody lub roztworu polimeru, a silne hartowanie zasad? jest wod? lub niskimi st??eniami s?onej wody. Mocne hartowanie charakteryzuje si? niezwykle szybkim ch?odzeniem, bez obaw o nadmierne odkszta?cenia stali i p?kanie. Konwencjonalne ch?odzenie do temperatury hartowania, napi?cie powierzchniowe stali lub stan niskiego napr??enia oraz silne hartowanie w ?rodku sch?adzania, serce przedmiotu obrabianego jest nadal w stanie gor?cym, aby zatrzyma? ch?odzenie, tak aby powsta?o napr??enie ?ciskaj?ce powierzchni. W ci??kich warunkach hartowania przech?odzony austenit na powierzchni stali poddawany jest napr??eniu ?ciskaj?cemu 1200 MPa, gdy szybko?? ch?odzenia strefy przemiany martenzytycznej jest wy?sza ni? 30℃/s, tak ?e granica plastyczno?ci stali po hartowaniu wzrasta o co najmniej 25%. Zasada: Stal z hartowania w temperaturze austenityzowania, ró?nica temperatur mi?dzy powierzchni? a sercem prowadzi do napr??eń wewn?trznych. Zmiana fazy okre?lonej obj?to?ci zmiany fazy i tworzywa sztucznego zmiany fazy spowoduje równie? dodatkowe napr??enie przemiany fazowej. Je?eli napr??enie termiczne i superpozycja napr??eń przej?cia fazowego, to znaczy ca?kowite napr??enie przekracza granic? plastyczno?ci materia?u, nast?pi odkszta?cenie plastyczne; je?li napr??enie przekroczy wytrzyma?o?? na rozci?ganie gor?cej stali, powstanie p?kni?cie po hartowaniu. Podczas intensywnego hartowania napr??enia szcz?tkowe wywo?ane przez plastyczno?? przemiany fazowej oraz napr??enia szcz?tkowe wzrastaj? w wyniku zmiany obj?to?ci w?a?ciwej przemiany austenitu-martenzytu. Przy intensywnym ch?odzeniu powierzchnia obrabianego przedmiotu natychmiast sch?adza?a si? do temperatury k?pieli, temperatura serca prawie si? nie zmieni?a. Szybkie ch?odzenie powoduje du?e napr??enie rozci?gaj?ce, które kurczy warstw? powierzchniow? i jest równowa?one przez obci??enie serca. Wzrost gradientu temperatury zwi?ksza napr??enie rozci?gaj?ce wywo?ane pocz?tkow? przemian? martenzytyczn?, natomiast wzrost temperatury pocz?tku przemiany martenzytycznej Ms spowoduje rozszerzenie warstwy powierzchniowej na skutek plastyczno?ci przej?cia fazowego, powierzchniowe napr??enie rozci?gaj?ce ulegnie znacznemu zmniejszeniu i przekszta?ceniu na napr??enie ?ciskaj?ce, napr??enie ?ciskaj?ce powierzchni jest proporcjonalne do ilo?ci wytworzonego martenzytu powierzchniowego. To powierzchniowe napr??enie ?ciskaj?ce okre?la, czy serce ulega przemianie martenzytycznej w warunkach ?ciskania, czy te? przy dalszym ch?odzeniu odwraca powierzchniowe napr??enie rozci?gaj?ce. Je?li przemiana martenzytyczna rozszerzenia obj?to?ci serca jest wystarczaj?co du?a, a martenzyt powierzchniowy jest bardzo twardy i kruchy, spowoduje to p?kni?cie warstwy powierzchniowej z powodu odwrócenia napr??eń. W tym celu powierzchnia stali powinna wykazywa? napr??enie ?ciskaj?ce, a transformacja martenzytyczna serca powinna nast?pi? tak pó?no, jak to mo?liwe. Silny test hartowania i wydajno?? hartowania stali: mocna metoda hartowania ma t? zalet?, ?e tworzy napr??enia ?ciskaj?ce na powierzchni, zmniejszaj?c ryzyko p?kania i poprawi? twardo?? i wytrzyma?o??. Tworzenie powierzchni martenzytu 100%, stal otrzyma najwi?ksz? utwardzon? warstw?, mo?e zast?pi? dro?sz? stal stal w?glowa, silne hartowanie mo?e równie? promowa? jednolite w?a?ciwo?ci mechaniczne stali i powodowa? najmniejsze zniekszta?cenia przedmiotu obrabianego. Cz??ci po hartowaniu, ?ywotno?? przy