Отпуск стали низкотемпературный: Отпуск стали

Отпуск стали низкотемпературный: Отпуск стали | Мир сварки

alexxlab | 24.04.1974 | 0 | Разное

Содержание

Отпуск стали | Мир сварки

Отпуск стали

Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температур ниже А_с1 выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой, сталь получает требуемые механические свойства. Кроме того, отпуск полностью или частично устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке. Эти напряжения снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска. Так, например, осевые напряжения в цилиндрическом образце из стали, содержащей 0,3 % С, в результате отпуска при 550 °С уменьшаются с 60 до 8 кгс/мм². Так же сильно уменьшаются тангенциальные и радиальные напряжения.

Наиболее интенсивно напряжения снижаются в результате выдержки при 550 °С в течение 15–30 мин. После выдержки в течение 1,5 ч напряжения снижаются до минимальной величины, которая может быть достигнута отпуском при данной температуре.

Скорость охлаждения после отпуска также оказывает большое влияние на величину остаточных напряжений. Чем медленнее охлаждение, тем меньше остаточные напряжения. Быстрое охлаждение от 600 °С создает новые тепловые напряжения. По этой причине изделия сложной формы во избежание их коробления после отпуска при высоких температурах следует охлаждать медленно, а изделия из легированных сталей, склонных к обратимой отпускной хрупкости, после отпуска при 500–650 °С во всех случаях следует охлаждать быстро.

Основное влияние на свойства стали оказывает температура отпуска. Различают три вида отпуска.

Низкотемпературный отпуск стали

Низкотемпературный (низкий) отпуск проводят с нагревом до 150–200 °С, реже до 240–250 °С. При этом снижаются внутренние напряжения, мартенсит закалки переводится в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость без заметного снижения твердости. Закаленная сталь (0,5–1,3% С) после низкого отпуска сохраняет твердость в пределах HRC 58–63, а следовательно, высокую износостойкость. Однако такое изделие (если оно не имеет вязкой сердцевины) не выдерживает значительных динамических нагрузок.

Низкотемпературному отпуску подвергают поэтому режущий и измерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали, претерпевшие поверхностную закалку, цементацию, цианирование или нитроцементацию. Продолжительность отпуска обычно 1–2,5 ч, а для изделий больших сечений и измерительных инструментов назначают более длительный отпуск.

Среднетемпературный отпуск стали

Среднетемпературный (средний) отпуск выполняют при 350–500 °С и применяют главным образом для пружин и рессор, а также для штампов. Такой отпуск обеспечивает высокие предел упругости, предел выносливости и релаксационную стойкость. Структура стали (0,45–0,8 % С) после среднего отпуска – троостит отпуска или троостомартенсит с твердостью HRC 40–50. Температуру отпуска надо выбирать таким образом, чтобы не вызвать необратимой отпускной хрупкости.

Охлаждение после отпуска при 400–450 °С следует проводить в воде, что способствует образованию на поверхности сжимающих остаточных напряжений, которые увеличивают предел выносливости пружин.

Высокотемпературный отпуск стали

Высокотемпературный (высокий) отпуск проводят при 500–680 °С. Структура стали после высокого отпуска – сорбит отпуска. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.

Закалка с высоким отпуском по сравнению с нормализованным или отожженным состоянием одновременно повышает пределы прочности и текучести, относительное сужение, и особенно ударную вязкость (таблица 1). Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением.

Улучшению подвергают среднеуглеродистые (0,3–0,5 % С) конструкционные стали, к которым предъявляются высокие требования к пределу текучести, пределу выносливости и ударной вязкости. Однако износостойкость улучшенной стали вследствие ее пониженной твердости не является высокой.

Таблица 1 — Влияние термической обработки на механические свойства углеродистой стали с 0,42% С*

Термическая обработка	σ_в	σ_т	δ	ψ	а_н, кгс·м/см²
Термическая обработка	кгс/мм²		%		а_н, кгс·м/см²
Отжиг при 880 °С	55	35	20	59	9
Закалка с 880 °С (охлаждение в воде) и отпуск при 300 °С	130	110	12	35	3
Закалка с 880 °С (охлаждение в воде) и отпуск при 600 °С	62	43	22	55	14
* Заготовка диаметром 12 мм.

