新しい焼入れプロセスの紹介

はじめに鋼を臨界温度Ac3（亜共析鋼）またはAc1（過共析鋼）より上の温度に加熱して焼入れし、全体的または部分的にオーステナイト化されるようにそれをしばらくの間保持してから冷却する。臨界冷却速度より高い温度Ｍｓ（または等温に近いＭｓ）以下のマルテンサイト（またはベイナイト）熱処理プロセスへの急速冷却。アルミニウム合金、銅合金、チタン合金、強化ガラスなどのような材料の溶体化処理、または急速冷却を伴う熱処理プロセスはまた、一般に急冷と呼ばれる。焼入れは一般的な熱処理プロセスで、主に材料の硬度を上げるために使用されます。通常は焼入れ媒体から、水焼入れ、油焼入れ、有機焼入れに分けることができます。科学技術の発展に伴い、いくつかの新しい急冷プロセスが出現しています。1高圧空冷急冷法急速で均一な冷却中のワークピースの表面酸化を防ぐため、ひび割れを避けるため、歪みを減らすために主に工具鋼の焼入れに必要な硬度。この技術は最近急速に進歩し、応用範囲もかなり拡大しました。現在、真空ガス急冷技術は急速に発展し、そして負圧（＜１×１０ 5 Ｐａ）大流量ガス冷却、それに続くガス冷却および高圧（１×１０ 5 〜４×１０ 5 Ｐａ）１０×１０ 5 Ｐａ）空気冷却、超高圧（10×105〜20×105Pa）空冷および他の新技術は空冷の真空焼入れ能力を大幅に向上させるだけでなく、加工物表面の明るさを焼入れすることは良い、小さな変形ですが、高効率、省エネルギー、無公害などもあります。真空高圧ガス冷却焼入れの使用は、材料の焼入れおよび焼戻し、ステンレス鋼および特殊合金の溶体化、時効、イオン浸炭および浸炭窒化、ならびにろう付け後の真空焼結、冷却および焼入れである。 6×105 Paの高圧窒素冷却急冷では、負荷は緩く冷却することができます、高速度鋼（W6Mo5Cr4V2）は70〜100 mmまで硬化することができます、25〜100 mmまでの高合金熱間ダイス鋼、ゴールドコールド80〜100 mmまでのダイス鋼（Cr12など）を加工します。 １０×１０ ５ Ｐａの高圧窒素で急冷すると、冷却された負荷が激しくなり、６×１０ ５ Ｐａの冷却で負荷密度が約３０％から４０％増加する。 - 高圧窒素、またはヘリウムと窒素の混合物では、冷却された負荷は高密度であり、一緒に束ねることができます。 80％〜150％冷却6×105Paの窒素の密度は、すべての高速度鋼、高合金鋼、熱間工具鋼、およびCr13％クロム鋼、およびより大型のようなより多くの合金油焼入れ鋼を冷却することができる9Mn2V鋼別々の冷却室を有する二重室空冷式急冷炉は、同じ種類の単一室炉よりも優れた冷却能力を有する。 ２×１０５Ｐａの窒素冷却二室炉は、４×１０５Ｐａの単一室炉と同じ冷却効果を有する。しかし、運用コスト、低メンテナンスコスト。中国の基礎材料産業（グラファイト、モリブデンなど）や付属部品（モーター）などのレベルを改善する。したがって、中国の国情に合わせてデュアルチャンバー圧力および高圧空冷式焼入炉の開発を維持しながら、6×105Paのシングルチャンバー高圧真空ケアを改善すること。図1高圧エアー - 冷却真空炉2強力急冷法従来の急冷は通常油、水またはポリマー溶液による冷却、水または低濃度の塩水による強力な急冷法です。強い焼入れは、鋼の過度の歪みおよび割れを心配する必要なしに、極めて速い冷却を特徴とします。焼入れ温度、鋼表面張力または低応力状態への従来の焼入れ冷却、および冷却の途中での強い焼入れ、加工物の中心部は依然として冷却を停止するために高温状態にあるので、表面圧縮応力が形成される。過酷な焼入条件では、鋼表面の過冷却オーステナイトはマルテンサイト変態域の冷却速度が30℃/ s以上の時に1200MPaの圧縮応力を受けるので、焼入後の鋼の降伏強さ原則：オーステナイト化温度焼入れから鋼、表面と心臓の間の温度差は内部応力につながります。