Afschrikken en ontlaten warmtebehandelingsproces van staal

  Lei Tingquan, een academicus van de Chinese Academie van Wetenschappen, wees er eens duidelijk op dat constructiestaal met een medium koolstofgehalte werd getemperd bij een hoge temperatuur van 500 ~ 700 ℃ na normaal afschrikken, ook wel bekend als ontlaatbehandeling (code: 515), en de verkregen weefsel was getemperd Soxhlet, met goede uitgebreide mechanische eigenschappen. Daarom is een afschrik- en ontlaatbehandeling geschikt voor werk onder grote dynamische belastingen, vooral onder composietspanningen (trek, compressie, buiging, torsie, impact, vermoeidheid). Ze vereisen meestal een goede match tussen sterkte en taaiheid, dat wil zeggen hoge sterkte en taaiheid.

  Met de opbouw van een hulpbronnenbesparende samenleving en de ontwikkeling van zeer sterke lichtgewichtproducten, is het een belangrijke garantie om de kwaliteit van de ontlaatbehandeling continu te verbeteren om de traditionele ontlaatbehandeling en gehard staal te classificeren. Het gebruik van martensietstaal met een laag koolstofgehalte in plaats van gehard staal is een belangrijke manier om warmtebehandeling van constructiestaal te ontwikkelen.

A. Classificatie van modulatiekwaliteit

  Het doel van de afschrik- en ontlaatbehandeling is om goede uitgebreide mechanische eigenschappen van het werkstuk te verkrijgen, niet alleen hardheid. Daarom moet de ontlaatbehandeling worden onderverdeeld in drie categorieën op basis van uitgebreide mechanische eigenschappen: hoge taaiheid, sterke taaiheid en hoge sterkte.

(1) Ontlaten met hoge taaiheid van staal

  Uitdoving met hoge taaiheid is het werkstuk na uitdoving bij 650 ~ 700 ℃ ultrahoge temperatuurtempering, ook wel bekend als hardingsbehandeling. Het werkstuk kan niet alleen een zekere mate van sterkte en plasticiteit verkrijgen, maar kan ook een vrij hoge taaiheid verkrijgen. De mechanische eigenschappen na afschrikken en ontlaten staan ​​vermeld in tabel 1. Het is zeer geschikt voor het dimmen en sferoïdiseren van staal dat wordt gebruikt bij koude kop en koude extrusie, het dimmen van bevestigingsmiddelen, vormdelen en buigdelen, evenals het dimmen van schacht- en staafdelen met hoge taaiheid.

Tabel 1 Mechanische eigenschappen van staal na geblust en getemperd met hoge taaiheid

(2) Sterke taaiheid en ontlaten van staal

  Sterkte en taaiheid ontlaten is de traditionele ontlaatbehandeling. Na het afschrikken wordt het werkstuk meestal getemperd bij 550 ~ 650 ℃, met als doel de taaiheid van staal te verbeteren, de sterkte en taaiheid op elkaar af te stemmen en uitgebreidere mechanische eigenschappen te verkrijgen. Het toepassingsbereik van sterke taaiheid is zeer breed, ongeveer 80% stalen werkstukken met medium koolstofstructuur gebruiken dit soort quench. De mechanische eigenschappen van gehard staal staan ​​vermeld in tabel 2.

Tabel 2 Bereik van mechanische eigenschappen na afschrik- en ontlaatbehandeling van sterkte en taaiheid

(3) Ontlaten met hoge weerstand van staal

  Ontlaten met hoge sterkte wordt ook hard ontlaten genoemd. Na het afschrikken wordt het werkstuk getemperd bij een hoge temperatuur van 500 ~ 600 ℃, waardoor het werkstuk een hogere plasticiteit en taaiheid verkrijgt en tegelijkertijd de hardheid en sterkte aanzienlijk verbetert. Dit proces is zeer geschikt voor het verminderen van gewicht, lichtgewicht werkstukken, zoals bevestigingsmiddelen met hoge sterkte, trekstang van hoogwaardig staal, ankerstang, verschillende asdelen en andere werkstukvereisten van hoge vermoeidheidsprestaties, hoge levensduur. De mechanische eigenschappen van gehard staal staan ​​vermeld in tabel 3.

