Yeni su verme işlemine giriş

Giriş Çeliği, kritik sıcaklık Ac3 (hipo-ötektoid çeliği) veya Ac1 (hipereutectoid çeliği) üzerindeki bir sıcaklığa ısıtmak suretiyle söndürülür, tamamen veya kısmen ostenitlenecek şekilde bir süre tutulur ve daha sonra soğutulur. kritik soğutma hızından daha yüksek bir sıcaklık Ms (veya izotermal yakınındaki ms) martensitik (veya bainit) ısıl işlem işleminin altına hızlı soğutma. Alüminyum alaşımları, bakır alaşımları, titanyum alaşımları, sertleştirilmiş cam vb. Malzemelerin çözelti işlemlerine veya hızlı soğutma ile ısıl işlemlere de genel olarak su verme denir. Su verme, genellikle malzemenin sertliğini artırmak için kullanılan yaygın bir ısıl işlemdir. Genellikle söndürme ortamından, su söndürme, yağ söndürme, organik söndürme ayrılabilir. Bilimin ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte, bazı yeni su verme süreçleri ortaya çıkmıştır.1 yüksek basınçlı hava soğutmalı su verme yöntemiAçık oksidasyonunu önlemek, çatlamayı önlemek, bozulmayı azaltmak, hızlı bir şekilde soğutmak için güçlü inert gaz akışında çalışan parçalar esas olarak takım çeliği su verme için gerekli sertlik Bu teknoloji son zamanlarda hızla ilerledi ve uygulama yelpazesi de oldukça arttı. Şu anda, vakum gazı söndürme teknolojisi hızla gelişti ve negatif basınç (<1 × 105 Pa) yüksek debili gaz soğutması, ardından gaz soğutma ve yüksek basınç (1 × 105 ~ 4 × 105 Pa) 10 × 105 Pa) hava soğutmalı, ultra yüksek basınçlı (10 × 105 ~ 20 × 105 Pa) hava soğutmalı ve diğer yeni teknolojiler, sadece hava soğutmalı vakumlu su verme kabiliyetini büyük ölçüde arttırmakla kalmaz ve iş parçasının yüzey parlaklığını da söndürür; ayrıca yüksek verimlilik, enerji tasarrufu, kirlilik içermeyen vb. Vakumlu yüksek basınçlı gaz soğutmalı söndürme kullanımı, malzemelerin söndürülmesi ve temperlenmesi, çözelti, yaşlanma, iyon karbürleme ve paslanmaz çelik ve özel alaşımların karbonitlenmesi, ayrıca vakumla sinterleme, soğutma ve lehimleme sonrası söndürmedir. 6 × 105 Pa yüksek basınçlı azot soğutma söndürme ile yük sadece gevşek soğutulabilir, yüksek hız çeliği (W6Mo5Cr4V2) 70 ~ 100 mm'ye sertleştirilebilir, yüksek alaşımlı sıcak iş 25 ~ 100 mm'ye kadar çelik alaşımlı, altın Soğuk iş kalıp çeliği (Cr12 gibi) 80 ~ 100 mm'ye kadar. 10 × 10 5 Pa yüksek basınçlı azot ile sulandırıldığında, soğutulmuş yük yoğun olabilir, 6 × 10 5 Pa soğutması ile yük yoğunluğu yaklaşık% 30 ila% 40 artar. 20 × 10 5 Pa ultra ile sulandırıldığında -yüksek basınçlı azot veya helyum ve azot karışımı, soğutulmuş yükler yoğundur ve birlikte paketlenebilir. % 80 ila% 150 soğutma 6 × 105 Pa azot yoğunluğu, tüm yüksek hız çeliği, yüksek alaşımlı çelik, sıcak iş takım çeliği ve% Cr13 krom çelik ve daha büyük boy gibi daha alaşımlı yağ söndürülmüş çelik soğutulabilir 9Mn2V çelik. Ayrı soğutma odalarına sahip çift odalı hava soğutmalı soğutma fırınları, aynı tip tek odalı fırınlara göre daha iyi soğutma kapasitesine sahiptir. 