特定体積の相変化および相変化塑性の相変化もまた、さらなる相変態応力を引き起こすであろう。熱応力と相転移応力の重ね合わせ、つまり全体の応力が材料の降伏強度を超えると、塑性変形が発生します。応力が熱間鋼の引張強度を超えると、焼割れを形成します。集中焼入れ中、相変化塑性によって生じる残留応力および残留応力は、オーステナイト - マルテンサイト変態の比体積変化のために増加する。激しい冷却では、ワークピースの表面はすぐに浴温、心臓の温度はほとんど変化しません。急冷は表面層を収縮させる高い引っ張り応力を生じさせ、心臓の応力と釣り合う。温度勾配の増大は初期マルテンサイト変態によって引き起こされる引張応力を増大させるが、マルテンサイト変態開始温度Ｍｓの増大は相転移塑性のために表面層を膨張させ、表面引張応力は著しく減少しそして変態する。圧縮応力に換算すると、表面圧縮応力は生成される表面マルテンサイトの量に比例します。この表面圧縮応力は、心臓が圧縮条件下でマルテンサイト変態を起こすのか、さらに冷却すると表面引張応力を逆転させるのかを決定する。心臓体積膨張のマルテンサイト変態が十分に大きく、そして表面マルテンサイトが非常に硬くそしてもろいならば、それは応力反転破裂のために表面層を作るであろう。この目的のために、鋼の表面は圧縮応力を示すべきであり、そして心臓マルテンサイト変態はできるだけ遅く起こるべきである。強力な焼入れ試験および鋼の焼入れ性能：表面に圧縮応力を形成するという利点を有する。硬度と強度を向上させます。 100％マルテンサイトの表面形成、鋼は最大の硬化層を与えられる、それはより高価な鋼炭素鋼を置き換えることができます、強い焼入れも鋼の均一な機械的性質を促進し、ワークピースの最小の歪みを生成することができます。焼入れ後の部品では、交流負荷下での寿命は桁違いに向上します。 [1]図2強い焼入れ亀裂形成確率と冷却速度の関係3水 - 空気混合物冷却方法水と空気の圧力と霧化ノズルからワークピース表面までの距離、水 - 空気混合物の冷却能力の調整変化させることができ、冷却は均一にすることができる。生産慣行は、焼入割れの発生を効果的に防止することができる、複合焼入鋼または合金鋼部品の形状の高周波焼入れ表面硬化に関する法律の使用を示しています。図3水 - 空気混合物4沸騰水焼入れ方法100℃沸騰水冷却を使用鋼を焼入れまたは焼ならしするために、より良い硬化効果を得ることができます。現在、この技術はダクタイル鋳鉄焼入れにうまく適用されている。アルミニウム合金を例にとると：アルミニウム合金鍛造品および鍛造品に関する現在の熱処理仕様によれば、焼入れ水温度は一般に６０℃以下に制御され、焼入れ水温度は低く、冷却速度は速く、そして大きな残留物焼入れ後の応力最終機械加工では、表面形状とサイズの不一致のために内部応力のバランスが崩れ、残留応力が解放され、機械加工部品の変形、曲げ、楕円形および他の変形部品が不可逆的な最終廃棄物となる。重大な損失を伴う。例：プロペラ、コンプレッサブレード、その他のアルミ合金の鍛造加工後の変形は明らかで、部品サイズの公差が生じます。焼入水温度は室温（30-40℃）から沸騰水（90-100℃）温度まで上昇し、平均鍛造残留応力は約50％減少した。 [2]図4沸騰水焼入れ図5熱油焼入れ方法熱間焼入れ油の使用は、温度差を最小にするためにMs点以上の温度でさらに冷却する前に、効果的に焼入れを防ぐことができるワークの歪みや割れ合金工具鋼の小さいサイズは熱い油焼入れで冷たい160〜200℃冷たい、ひずみを効果的に減らすことができて割れを避けることができます。