Процес гашења челика и апликације за класификацију

Кашење је процес термичке обраде у коме се радни предмет загрева до одређене критичне температуре, а затим се селективно хлади да би се добио мартензит високе{0}}тврдоће или жилави нижи бејнит, након чега следи каљење.

Гашење побољшава отпорност на хабање и чврстоћу делова, као и њихов век трајања.

 

 

Принципи гашења и основни ток процеса

 

Челик и други материјали пролазе кроз фазне трансформације када се загревају, а фазна трансформација аустенитизације је предуслов за гашење.

Генерално, хипоеутектоидни челик се гаси на температуру од 20 до 30 степени изнад Ац3, док се хипереутектоидни челик гаси до температуре од 20 до 30 степени изнад Ац1.

Приликом гашења, кључно је избећи претерано загревање. Време држања треба да се одреди на основу величине радног комада и модела пећи како би се обезбедила униформна микроструктурна трансформација.

Кључни процес у гашењу је хлађење. Идеална крива хлађења избегава перлитну носну област, првенствено да би спречила стварање не-мартензитних структура. Брзина хлађења се такође мора контролисати како би се смањио унутрашњи напон и деформација у делу.

Напомена: Ац1 и Ац3 представљају температуру на којој аустенит почиње да се формира и температуру на којој хипоеутектоидни челик потпуно аустенитизује када се загреје, респективно. Ово су критичне референтне тачке за одређивање процеса жарења.

 

Главне методе процеса гашења и кључне оперативне смернице

 

1. Једно-течно гашење

Гашење у једном{0}}течном стању је најосновнији и најједноставнији метод гашења. Првенствено се користи за делове са једноставним, симетричним облицима и минималним-варијацијама попречног пресека, као што су осовине и клинови.

За једно-течно гашење, одговарајуће расхладно средство мора бити изабрано на основу материјала и дебљине радног предмета. Ниско-угљенични и ниско{3}}легирани челици се генерално гасе водом или раствором соли, док се високо{4}}легирани челици и мали делови сложеног{5}}обликованог облика могу гасити уљем или раствором полимера.

Током каљења, обезбедите да је радни предмет равномерно уроњен у медијум и да је медијум правилно промешан како би се спречило да филм паре омета хлађење.

Једно-течно гашење нуди висок-стабилност квалитета и погодно је за-производњу великих размера, али се саветује опрез у вези са ризиком од деформације и пуцања узрокованих пребрзим хлађењем.

 

2. Два-течност гашења

Два-течна гашења комбинују предности брзог и спорог хлађења. Прво, први медијум, као што је вода или слана вода, се брзо пропушта кроз најнестабилнији део аустенита материјала. Када се температура материјала приближи температури трансформације мартензита, материјал се брзо преноси у други медијум, као што је уље, да би се завршила мартензитна трансформација.

Кашење у две-течности је посебно уобичајено за средње{1}}до-велике радне предмете направљене од високо-угљеничног челика и средње{4}}до{5}}високо легираних челика, као што су калупи и зупчаници.

Кључ ове операције је прецизна контрола времена задржавања радног предмета у првом медијуму. Обично се користи време гашења од 1 секунде на 3-5 мм ефективне дебљине обратка, мада се то може одредити и посматрањем нестанка мехурића на површини радног предмета.

Пренос из првог медијума у ​​други медијум мора бити брз и континуиран да би се избегао пораст температуре који би могао изазвати разградњу структуре материјала.

Кашење у две-течности значајно смањује термичка и структурна напрезања, што га чини ефикасним методом за контролу деформације и спречавање пуцања.

 

3. Корак гашења

Степен гашења захтева загревање радног предмета до аустенитизације, а затим гашење у врућу купку мало изнад Мс тачке, као што је нитратно купатило или алкално купатило, за држање. Када је температура уједначена на попречном пресеку-обратка, радни предмет се уклања и хлади ваздухом{2}}.

Степенкасто гашење се често користи на алатима и деловима сложених облика и високим захтевима за прецизношћу, као што су славине, мали зупчаници и прецизна вратила.