Улучшение значительно повышает конструктивную прочность стали, уменьшая чувствительность, к концентраторам напряжений, увеличивая работу пластической деформации при движении трещины (работу развития трещины) и снижая температуру верхнего и нижнего порога хладноломкости.

Отпуск при 550–600 °С в течение 1–2 ч почти полностью снимает остаточные напряжения, возникшие при закалке. Чаше длительность высокого отпуска составляет 1–6 ч – в зависимости от габаритных размеров изделия.

Отпуск углеродистой и среднелегированных сталей

После закалки изделия подвергаются отпуску при различных температурах. Отпуск бывает низко-, средне- и высокотемпературным.

Температура низкотемпературного отпуска (150 – 250° С) выбирается в зависимости от химического состава так, чтобы получить требуемые механические свойства.

Низкотемпературный отпуск

В большинстве случаев считают, что низкотемпературный отпуск предназначен лишь для снижения внутренних напряжений первого рода, и совершенно не учитывают существенное повышение прочности. Однако, снижение напряжений первого рода при низкотемпературном отпуске приводит к существенному повышению сопротивления отрыву. Повышаются прочность, пластичность и вязкость закаленной стали. Для этого отпуск при температуре 150 – 250° С должен быть не менее 2 – 5 ч.

Среднетемпературный отпуск

Среднетемпературный отпуск производится при температуре 300 – 450° С. В углеродистой стали происходит практически полное выделение углерода из решетки Fe, и структура представляет собой дисперсную смесь кристаллов феррита и цементита (троостит). В легированных сталях процесс распада затягивается до более высоких температур. Время отпуска выбирается в соответствии с требованиями по механическим свойствам. При этих температурах производится отпуск рессор и пружин. Основными легирующими элементами, используемыми для легирования рессорных и пружинных сталей, являются марганец, кремний (стали 60Г, 60С). Иногда применяется хром и ванадий (сталь 50ХФА). Для изготовления мелких пружин применяется холодноволоченая проволока ОВС (содержание углерода 0,9%), подвергаемая после навивки отпуску при температуре 350° С для стабилизации размеров. Тонкие и плоские пружины изготавливают из закаленной стали У9. Среднетемпературный отпуск обеспечивает наиболее высокий предел упругости, усталости при умеренной пластичности и вязкости. Отпуск пружин и рессор производится обычно на специальных оправках или приспособлениях.

Высокотемпературный отпуск

Высокотемпературный отпуск производится при температуре 500 – 650°С. Структура стали состоит из рекристаллизованиых зерен феррита и карбидов (сорбит). Цель его – получение определенного сочетания прочностных свойств.

Термическая обработка, состоящая из закалки и высокотемпературного отпуска, называется улучшением. В качестве улучшаемых используют среднеуглеродистые стали с содержанием различного количества легирующих элементов: хрома, никеля, марганца, кремния, молибдена и вольфрама (стали 40, 45, 40Х, 45Х, 40ХНМ). Часто в качестве улучшаемых используют стали с меньшим содержанием углерода (18Х2Н4ВА) и нержавеющие.

Температура и время

Температуру и время отпуска выбирают исходя из требуемых для деталей механических свойств, используя диаграммы зависимости механических свойств от температуры отпуска. Однако эти диаграммы построены для определенного химического состава. Фактически, вследствие колебания химического состава стали в пределах марки, возникает колебание механических свойств Большое значение для получения заданных механических свойств имеет длительность выдержки при отпуске. Ее выбирают так, чтобы обеспечить полный прогрев изделия и дополнительную выдержку для получения заданных свойств. Чем выше температура, тем меньше должна 6ыть выдержка для получения одинаковых свойств. Для получения более высокой пластичности и вязкости при одинаковой прочности выгодно применять более высокую температуру отпуска. Но это требует от термиста высокой квалификации. Практически для верхнего и нижнего пределов по химическому составу применяемых марок сталей необходимо построить соответствующие графики и по ним устанавливать режим отпуска.