zmiennym obci??eniu mo?na zwi?kszy? o rz?d wielko?ci. [1]Rysunek 2 silne prawdopodobieństwo powstawania p?kni?? hartowania i zale?no?? szybko?ci ch?odzenia3 metoda ch?odzenia mieszaniny woda-powietrze Poprzez regulacj? ci?nienia wody i powietrza oraz odleg?o?ci mi?dzy dysz? rozpylaj?c? a powierzchni? przedmiotu obrabianego wydajno?? ch?odzenia mieszaniny woda-powietrze mo?na zmienia?, a ch?odzenie mo?e by? równomierne. Praktyka produkcyjna pokazuje, ?e zastosowanie prawa dotycz?cego kszta?tu z?o?onych cz??ci ze stali w?glowej lub stopowej hartowanie indukcyjne powierzchni, które mo?e skutecznie zapobiega? powstawaniu p?kni?? hartowniczych. , mo?e uzyska? lepszy efekt hartowania, do hartowania lub normalizacji stali. Obecnie technologia ta jest z powodzeniem stosowana do hartowania ?eliwa sferoidalnego. Bior?c za przyk?ad stop aluminium: Zgodnie z aktualnymi specyfikacjami obróbki cieplnej odkuwek i odkuwek ze stopu aluminium, temperatura wody hartuj?cej jest zwykle kontrolowana poni?ej 60 ° C, temperatura wody hartowniczej jest niska, pr?dko?? ch?odzenia jest wysoka, a du?a pozosta?o?? napr??enie po hartowaniu. W końcowej obróbce napr??enia wewn?trzne s? niezrównowa?one z powodu niespójno?ci kszta?tu i wielko?ci powierzchni, co powoduje uwolnienie napr??eń szcz?tkowych, co powoduje, ?e odkszta?cone, wygi?te, owalne i inne odkszta?cone cz??ci obrabianej cz??ci staj? si? nieodwracalnymi odpadami końcowymi z powa?n? strat?. Na przyk?ad: ?mig?o, ?opatki spr??arki i inne odkszta?cenia odkuwki ze stopu aluminium po obróbce s? oczywiste, co skutkuje tolerancj? wielko?ci cz??ci. Temperatura wody hartowniczej wzros?a z temperatury pokojowej (30-40 ℃) do temperatury wrz?cej wody (90-100 ℃), ?rednie napr??enie szcz?tkowe kucia zmniejszy?o si? o oko?o 50%. [2] Rysunek 4 schemat hartowania wrz?c? wod?5 metoda hartowania w gor?cym oleju Zastosowanie gor?cego oleju do hartowania, aby przedmiot obrabiany przed dalszym ch?odzeniem w temperaturze równej lub zbli?onej do temperatury punktu Ms w celu zminimalizowania ró?nicy temperatur, mo?e skutecznie zapobiega? hartowaniu zniekszta?cenie i p?kanie przedmiotu obrabianego. Niewielki rozmiar matrycy ze stali stopowej na zimno 160 ~ 200 ℃ w hartowaniu w gor?cym oleju, mo?e skutecznie zmniejszy? zniekszta?cenia i unikn?? p?kni??. Rysunek 5 Schemat hartowania w gor?cym oleju6 Metoda obróbki kriogenicznej Hartowany przedmiot jest stale ch?odzony od temperatury pokojowej do ni?szej temperatury, aby austenit szcz?tkowy jest nadal przekszta?cany w martenzyt, którego celem jest poprawa twardo?ci i odporno?ci na ?cieranie stali, poprawa stabilno?ci strukturalnej i stabilno?ci wymiarowej przedmiotu obrabianego oraz skuteczna poprawa trwa?o?ci narz?dzia. Obróbk? kriogeniczn? jest ciek?y azot jako medium ch?odz?ce dla metod obróbki materia?ów. Technologia obróbki kriogenicznej zosta?a najpierw zastosowana do narz?dzi zu?ywaj?cych si?, materia?ów narz?dzi form, a pó?niej rozszerzona na stal stopow?, w?glik itp., przy u?yciu tej metody mo?na zmieni? wewn?trzn? struktur? materia?