Током рада, флуктуације температуре купатила морају бити строго контролисане, обично у распону од плус или минус десет степени Целзијуса. Време задржавања се израчунава на основу највећег попречног-пресека, који се обично процењује на пет милиметара у минути.

Постепено гашење ефикасно смањује термичка напрезања, омогућавајући да се мартензитна трансформација постепено одвија током хлађења ваздухом. Ово доводи до ниског напрезања микроструктуре и минималне деформације. Међутим, због ограниченог капацитета хлађења растопљених соли, погодан је само за радне предмете чија ефективна дебљина није већа од 20 мм.

 

4. Изотермно гашење

Изотермно гашење подразумева потпуно гашење радног комада загрејаног на температуру аустенитизације у врућу купку у зони трансформације баинита. Продужени период задржавања омогућава аустениту да се потпуно трансформише у нижи баинит, након чега следи хлађење ваздухом. Аустемперинг се првенствено користи за делове који захтевају високу чврстоћу, жилавост и стабилност димензија, као што су лежајеви и прецизни калупи. Изотермна температура и трајање одређују се на основу ТТТ криве челика, са температурама обично између 250 и 400 степени.

Након аустемпера, материјал постаје баинит, показујући одличну чврстоћу и жилавост, са малом тенденцијом деформације или пуцања. Међутим, аустемперинг има дуг производни циклус, високе трошкове и ограничено је на обрадке са мањим попречним- пресецима.

 

Уобичајени проблеми и контрола квалитета

 

Гашење често резултира дефектима као што су недовољна тврдоћа, мекане тачке, деформација, пуцање, оксидација и декарбонизација.

Недовољна тврдоћа је углавном узрокована загревањем на прениској температури или недовољним хлађењем. Други узрок је декарбонизација површине радног предмета.

Меке тачке су генерално узроковане контаминираним медијумом за гашење или присуством оксидног каменца на површини радног предмета. Деформација и пуцање могу бити узроковани прекомерним термичким или структуралним напрезањем.

Стога, контрола квалитета током гашења захтева свеобухватно праћење процеса, посебно прецизну контролу температуре током фазе загревања. Током фазе хлађења, температура, концентрација и брзина циркулације медијума морају бити стабилни. Каљење је неопходно одмах након гашења да би се елиминисала заостала напрезања у деловима.

Током масовне производње треба вршити редовне провере металографске структуре и градијента тврдоће на лицу места. Испитивање без разарања може се користити на критичним деловима за откривање пукотина.

 

Компатибилност материјала и избор процеса

 

Разлике у саставу између материјала резултирају различитом отврдњавањем, почетним температурама мартензитне трансформације и критичним брзинама хлађења. Због тога се мора изабрати посебан процес гашења на основу карактеристика материјала.

Ниско{0}}угљенични челик и ниско-конструкцијски челик имају релативно ниску способност каљења и генерално се гаше водом или две-течности да би се побољшала површинска тврдоћа и отпорност делова на хабање.

Средњи{0}}угљенични каљени и каљени челик захтева да се обезбеди темељно очвршћавање језгра, тако да се гашење уљем или брзо гашење уљем генерално користи да би се избегла деформација и пуцање.

Висок{0}}угљенични алатни челик је склон прегревању, што повећава вероватноћу деформације. Стога се може користити степенасто гашење или ниско{2}}алкално гашење у купатилу.

Високо{0}}легирани челици као што је Х13 имају одличну способност отврдњавања, тако да могу да се гасе или очврсну у -солном купатилу на високој температури да би се изобличење свело на минимум.

Карбурисани радни предмети захтевају посебно високу жилавост језгра, тако да захтевају релативно ниске температуре, било директно гашење или очвршћавање у сланом купатилу.

Нерђајући челик и брзорезни челик- захтевају претходно загревање и гашење у сланом купатилу да би се спречило пуцање и таложење карбида.

Гашење је сложен и критичан процес, тако да се одговарајући метод гашења мора изабрати на основу својстава материјала, облика дела и услова рада.

Гашење захтева строгу контролу процеса грејања и хлађења како би се постигла жељена микроструктура и својства, уз обезбеђивање доследног и поузданог квалитета производа.