2 × 105 Pa azot soğutmalı çift odacıklı fırın, 4 × 105 Pa tek odacıklı fırınla aynı soğutma etkisine sahiptir. Bununla birlikte, işletme maliyetleri, düşük bakım maliyetleri. Çin'in temel malzeme endüstrisi (grafit, molibden vb.) Ve yardımcı bileşenler (motor) ve diğer seviyelerde iyileştirilmesi. Bu nedenle, çift odalı basınç ve yüksek basınçlı hava soğutmalı soğutma fırını fırınını, Çin'in ulusal koşullarına uygun olarak daha da geliştirirken, 6 × 105 Pa tek odacıklı yüksek basınçlı vakum bakımını iyileştirmek. soğutulmuş vakumlu fırın2 güçlü söndürme yöntemi Geleneksel soğutma, genellikle yağ, su veya polimer çözeltisi soğutması ve suyla veya düşük konsantrasyonlarda tuzlu suyla güçlü söndürme kuralları ile yapılır. Güçlü su verme, çeliğin aşırı bozulma ve çatlama endişesi olmadan son derece hızlı soğutma ile karakterize edilir. Geleneksel söndürme söndürme sıcaklığına soğutma, çelik yüzey gerilimi veya düşük gerilme durumu ve soğutmanın ortasında kuvvetli söndürme, iş parçası kalbi hala sıcak halde durur, böylece yüzey basınç gerilmesinin oluşması sağlanır. Ciddi söndürme koşulu altında, çelik yüzeyindeki süper soğutulmuş östenit, martensitik dönüşüm bölgesinin soğutma hızı 30 ℃ / s'den daha yüksek olduğunda, bu nedenle söndürme işleminden sonra çeliğin akma dayanımının 30 ℃ / s'den yüksek olması durumunda en az% 25 oranında arttırılır. Prensip: Östenitleme sıcaklığının söndürülmesinden kaynaklanan çelik, yüzey ile kalp arasındaki sıcaklık farkı iç strese neden olur. Özel faz değişim hacminin ve faz değişim plastiğinin faz değişimi de ilave faz dönüşüm stresine neden olur. Isıl gerilme ve faz geçiş gerilmesi üst üste binme, yani genel gerilme, malzemenin akma dayanımını aşarsa, plastik deformasyon meydana gelir; Stres sıcak çeliğin çekme dayanımını aşarsa, su verme çatlağı meydana gelir. Yoğun su verme sırasında, fazın neden olduğu artık gerilme plastisiteyi değiştirir ve artık gerilme, östenit-martensit dönüşümünün spesifik hacim değişmesinden dolayı artar. Yoğun soğutmada, iş parçası yüzeyi hemen banyo sıcaklığına soğutuldu, kalp sıcaklığı neredeyse değişmedi. Hızlı soğutma, yüzey katmanını daraltan ve kalp stresi ile dengelenen yüksek bir gerilme stresine neden olur. Sıcaklık gradyanının artışı, başlangıçtaki martensitik dönüşümün neden olduğu gerilme stresini arttırırken, martensit dönüşümü başlangıç sıcaklığının (MS) artması, yüzey geçişi plastisitesi nedeniyle yüzey tabakasının genişlemesine neden olacak, yüzey çekme gerilmesi önemli ölçüde azaltılacak ve dönüşecektir. Sıkıştırma gerilmesi durumunda, Yüzey basınç gerilmesi üretilen yüzey martensitinin miktarı ile orantılıdır. Bu yüzey basıncı baskısı, kalbin basınç koşulları altında martensitik dönüşüme uğrayıp maruz kalmayacağını veya daha fazla soğutma durumunda yüzey gerilme gerilimini tersine çevirip değiştirmeyeceğini belirler. Kalp hacmi genişlemesinin martensitik dönüşümü yeterince büyükse ve yüzey martensiti çok sert ve kırılgansa, gerilme ters yırtılmasından dolayı yüzey tabakasını yapacaktır. Bu amaçla, çelik yüzey basınç gerilmeli görünmeli ve kalbin martensitik dönüşümü mümkün olduğu kadar geç gerçekleşmelidir. Yanlış su verme testi ve çelik su verme performansı: Güçlü su verme yöntemi, yüzeyde baskı stresinin oluşması, çatlama riskinin azaltılması avantajına sahiptir. ve sertliği ve gücü arttırın. % 100 martensit yüzey oluşumu, çelik en sertleştirilmiş tabaka verilecek, daha pahalı çelik karbon çeliğin yerini alabilir, güçlü bir su verme aynı zamanda çeliğin homojen mekanik özelliklerini destekleyebilir ve iş parçasının en küçük bozulmasını