Повышение производительности

При массовом производстве для получения стабильных механических свойств стремятся сужать пределы по химическому составу (селективные марки). Это создает определенные затруднения металлургическим заводам при выплавке стали, поэтому на одном предприятии для различных деталей желательно применять близкие по химическому составу стали.

Многие улучшаемые стали склонны к отпускной хрупкости второго рода (чувствительность к скорости охлаждения). Чтобы вязкость не снижалась, после выдержки при температуре отпуска производится ускоренное охлаждение. Некоторые стали (40ХНМА, 18ХН4ВА), содержащие молибден и вольфрам, практически не склонны к отпускной хрупкости, поэтому могут охлаждаться после отпуска с низкой скоростью.

Низкотемпературный отпуск – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Низкотемпературный отпуск

Cтраница 1

Низкотемпературный отпуск

проводят в электропечах с принудительной циркуляцией воздуха, в масляных ваннах и в расплавленных солях – 50 % KNOg и 50 % NaNOs – Жидкие среды обеспечивают быстрый и равномерный нагрев и более точное – регулирование температуры. [1]

Низкотемпературный отпуск ( до температуры 250) и искусственное старение следует производить только в электрических масляных ваннах, так как воздушный нагрев не сможет обеспечить равномерность прогрева. [2]

Низкотемпературный отпуск применяется, как сказано, для различных инструментов. [4]

Низкотемпературный отпуск только частично снимает закалочные напряжения ( фиг. Большая часть напряжений остается. С течением времени постепенно присходит самопроизвольное снятие внутренних напряжений. [5]

Низкотемпературный отпуск ( низкий) осуществляется в интервале температур 80 – 200 С. При этом отпуске уменьшается степень тетрагональности кристаллической решетки мартенсита вследствие выделения из нее углерода в виде е-карбида. В связи с когерентной связью твердость стали при этом не снижается, а внутренние напряжения уменьшаются. [6]

Низкотемпературный отпуск ( низкий) осуществляется в интервале температур 80 – 200 С. При этом отпуске уменьшается степень тетрагональное кристаллической решетки мартенсита вследствие выделения из нее углерода в виде е-карбида. [8]

Низкотемпературный отпуск ( нагрев до 150 – 250) применяют с целью уменьшения внутренних напряжений и сохранения высоких значений твердости, предела прочности и предела текучести при пониженном значении вязкости. [9]

Низкотемпературный отпуск ( 180 – 250 С), при котором несколько снижаются внутренние напряжения, повышаются прочность и вязкость изделий с незначительным снижением твердости. [10]

Низкотемпературный отпуск уменьшает содержание углерода в мартенсите и снимает большую часть остаточных напряжений, вызванных закалкой. Это немного понижает твердость ( см. рис. 3, 13), но повышает прочность, вязкость ( рис. 25, 26) и сопротивление пластической деформации. Механические свойства сталей, охлаждавшихся при закалке в воде и получивших повышение напряжения, возрастают больше, чем свойства сталей, охлаждавшихся в масле или в расплавленных солях по способу изотермической закалки. [12]

Низкотемпературный отпуск ( 220 С для углеродистых сталей) применяют для инструментальных сталей. [13]

Низкотемпературный отпуск ( 220 С для углеродистых сталей) применяют для инструментальных сталей. [14]

Низкотемпературный отпуск инструментов должен производиться в масляных ваннах ( до температуры 250) или селитряных ваннах. [15]

Страницы: 1 2 3 4

Отпуск сталей

Отпуск – это процесс термической обработки, заключающийся в нагреве закаленной стали до температур ниже точки Ас1, c целью получения равновесной структуры и заданного комплекса механических свойств.

Содержание

После закалки сталь имеет структуру на основе мартенсита с тетрагональной искаженной кристаллической решеткой и остаточного аустенита, количество которого зависит от химического состава стали. При нагреве закаленной стали в ее структуре происходят фазовые превращения, которые можно показать в виде схемы.