Tabel 3 Bereik van mechanische eigenschappen na afschrik- en ontlaatbehandeling met hoge sterkte

B.Classificatie van gehard staal

  In de literatuur wordt benadrukt dat de hardbaarheid van staal de belangrijkste factor is die de kwaliteit van de ontlaatbehandeling beïnvloedt. Voor staalsoorten met verschillende hardbaarheid zal de diepte van de afschrikpenetratielaag die wordt verkregen na afschrikken anders zijn, en de microstructuur zal anders zijn, evenals de mechanische eigenschappen van de verdeling langs de sectie. Hoe hoger de mechanische prestatie-eisen van het werkstuk, vooral wanneer de doorsnede van het werkstuk erg groot is, de impact van hardbaarheid is ook groter. Daarom kan gehard staal, afhankelijk van de hardbaarheid van staal, worden onderverdeeld in vier soorten: gehard staal met de laagste hardbaarheid, gehard staal met lage hardbaarheid, gehard staal met hoge hardbaarheid en gehard staal met de hoogste hardbaarheid.

(1) Gehard staal met de laagste hardbaarheid

  Gehard staal met de laagste hardbaarheid verwijst naar niet-gelegeerd staal met medium koolstof (medium koolstofstaal) met een kritische diameter van 15 ~ 23 mm wanneer het wordt geblust door water bij 20 ℃. Zoals 35 staal, 40 staal, 45 staal, 50 staal. Onder hen, 45 staal (code U20452) is het meest gebruikte en gebruikte geharde staal in China. Vanwege de laagste hardbaarheid is de afschrikbehandeling van 45 staal alleen geschikt voor kleine werkstukken met een doorsnede van minder dan 25 mm.

  Maar in de loop der jaren hebben veel bedrijven de afschrik- en ontlaatbehandeling van 45 staal, het belangrijkste kwaliteitskenmerk, niet alleen de sectiegrootte van het werkstuk van 60 ~ 100 mm, maar zelfs de diameter van 300 ~ 500 mm groot astype voorverwarmen genegeerd behandeling maakt ook gebruik van temperbehandeling. Vanwege het effect van de sectiegrootte, hoe groter de werkstukmaat, hoe lager de hardheid na afschrikken, hoe ondieper de verhardingslaag, hoe lager de uitgebreide mechanische eigenschappen van het werkstuk. Vooral vanwege de grove autotoeslag (over het algemeen 3 ~ 5 mm), zal het 45 stalen werkstuk na afschrikken en ontlaten het grootste deel van het werkstuk of alle geharde laagverwerking zijn. Wanneer de diameter van het werkstuk groter is dan 60 mm, zijn de prestaties na blussen na ontlaten vergelijkbaar met die na normaliseren; wanneer de maat groter is dan 100 mm, kan het oppervlak zelfs geen martensietstructuur krijgen. Daarom moet het werkstuk met een grote doorsnede van 45 staal worden gebruikt onder normaliserende of oppervlakte-uitdovende omstandigheden.

(2) Gehard staal met lage hardbaarheid

  Gehard staal met lage hardbaarheid verwijst naar medium koolstofarm gelegeerd staal met een kritische diameter van 30 ~ 54 mm en een kritische diameter voor het blussen van olie van 19 ~ 40 mm wanneer het wordt afgeschrikt met water bij 20 ℃ (massafractie is over het algemeen niet meer dan 2.5%). Er zijn voornamelijk 35Cr, 40Cr, 45Cr, 35Mn2, 40Mn2, 45Mn2, enz. Onder hen is 40Cr-staal (code A20402) het gelegeerd gehard staal met het grootste gebruik in China. Het wordt meestal gebruikt voor het ontlaten van onderdelen met een gemiddelde doorsnede en hogere mechanische eigenschappen dan ongelegeerd staal (koolstofstaal).

(3) Gehard staal met hoge hardbaarheid

  Gehard staal met hoge hardbaarheid verwijst naar medium koolstofarm gelegeerd staal geblust met water bij 20 ℃, de kritische diameter van 42 ~ 85 mm, de kritische diameter van olie blussen is 30 ~ 6 mm. Er zijn voornamelijk 30CrMnSi, 35CrMnSi, 35CrMo, 42CrMo, 40CrNi staal, enz. 35CrMo (code A30352) en 42CrMo (code A30422) staal zijn het meest gebruikte medium koolstof en laag gelegeerd gehard staal. Ze worden voornamelijk gekenmerkt door hoge sterkte, goede taaiheid, hogere hardbaarheid dan 40Cr-staal, hoge kruipsterkte en duurzame sterkte bij hoge temperaturen, en kunnen lange tijd werken bij 500 ℃.

(4) Gehard staal met de hoogste hardbaarheid

  Gehard staal met de hoogste hardbaarheid verwijst naar medium koolstofarm gelegeerd staal en medium koolstof medium gelegeerd staal geblust met water bij 20 ℃, kritische diameter van 60 ~ 126 mm, kritische diameter van olie blussen van 46 ~ 114 mm. De belangrijkste staalsoorten zijn 40CrNiMoA (code A50403), agtCrMnMo (code A34402), 37CrNi3 (code A42372) enz. , trekstang en ankerstang met hoge weerstand, enz.