üretebilir. Su verme işleminden sonra parçalar, alternatif yük altında servis ömrü büyüklük sırasına göre arttırılabilir. [1] Şekil 2 güçlü su verme çatlağı oluşma olasılığı ve soğutma hızı ilişkisi3 su-hava karışımı soğutma yöntemiSu ve havanın basıncını ve atomize edici nozül ile iş parçasının yüzeyi arasındaki mesafeyi, su-hava karışımının soğutma kapasitesini ayarlayarak değiştirilebilir ve soğutma homojen olabilir. Üretim pratiği, söndürme çatlaklarının oluşumunu etkili bir şekilde önleyebilen karmaşık karbon çeliği veya alaşımlı çelik parçaların indüksiyon sertleştirme yüzey sertleşmesi şeklindeki kanunun kullanılmasının göstermektedir. Şekil 3 su-hava karışımı4 kaynar su söndürme yöntemi Çeliği söndürmek veya normalleştirmek için daha iyi bir sertleştirme etkisi elde edebilir. Şu anda, bu teknoloji sfero su verme işlemine başarıyla uygulanmıştır. Örnek olarak alüminyum alaşımının alınması: Alüminyum alaşımlı dövme ve dövme işlemleri için mevcut ısıl işlem spesifikasyonlarına göre, söndürme suyu sıcaklığı genellikle 60 ° C'nin altında kontrol edilir, söndürme suyu sıcaklığı düşüktür, soğutma hızı yüksektir ve büyük bir artık su verme sonrası stres meydana gelir. Son işlemede, iç gerilme, yüzey şeklinin ve boyutunun tutarsızlığından dolayı dengesizdir, artık gerilmenin serbest bırakılmasıyla sonuçlanır, işlenmiş parçanın deforme olmuş, bükülmüş, oval ve diğer deforme olmuş parçalarının geri dönüşümsüz nihai atıklar olmasına neden olur ciddi kayıpla. Örneğin: belirgin işlemeden sonra pervane, kompresör bıçakları ve diğer alüminyum alaşımlı dövme deformasyonları, parça boyut toleransı ile sonuçlanır. Su verme sıcaklığı oda sıcaklığından (30-40 ℃) kaynar suya (90-100 ℃) sıcaklığa yükselirken, ortalama dövme artık gerilmesi yaklaşık% 50 azalmıştır. [2] Şekil 4 kaynar su söndürme şeması5 sıcak yağ söndürme yöntemi Sıcak söndürme yağının kullanımı, böylece iş parçasının, sıcaklık farkını en aza indirmek amacıyla Ms noktasının sıcaklığına eşit veya yakın bir sıcaklıkta daha fazla soğutmadan önce etkin bir şekilde söndürülmesini önleyebilmesi için iş parçası bozulma ve çatlama. Alaşımlı takım çeliğinin küçük ebadı, sıcak yağ söndürmede 160 ~ 200 cold soğuk kalıp ölür, etkili bir şekilde bozulmayı önler ve çatlamayı önler. Şekil 5 sıcak yağ söndürme şeması6 Kriyojenik arıtma yöntemi. Söndürülmüş iş parçası sürekli olarak oda sıcaklığından daha düşük bir sıcaklığa soğutulur. Tutulan östenit, amacı, çeliğin sertlik ve aşınma direncini arttırmak, yapısal stabiliteyi ve iş parçasının boyutsal stabilitesini geliştirmek ve etkili bir şekilde takım ömrünü arttırmak olan martensite dönüştürülmeye devam eder. Kriyojenik işlem, sıvı azottur. malzeme işleme yöntemleri için bir soğutma ortamı. Kriyojenik arıtma teknolojisi ilk önce aşınma aletlerine, kalıp alet malzemelerine uygulanmış ve daha sonra alaşımlı çelik, karbür vb. Maddelere uzatılmıştır, bu yöntem kullanılarak metal malzemelerin iç yapısını değiştirebilir, böylece mekanik özellikler ve işleme özellikleri iyileştirilir. şu anda son sertleştirme işlemlerinden biri. Ultra-düşük sıcaklıkta muamele olarak da bilinen kriyojenik muamele (Kriyojenik muamele), genel olarak malzemenin genel performansını iyileştirmek için işlem için -130 below altındaki