図5熱い油焼入れ図6極低温処理方法急冷された工作物は連続的に残留オーステナイトはマルテンサイトに変態し続け、その目的は鋼の硬度と耐摩耗性を向上させ、ワークピースの構造安定性と寸法安定性を向上させ、効果的に工具寿命を向上させることです。材料加工方法のための冷却媒体。極低温処理技術は最初に摩耗工具、金型工具材料に適用され、後にこの方法を使用して合金鋼、カーバイドなどに拡張され、それによって機械的性質と加工特性が改善されます。現在、最新の強化プロセスの1つです。極低温処理（極低温処理）は、超低温処理としても知られており、一般的に材料の全体的な性能を向上させるための処理のために-130℃以下の材料を指します。 100年前という早い時期に、人々は時計部品に適用される冷間加工を始め、強度、耐摩耗性、寸法安定性および耐用年数を改善することがわかった。極低温治療は、1960年代の通常の風邪治療に基づいて開発された新しい技術です。従来の冷間処理と比較して、極低温処理は材料の機械的性質と安定性をさらに改善することができて、より広い応用展望を持っている。極低温処理機構：極低温処理後、金属材料の内部構造の残留オーステナイト（主に金型）マルテンサイトに変態し、そして析出した炭化物もマルテンサイト中に析出し、その結果、マルテンサイトは残留応力で除去することができるが、マルテンサイトマトリックスを強化するので、その硬度および耐摩耗性もまた増大する。硬さが増加するのは、残留オーステナイトの一部がマルテンサイトに変態したためです。靭性の増加は、分散と少量のη-Fe 3 C析出によるものです。同時に、マルテンサイトの炭素含有量は減少し、格子歪は減少した。塑性改良。低温処理装置は主に液体窒素タンク、液体窒素輸送システム、ディープコールドボックスおよび制御システムからなる。本出願では、極低温治療は数回繰り返される。このような典型的なプロセス：1120℃油焼入れ+ -196℃×1時間（2-4）ディープ極低温処理+200℃×2時間焼戻し。組織の処理後にオーステナイトの変態があったが、超微細炭化物のマトリックスと高度にコヒーレントな関係の急冷マルテンサイト分散からも析出し、その後の200℃での低温焼戻しの後、超微細炭化物の成長数および分散は著しく増加した。極低温治療は何度も繰り返される。一方で、超微細炭化物は、前回の極低温冷却時に残留オーステナイトから変態したマルテンサイトから析出する。一方、微細炭化物は焼入れマルテンサイト中に析出し続ける。耐衝撃性を大幅に向上させながら繰り返しプロセスは、マトリックスの圧縮強度、降伏強度と衝撃靭性を増加させる、鋼の靭性を向上させることができます。厳しいサイズ要件にワークピースの一部は、できません過度の変形によって引き起こされる熱応力による処理、極低温処理は制御冷却速度でなければなりません。加えて、装置内の温度場の均一性を確実にし、温度変動を減少させるために、極低温処理システムの設計はシステム温度制御精度および流れ場配置の合理性を考慮に入れるべきである。システム設計でも少ないエネルギー消費、高効率、簡単な操作およびその他の要件を満たすために注意を払う必要があります。これらは極低温治療システムの現在の開発動向です。加えて、冷凍温度が室温から低温に及ぶいくつかの開発中の冷凍システムもまた、それらの最低温度の低下および冷凍効率の改善を伴って、液体を含まない極低温処理システムへと発展することが予想される。 [3]参考文献：[1]张东黎。超強火 - 新しい強化鋼の熱処理方法［Ｊ］。熱処理、２００５，２０（４）：１−３ ［２］宋微、郝冬梅、王成江。アルミニウム水金属組織に対する機械的性能への沸騰水熱の影響[J]。 Aluminium、2002、25（2）：1-3 [3]夏雨亮、金滔、珂。深冷処理プロセスおよび装置の発展の現状および展望[J]。低温対特殊ガス、2007、25（1）：1-3
ソース：Meeyou Carbide