Каковы микромасштабные изменения при закалке во время термообработки?

Процесс закалки

Закалка стали-это процесс термообработки, при котором сталь нагревается до критической температуры Ac3 (гипоэвтектоидная сталь) или Ac1 (заэвтектоидная сталь) выше температуры, удерживая ее в течение определенного периода времени, делая ее полностью или частично аустенитной, а затем охлаждая до уровня ниже Ms (или изотермической вблизи Ms). С более быстрой, чем критическая, скоростью охлаждения для преобразования мартенсита (или бейнита).

Процесс

Отопление, изоляция, охлаждение.

Суть закалки

Переохлажденный аустенит превращается в мартенсит или бейнит для получения структуры мартенсита или бейнита.

Цель закалки

(1) Значительно улучшить жесткость, твердость, износостойкость, усталостную прочность и ударную вязкость стали, чтобы удовлетворить различные требования различных механических деталей и инструментов;

(2) Сквозная закалка для соответствия ферромагнитной, коррозионной стойкости и другим особым физико-химическим свойствам некоторых специальных сталей.

Применение

Процесс закалки наиболее широко используется, например, инструменты, измерительные инструменты, пресс-формы, подшипники, пружины и автомобили, тракторы, дизельные двигатели, режущие станки, пневматические инструменты, буровое оборудование, сельскохозяйственная техника, нефтяное оборудование, химическое оборудование, текстильное оборудование, самолеты и другие детали используют процесс закалки.

Закалка средняя

Среда, используемая для закалочного охлаждения заготовки, называется закалочной охлаждающей средой (или закалочной средой). Идеальная закалочная среда должна иметь условие, что заготовку можно закалить в мартенсит, не вызывая слишком большого закалочного напряжения.

Обычно используемые закалочные среды-вода, водный раствор, минеральное масло, расплавленная соль, расплавленная щелочь и так далее.

Вода

Вода-это закалочная среда с высокой охлаждающей способностью.

• Преимущества: широкий источник, низкая цена, стабильный состав, непросто испортиться.

• Недостатки: Холодопроизводительность нестабильна, из-за чего заготовка легко деформируется или трескается. В «носовой» области C-кривой (около 500 ~ 600 ℃) вода находится в стадии паровой пленки, и охлаждение происходит недостаточно быстро, и будет сформирована «мягкая точка». В мартенситик зоне температуры перехода (100 ~ 300 ℃), вода в кипя этапе, и охлаждать слишком быстр, который легок для того чтобы сделать мартенситик скорость перехода слишком быстрая и произвести большее внутреннее напряжение, приводящ в деформации и даже трескать воркпьесе. Когда температура воды повышается, вода содержит больше газа или вода смешивается с нерастворимыми примесями (такими как масло, мыло, грязь и т. Д.), Что значительно снизит ее охлаждающую способность.

• Применение: Подходит для закалки и охлаждения заготовки из углеродистой стали с небольшим размером сечения и простой формой.

Соленая вода и щелочная вода

• Добавьте соответствующее количество соли и щелочи в воду, чтобы высокотемпературная заготовка погрузилась в охлаждающую среду, в стадии паровой пленки осаждение соли и щелочных кристаллов и сразу же лопнула, паровая пленка разрушилась, поверхность заготовки также взорвана, Что может улучшить охлаждающую способность среды в высокотемпературном регионе, его недостатком является то, что среда является коррозионной.

• Применение: При нормальных обстоятельствах концентрация соленой воды составляет 10%, а концентрация водного раствора каустической соды составляет от 10% до 15%. Его можно использовать в качестве закалочной среды для заготовки из углеродистой стали и низколегированной конструкционной стали, температура использования не должна превышать 60 ℃ и должна быть вовремя очищена после закалки и антикоррозийной обработки.

Нефть

• Охлаждающая среда обычно использует минеральное масло (минеральное масло), такое как масло, трансформаторное масло и дизельное масло. В масле обычно используется масло № 10, № 20, № 30, чем больше количество масла, тем больше вязкость, тем выше температура вспышки, тем ниже охлаждающая способность, использование температуры соответственно увеличивается.

Метод закалки

Одно-жидкостная закалка

Это метод закалки, при котором аустенитные химические части погружаются в закалочную среду и охлаждаются до комнатной температуры. Одиночная жидкая закалочная среда включает воду, соленую воду, щелочную воду, масло и специально подготовленный закалочный агент.

• Преимущества: Простое управление, способствующее механизации и автоматизации.

• Недостатки: Скорость охлаждения ограничена характеристиками охлаждения среды и влияет на качество закалки.

• Применение: Для углеродистой стали одножидкостная закалка подходит только для заготовок простой формы.

Двойная закалка

Аустенитные химические детали сначала погружаются в среду с высокой охлаждающей способностью, а стальные детали удаляются между температурой закалочной среды и сразу же погружаются в другую среду со слабой охлаждающей способностью, такую как вода после масла, вода после воздуха и так далее. Двойная жидкостная закалка уменьшает деформацию и тенденцию к растрескиванию, операцию нелегко освоить, и есть определенные ограничения в применении.

Фракционная мартенситная закалка

• Это аустенитные химические части, сначала погруженные в температуру немного выше или немного ниже, чем стальная мартенситная точка жидкой среды (солевая ванна или щелочная ванна), поддерживают соответствующее время, пока стальные части внутреннего и наружного слоев не достигнут температура среды после воздушного охлаждения, Для получения процесса закалки мартенситной структуры, также известного как фракционная закалка.

• Преимущества: Фракционная закалка, потому что фракционная температура остается на той же температуре внутри и снаружи заготовки после воздушного охлаждения, поэтому она может эффективно снизить напряжение фазового перехода и тепловое напряжение, уменьшить деформацию закалки и тенденцию к растрескиванию.

• Применение: Подходит для заготовок из легированной стали и высоколегированной стали с высокими требованиями к деформации, а также может использоваться для заготовок из углеродистой стали с небольшим размером поперечного сечения и сложной формой.

Изотермическая закалка бейнита

Это аустенитизация стали, так что быстрое охлаждение до диапазона температур перехода бейнита (260 ~ 400 ℃) изотермическое обслуживание, так что процесс закалки аустенита в бейнит, иногда называемый изотермическим закалкой, общее время выдержки составляет 30 ~ 60 мин.

Комбинированная закалка

Заготовку охлаждают до ниже MS для получения 10%-20% мартенсита, а затем изотермического в нижней зоне температуры бейнита. Этот метод охлаждения позволяет заготовке с большим поперечным сечением получить структуру M + B. Мартенсит, образующийся во время предварительной закалки, может способствовать трансформации бейнита и умерить мартенсит при изотермическом. Композитная закалка используется для заготовок из легированной инструментальной стали, чтобы избежать первого типа закалки хрупкости и уменьшить остаточный объем аустенита, то есть тенденцию к деформации и растрескиванию.