Схема фазовых превращений при отпуске сталей

Низкий отпуск сталей

Низкий отпуск стали делают при температуре до 250°С. При этом процессе из мартенсита выделяется часть избыточного углерода с образованием мельчайших карбидных частиц (ε-карбидов). ε-карбиды выделяются в виде пластин или стержней и они когерентно связаны с решеткой мартенсита. Распад остаточного аустенита при низком отпуске происходит по механизму бейнитного превращения: образуется гетерогенная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и дисперсных карбидов. Продуктом низкого отпуска является мартенсит отпуска, который отличается от мартенсита закалки меньшей концентрацией углерода и наличием в нем карбидов (ε-карбидов), которые когерентно связаны с решеткой мартенсита.

При температуре около 250°С начинается превращение карбида в цементит; при этом когерентность решеток α-твердого раствора мартенсита и карбидов нарушается.

Низкому отпуску подвергают инструментальные железоуглеродистые материалы (режущий и мерительный инструмент), а также стали, которые подвергались цементации, нитроцементации. Часто низкий отпуск делают для сталей после термообработки токами высокой частоты.

Средний отпуск

Средний отпуск проводится при температурах 350–400 °С. При этом из мартенсита выделяется весь избыточный углерод с образованием цементитных частиц. Тетрагональность (степень тетрагональности) решетки железа уменьшается, она становится кубической. В результате вместо мартенсита остается феррит. Такая феррито-цементитная смесь называется трооститом отпуска, а процесс, приводящий к таким изменениям, среднетемпературным отпуском. При среднем отпуске снижается плотность дислокаций и уменьшаются внутренние напряжения в стали.

Средний отпуск применяется при термообработке упругих деталей: рессор, пружин и др.

Высокий отпуск

Во время высокого отпуск (450-550°С и выше) в углеродистых сталях происходят изменения структуры, не связанные с фазовыми превращениями: изменяются форма, размер карбидов и структура феррита. С повышением температуры происходит коагуляция – укрупнение частиц цементита. Форма кристаллов постепенно становится сферической – этот процесс называется сфероидизацией.

Коагуляция и сфероидизация карбидов начинают происходить более интенсивно с температуры 400°С. Зерна феррита становятся крупными, и их форма приближается к равноосной. Феррито-карбидная смесь, которая образуется после отпуска при температуре 400–600 °С, называется сорбитом отпуска. При температуре, близкой к точке А1, образуется достаточно грубая феррито-цементитная смесь – перлит.

Высокий отпуск с температур 450-550°С применяется для большинства конструкционных сталей. Его широко используют при термообработке различных втулок, опор, крепежных изделий, работающих на растяжение-сжатие и других изделий, которые испытывают статические нагрузки.

Явление отпускной хрупкости

При отпуске некоторых сталей возможно протекание процессов, которые снижают ударную вязкость стали не меняя остальные механические свойства. Такое явление называется отпускной хрупкостью и наблюдается в температурных интервалах отпуска при 250–400ºС и 500–550ºС. Первый вид хрупкости называется отпускной хрупкостью Ι рода и является необратимым, поэтому стоит избегать отпуска сталей при этих температурах. Данный вид присущ практически всем сталям, легированным хромом, магнием, никелем и их сочетанием, и обусловлен неоднородным выделением карбидов из мартенсита. Второй вид отпускной хрупкости – отпускная хрупкость ΙΙ-го рода является обратимым. Отпускная хрупкость ΙΙ-го рода проявляется при медленном охлаждении легированной стали при температуре 500–550°С. Данная хрупкость может быть устранена повторным отпуском с большой скоростью охлаждения (в воде или масле). В этом случае устраняется причина этой хрупкости – выделение карбидов, нитридов, фосфидов по границам бывших аустенитных зерен. Устранение отпускной хрупкости легированных сталей возможно введением в них малых добавок молибдена (0,2–0,3 %) или вольфрама (0,5–0,7 %).

Графически эти виды хрупкости выглядят, как показано на рисунке.

Проявление отпускной хрупкости в сталях при отпуске

Практически все стали подчиняются закону: повышение температуры отпуска — снижение прочностных характеристик и повышение пластических, как показано на рисунке ниже.