  De bovenstaande vier soorten gehard staal hebben alleen betrekking op het geharde staal dat wordt gebruikt voor gewone machines. Vanwege de verschillende chemische samenstellingen, verschillende sectiegroottes en verschillende warmtebehandelingsprocessen van het staal, is er geen strikte grens tussen elk type.

C. Koolstofarm martensietstaal vervangt gehard staal

  Academicus Lei Tingquan benadrukte met name dat ontlaten een proces is om de plasticiteit en taaiheid te verbeteren ten koste van de sterkte, wat schadelijk is voor het potentieel van materialen. Het sterk afschrikken van koolstofarm staal en koolstofarm gelegeerd staal tot martensiet met laag koolstofgehalte wordt steeds vaker gebruikt, wat een belangrijke manier is geworden om het sterkte- en taaiheidspotentieel van staal te benutten en de levensduur van machineonderdelen te verlengen. Daarom kan bij industriële productie de sterke afschrikking van koolstofarm staal een deel van de afschrik- en ontlaatbehandeling van medium koolstofstaal vervangen.

(1) 20Cr-staal wordt sterk geblust met martensiet met een laag koolstofgehalte in plaats van getemperd met 40Cr-staal

  Na te zijn getemperd bij 350 ℃, heeft 20Cr-staal een hogere sterkte, hardheid, plasticiteit en slagvastheid dan gehard 40Cr-staal. Het gebruik van 20Cr-staal in plaats van 40Cr-staal om de boorpijp te vergrendelen, kan het falen van de slipgesp verminderen of zelfs voorkomen. Vanwege de hoge plasticiteit, breuktaaiheid, multi-impactweerstand en lage koude en brosse conversietemperatuur (& LT; -70 ℃), kan de levensduur van boorpijpvergrendeling aanzienlijk worden verbeterd. Het koolstofarme martensiet heeft uitstekende bewerkingsprestaties, vereenvoudigt het proces en verlaagt de kosten. De mechanische eigenschappen van deze twee soorten staal na afschrikken en ontlaten worden weergegeven in tabel 4.

Tabel 4 Vergelijking van mechanische eigenschappen van 20Cr staal en 40Cr staal na warmtebehandeling

(2) De intensieve afschrikking van Martensiet met een laag koolstofgehalte van 20 staal vervangt de afgeschrikte en ontlaten behandeling van 45 staal

  De vierkante huls van de kettingplaattransporteur is gemaakt van 20 stalen buizen in plaats van 45 gehard staal. 20 stalen buizen door 900 ℃ X 7 min mensen afschrikken 10% NaCl waterige oplossing, 160 ℃ × 30 min ontlaten, de hardheid van 42 ~ 46HRC, sterkte dan gehard 45 staal verhoogd met 40%, vereenvoudigde het proces, assemblage treedt geen breuk op, kleine vervorming, verbetering van de productkwaliteit, productie-efficiëntie meer dan 1 keer verhoogd.

  Maak giekverbindingspen met 20 staal in plaats van 45 staal quench. De verbindingspen van de hefarm was oorspronkelijk getemperd met 45 staal. Een deel van de uiteinden van de 6 mm gatenscheur.20 staal, 1000 ℃ × 4.5 ~ 5 min, werd geblust in 5% ~ 15% (massafractie) loogwater, geen scheur.

(3) afschrikharden van 20CrMnTi-staal vervangt ontlaten van 40CrMnTi-staal

  Na warmtebehandeling zijn de mechanische eigenschappen van 20CrMnTi-staal en 40CrMnTi-staal vermeld in tabel 5.

Tabel 5 Vergelijking van mechanische eigenschappen van 20CrMnTi-staal en 40CrMnTi-staal na warmtebehandeling

D.Conclusie

(1) Het belangrijkste doel van ontlaten is het verkrijgen van goede uitgebreide mechanische eigenschappen van het werkstuk. Volgens de classificatie van mechanische eigenschappen kunnen blusmiddelen worden onderverdeeld in drie soorten: blusmiddelen met hoge taaiheid, blusmiddelen met hoge taaiheid en blusmiddelen met hoge sterkte.

(2) Hardbaarheid is het belangrijkste kwaliteitskenmerk dat de kwaliteit van de ontlaatbehandeling beïnvloedt. Volgens de hardbaarheid kan gehard staal worden onderverdeeld in 4 categorieën: laagste, lagere, hogere en hoogste hardbaarheid.

(3) Martensietstaal met een laag koolstofgehalte is een belangrijke manier om warmtebehandeling van constructiestaal te ontwikkelen in plaats van gehard staal.