malzemeyi ifade eder. 100 yıl önce, insanlar gücü izlemek, aşınmaya karşı direnç, boyutsal stabilite ve hizmet ömrünü arttırmak için bulunan parçaları izlemek için uygulanan tedaviyi soğuklamaya başladılar. Kriyojenik arıtma, 1960'larda sıradan soğuk muamele temelinde geliştirilen yeni bir teknolojidir. Geleneksel soğuk muamele ile karşılaştırıldığında, kriyojenik muamele, malzemenin mekanik özelliklerini ve stabilitesini daha da artırabilir ve daha geniş bir uygulama potansiyeline sahiptir. Kriyojenik muamele mekanizması: Kriyojenik muameleden sonra, metal malzemenin iç yapısında kalan östenit (esas olarak kalıp malzeme) martensite dönüştürülür ve çökeltilmiş karbür martensitte de çökeltilir, böylece martensit artık gerilmede giderilebilir, ancak martensit matrisini güçlendirir, böylece sertliği ve aşınma direnci de artar. Sertlikteki artışın nedeni, tutulan östenitin bir kısmının martensite dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır. Tokluktaki artış dağılma ve küçük η-Fe3C yağışlarından kaynaklanmaktadır. Aynı zamanda, martensitin karbon içeriği azalır ve kafes distorsiyonu azalır, Plastisite artışı. Kriyojenik arıtma ekipmanı esas olarak sıvı azot tankı, sıvı azot iletim sistemi, derin soğuk kutu ve kontrol sisteminden oluşur. Uygulamada, kriyojenik işlem birkaç kez tekrarlanır. Tipik işlemler: 1120 ℃ yağ söndürme + -196 ℃ × 1h (2-4) derin kriyojenik arıtma +200 ℃ × 2h tavlama. Örgütün muamelesinden sonra, östenitin dönüşümü olmuştur, fakat aynı zamanda, ultra ince karbürlerin büyümesi sonrasında 200 ° C'de düşük sıcaklıkta temperlemenin ardından, ultra ince karbürlerin matrisi ile yüksek derecede uyumlu ilişkinin söndürülmüş martensit dağılımından çöktürülmüştür. sayı ve dağılım önemli ölçüde artmıştır. Kriyojenik tedavi birkaç kez tekrarlanır. Bir yandan, çok ince karbürler, önceki kriyojenik soğutma sırasında tutulan östenitten dönüştürülmüş martensitten çökeltilir. Öte yandan, su verilmiş martensitte ince karbürler çökelmeye devam etmektedir. Tekrarlanan işlem matrisin basınç dayanımını, akma dayanımını ve çarpma tokluğunu arttırır, çeliğin tokluğunu arttırır, çarpma aşınma direnci önemli ölçüde iyileştirilir. aşırı deformasyonun neden olduğu ısıl stres nedeniyle işleme, kriyojenik muamele soğutma hızı kontrol edilmelidir. Ek olarak, ekipman içindeki sıcaklık alanının düzgünlüğünü sağlamak ve sıcaklık dalgalanmasını azaltmak için, kriyojenik arıtma sisteminin tasarımı, sistem sıcaklık kontrol doğruluğunu ve akış alanı düzenlemesinin rasyonalitesini dikkate almalıdır. Sistem tasarımında ayrıca daha az enerji tüketimi, yüksek verim, kolay kullanım ve diğer gereklilikleri karşılamaya dikkat etmelidir. Bunlar, kriyojenik arıtma sisteminin mevcut gelişme eğilimidir. Ek olarak, soğutma sıcaklığı oda sıcaklığından düşük sıcaklığa uzanan bazı gelişen soğutma sistemlerinin de asgari sıcaklıklarının azalması ve soğutma verimliliğinin iyileştirilmesiyle birlikte sıvı içermeyen kriyojenik arıtma sistemlerinde gelişmesi beklenmektedir. [3] Referanslar: [1] 樊东黎.强烈 淬火 - 一种 新 的 强化 钢 的 热处理 方法 [J]. 2005, 2005, 20 (4): 1-3 [2] 宋 微, 郝冬梅, 王成江.沸水 淬火 对 铝合金 锻件 组织 与 机械 性能 的 影响 [J]. 8, 2002, 25 (2): 1-3 [3] 夏雨亮, 金 滔, 汤 珂.深 冷 处理 工艺 及 设备 的 发展 现状 和 展望 [J]. 2007 与 特 气, 2007, 25 (1): 1-3
Kaynak: Meeyou Karbür