Влияние температуры отпуска на механические свойства стали

Такая закономерность не касается быстрорежущих инструментальных легированных карбидообразующими элементами сталей.

Отпуск быстрорежущих инструментальных сталей

Основными легирующими элементами быстрорежущих сталей (Р18, Р6М5 и др.) являются вольфрам, молибден, кобальт и ванадий — элементы, обеспечивающие теплостойкость и износостойкость при эксплуатации. Быстрорежущие стали относятся к карбидному (ледебуритному) классу. Под закалку эти стали нагревают до температуры выше 1200°С (Р18 до температуры 1270°С, Р6М5 — до 1220°С). Высокие температуры закалки необходимы для более полного растворения вторичных карбидов и получения аустенита высоколегированного хромом, молибденом, вольфрамом, ванадием. Это обеспечивает получение после закалки теплостойкого мартенсита. Даже при очень высоком нагреве растворяется только часть карбидов. Для этих сталей характерно сохранение мелкого зерна при высоких температурах нагрева.

Железо и легирующие элементы “быстрорезов” имеют сильно отличающиеся свойства теплопроводности, поэтому при нагреве, для избежания трещин, следует делать температурные остановки. Обычно при 800 и 1050°С. При нагреве крупного инструмента первую выдержку делают при 600°С. Время выдержки составляет 5-20 мин. Выдержка при температуре закалки должна обеспечить растворение карбидов в пределе их возможной растворимости. Охлаждение инструмента чаще всего делают в масле. Для уменьшения деформации применяют ступенчатую закалку в расплавах солей с температурой 400-500°С. Структура “быстрорезов” после закалки состоит из высоколегированного мартенсита, содержащего 0,3-0,4%С, нерастворенных избыточных карбидов и остаточного аустенита. Чем выше температура закалки, тем ниже положение точек Мн, Мк и тем больше остаточного аустенита. В стали Р18 присутствует примерно 25-30% остаточного аустенита, в стали Р6М5 — 28-34%. Для уменьшения аустенита можно сделать обработку холодом, но как правило этого не требуется.

После закалки следует отпуск при 550 — 570°С, вызывающий превращение остаточного аустенита в мартенсит и дисперсионное твердение за счет частичного распада мартенсита и выделения дисперсных карбидов легирующих элементов. Это сопровождается увеличением твердости (вторичная твердость). В процессе выдержки при отпуске из остаточного аустенита выделяются карбиды, что уменьшает его легированность, и поэтому при последующем охлаждении он претерпевает мартенситное превращение (Мн~150°С). В процессе однократного отпуска только часть остаточного аустенита превращается в мартенсит. Чтобы весь аустенит перешел в мартенсит применяют двух и трехкратный отпуск. Время выдержки обычно составляет 60 минут.
При назначении режима нужно учитывать химические свойства элементов и периодичность выделения карбидов в зависимости от температуры. Например максимальная твердость стали Р6М5 получается за счет 3-х стадийного отпуска. Первый отпуск при температуре 350°С, последующие два при температуре 560-570°С. При температуре 350°С выделяются частицы цементита, равномерно распределенные в стали. Это способствует однородному выделению и распределению спецкарбидов М₆С при температуре 560-570°С.

Разбавитель для эмали – https://www.dcpt.ru

Отпуск стали – как температура может сделать сплав крепче? + видео

Отпуск стали (высокий, низкий, средний) применяют для того, чтобы получить более устойчивое структурное состояние сплава. Узнаем, что он собой представляет, как осуществляется, есть ли побочные эффекты и возможно ли сделать его самостоятельно в домашних условиях.

1 Что такое отпуск стали?

Это последний этап термической обработки, на котором сплав нагревают до температуры, не превышающей теплоту превращения, затем выдерживают нужное время и постепенно охлаждают с заданной скоростью. Потребность в этом возникает потому, что после термического воздействия, например, той же закалки, в материале очень часто появляются внутренние напряжения, которые негативно влияют на его свойства. Чтобы их устранить, следует осуществить вышеупомянутую операцию. Так сталь вновь возобновляет требуемые механические свойства.