ów metalowych, a tym samym poprawi? w?a?ciwo?ci mechaniczne i w?a?ciwo?ci przetwórcze, co jest obecnie Jeden z najnowszych procesów hartowania. Obróbka kriogeniczna (Obróbka kriogeniczna), znana równie? jako obróbka w ultraniskiej temperaturze, ogólnie odnosi si? do materia?u poni?ej -130 ℃ do przetwarzania w celu poprawy ogólnej wydajno?ci materia?u. Ju? 100 lat temu zacz?to zimn? obróbk? cz??ci zegarków, która poprawia wytrzyma?o??, odporno?? na zu?ycie, stabilno?? wymiarow? i ?ywotno??. Oczyszczanie kriogeniczne to nowa technologia opracowana na bazie zwyk?ego leczenia zimnem w latach 60-tych. W porównaniu z konwencjonaln? obróbk? na zimno, obróbka kriogeniczna mo?e dodatkowo poprawi? w?a?ciwo?ci mechaniczne i stabilno?? materia?u oraz ma szersz? perspektyw? zastosowania. Mechanizm obróbki kriogenicznej: Po obróbce kriogenicznej austenit szcz?tkowy w wewn?trznej strukturze materia?u metalowego (g?ównie ple?ń materia?) jest przekszta?cany w martenzyt, a wytr?cony w?glik jest równie? wytr?cany w martenzycie, dzi?ki czemu martenzyt mo?na wyeliminowa? w napr??eniu szcz?tkowym, ale tak?e wzmocni? osnow? martenzytu, dzi?ki czemu wzro?nie równie? jej twardo?? i odporno?? na zu?ycie. Przyczyn? wzrostu twardo?ci jest przekszta?cenie cz??ci austenitu szcz?tkowego w martenzyt. Wzrost wi?zko?ci wynika z dyspersji i niewielkiego wytr?cania η-Fe3C. Jednocze?nie zmniejsza si? zawarto?? w?gla w martenzycie i zmniejsza si? odkszta?cenie sieci, poprawa plastyczno?ci. Sprz?t do obróbki kriogenicznej sk?ada si? g?ównie ze zbiornika ciek?ego azotu, uk?adu przesy?owego ciek?ego azotu, g??bokiej komory ch?odniczej i uk?adu sterowania. W aplikacji zabieg kriogeniczny powtarza si? kilkakrotnie. Typowe procesy, takie jak: 1120 ℃ hartowanie oleju + -196 ℃ × 1h (2-4) g??boka obróbka kriogeniczna +200 ℃ × 2h odpuszczanie. Po obróbce organizacji nast?pi?a przemiana austenitu, ale równie? wytr?cony z hartowanej dyspersji martenzytu o wysoce spójnej relacji z osnow? ultradrobnych w?glików, po pó?niejszym odpuszczaniu w niskiej temperaturze w temperaturze 200℃, wzrost ultradrobnych w?glików Zdyspergowane w?gliki ε , liczba i rozproszenie znacznie wzros?y. Zabieg kriogeniczny powtarza si? kilkakrotnie. Z jednej strony superdrobne w?gliki wytr?caj? si? z martenzytu przekszta?conego z austenitu szcz?tkowego w czasie poprzedniego ch?odzenia kriogenicznego. Z drugiej strony, w hartowanym martenzycie nadal wytr?caj? si? drobne w?gliki. Powtarzany proces mo?e zwi?kszy? wytrzyma?o?? matrycy na ?ciskanie, granic? plastyczno?ci i udarno??, poprawi? twardo?? stali, jednocze?nie znacznie poprawiaj?c odporno?? na ?cieranie. przetwarzania z powodu napr??eń termicznych spowodowanych nadmiernym odkszta?ceniem, obróbka kriogeniczna powinna by? kontrolowana szybko?? ch?odzenia. Ponadto, aby zapewni? równomierno?? pola temperatury wewn?trz urz?dzenia i zmniejszy? wahania temperatury, projekt systemu obróbki kriogenicznej powinien uwzgl?dnia? dok?adno?? regulacji temperatury systemu i racjonalno?? rozmieszczenia pola przep?ywu. W projektowaniu systemu nale?y równie? zwróci? uwag? na mniejsze zu?ycie energii, wysok? wydajno??, ?atw? obs?ug? i inne wymagania. Takie s? obecne trendy rozwoju systemu oczyszczania kriogenicznego. Ponadto oczekuje si?, ?e niektóre rozwijaj?ce si? systemy ch?odnicze, których temperatura ch?odzenia rozci?ga si? od temperatury pokojowej do niskiej temperatury, równie? rozwin? si? w bezcieczowe systemy obróbki kriogenicznej wraz ze spadkiem ich minimalnej temperatury i popraw? wydajno?ci ch?odzenia. [3]Odniesienia:[1]樊東黎.強烈淬火——一種新的強化鋼的熱處理方法[J]. , 2005, 20(4): 1-3[2]宋微, , , .沸水淬火對鋁合金鍛件組織與機械性能的影響[J]. , 2002, 25(2): 1-3 [3]夏雨亮, , .深冷處理工藝及設備的發(fā)展現(xiàn)狀和展望[J].低溫與特氣, 2007, 25(1): 1-3
?ród?o: Carbide Meeyou