Причем чем больше будет температура отпуска стали, тем он будет более эффективным, полнее снимутся осевые, тангенциальные и радиальные напряжения. В первые 15–30 минут выдержки процесс проходит наиболее интенсивно. Однако чтобы снизить значение напряжений до минимума, следует продлить время выдержки хотя бы до 1,5 часа (в индивидуальных случаях оно может достигать даже десятка часов), и тогда получится максимально возможный результат для данного температурного режима.

Но не стоит недооценивать и скорость, с которой осуществляется охлаждение – чем она меньше, тем меньше будут остаточные напряжения. А сочетание быстрой скорости охлаждения с высокой температурой (более 600°С) будет не то, чтобы малоэффективно, но и, напротив, способствуют возникновению новых тепловых напряжений. Также огромное значение играет и температурный режим, в зависимости от которого принято различать следующие виды отпуска стали: низкий, средний и высокий. Рассмотрим более подробно каждый из них.

2 Низкотемпературный и средний отпуск – технологии процессов

В этом случае осуществляют нагрев до 250°С, благодаря которому снижаются внутренние напряжения. Вместо мартенсита закалки появляется отпущенный мартенсит, что способствует повышению прочностных характеристик, а также улучшению вязкости сплава, при этом такие превращения практически не отражаются на твердости материала. Твердость закаленной стали остается прежней (HRC 58–63), а значит, она будет иметь и достаточно высокую износостойкость.

Но учтите, что даже после того, как будет проведен низкотемпературный отпуск закаленной стали, под нагрузкой динамического характера она все же будет разрушаться.

Поэтому такому виду обработки актуально подвергать измерительные и режущие инструменты, сделанные из низколегированных и углеродистых сталей. Кроме того, детали, претерпевшие цементацию, поверхностную закалку, нитроцементацию и цианирование, также проходят низкотемпературный отпуск. В среднем данная операция длится от одного часа до 2,5, но если речь идет о деталях большого сечения, то время стоит увеличить.

Его температурный режим находится в пределах от 350 и до 500°С. В результате превращения при отпуске стали такого рода формируется троостомартенсит и сталь приобретает твердость HRC 40–50. Ее в основном применяют для штампов, рессор, а также пружин. У деталей значительно повышается предел упругости, выносливости и релаксационная стойкость.

Следует очень аккуратно подбирать температурный режим, так как, допустив ошибку, можно вызвать необратимую отпускную хрупкость. Охлаждение же лучше проводить в воде. В этой среде на поверхности материала появляются остаточные сжимающие напряжения, способствующие увеличению предела выносливости.

3 Высокотемпературный отпуск – чем характерна такая обработка?

Если температура превышает 500°С, то такой отпуск называется высокотемпературным либо просто высоким. Структура стали после данной обработки – сорбит отпуска. Причем из всех вышеописанных этот вид наиболее эффективный, так как получается идеальное соотношение вязкости и прочности сплава. При этом стоит учитывать, что закалка стали в сочетании с последующей высокотемпературной обработкой способствует повышению предела текучести, прочности, ударной вязкости, а также относительному сужению.

Благодаря таким результатам подобное сочетание принято называть улучшением. Целесообразно оно для конструкционных и среднеуглеродистых сталей, к которым предъявляются особые требования. А в частности, к их пределу прочности, текучести, выносливости и ударной вязкости. При этом имейте в виду, что твердость в этом случае несколько снизится, поэтому рассчитывать на улучшение износостойких характеристик не стоит. Однако у сплава несколько уменьшится чувствительность к концентраторам напряжений, порог хладноломкости, увеличится работа развития трещины, что способствует повышению конструктивной прочности материала.

Так как выдержки в заданном температурном режиме около двух часов достаточно, чтобы устранить практически все остаточные напряжения, то данная операция обычно не длится более шести часов. Однако есть и индивидуальные случаи, когда деталь обрабатывают и несколько десятков часов, дабы предотвратить появления внутренних трещин (флокенов).

4 Процесс отпуска стали – домашняя мастерская

Как было сказано выше – на процесс отпуска стали, вернее на его эффективность, влияет скорость охлаждения, а, следовательно, и среда, в которой оно происходит. Итак, если охлаждение после отпуска будет происходить на воздухе, то в результате напряжений на поверхности сплава будет в семь раз меньше. А если сравнивать масляную среду с водой, то в первом случае напряжений останется в 2,5 раза меньше, нежели во втором. Именно по этим причинам всем элементам, имеющим сложные формы, рекомендуется давать остывать с меньшей скоростью, дабы избежать коробления. Исключением являются только лишь легированные стали, склонные к обратимой отпускной хрупкости, их-то следует после нагрева до 500–650°С охладить достаточно быстро.

Безусловно, на производстве проведение такой операции не вызывает никаких сложностей. А получится ли самостоятельно усовершенствовать материал, который часто находится под напряжением – возможен ли отпуск стали в домашних условиях? Ведь некоторые умельцы не против смастерить что-либо своими руками. Так, например, делая тот же нож, его необходимо подвергнуть термической обработке, дабы лезвие обладало нужными свойствами. А просто закаленный предмет разрушится при первом же ударе об кость. Итак, конечно же, произвести высокотемпературный отпуск дома будет довольно сложно, но нагреть предмет до 300°С вполне возможно. Для этого можно опустить его в расплавленный свинец, так как он имеет именно такую температуру плавления. Кроме того, можно воспользоваться и обыкновенной газовой либо электрической духовкой. А затем просто дать изделию постепенно остыть на воздухе.

Таким образом, видно, что средний, низкотемпературный, высокотемпературный отпуск является обязательным этапом термической обработки сплавов, благодаря которому такие свойства, как вязкость и пластичность, значительно улучшаются. А уж какой из этих видов выбрать, зависит от материала и назначения обрабатываемого элемента.

5.1.1. Низкотемпературный (низкий) отпуск

Температура нагрева – 150 – 200°С, выдержка – 1 – 1,5 ч. Снижаются внутренние напряжения. Мартенсит закалки переходит в мартенсит отпуска. Этот отпуск обеспечивает максимальную твердость стали и некоторое повышение прочности и вязкости. Твердость (60 – 64 HRC) зависит от содержания углерода в стали. Низкому отпуску подвергают режущий и измерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали после поверхностной закалки или химико-термической обработки.

5.1.2. Среднетемпературный (средний) отпуск

Температура нагрева – 350 – 500°С (чаще – 380 – 420°С), выдержка – от 1 – 2 до 3 – 8 ч. Значительно снижаются внутренние напряжения, мартенсит закалки переходит в троостит отпуска. Твердость – 40 – 45 HRC. Обеспечивается наилучшее сочетание предела упругости с пределом выносливости.

Этот отпуск проводят в основном для пружин, рессор, мембран и подобных деталей, а также для штампового инструмента. Охлаждение после отпуска рекомендуется проводить в воде, что способствует образованию на поверхности изделий сжимающих остаточных напряжений, повышающих усталостную прочность.

5.1.3. Высокотемпературный (высокий) отпуск

Температура нагрева – 500 – 680°С, выдержка – 1 – 8 ч. Полностью снимаются внутренние напряжения. Структура стали в результате этого отпуска сорбитная, твердость – 25 – 35 HRC. Создается наилучшее соотношение прочности, пластичности и вязкости стали.

Термическую обработку, состоящую из закалки и высокого отпуска, называют улучшением (термическим). Проводится она для деталей (в основном из среднеуглеродистых конструкционных сталей), которые должны обладать повышенной конструктивной прочностью.

5.1.4. Искусственное старение

Закалка приводит к образованию пересыщенного твердого раствора – мартенсита. Всякий пересыщенный раствор неустойчив и будет распадаться с выделением избыточных фаз. Распад пересыщенного раствора связан с фазовыми, а следовательно, с объемными или линейными изменениями в стали. Это вызовет коробление изделий и изменение их размеров в эксплуатации.

Для предупреждения коробления и изменения размеров точных инструментов, деталей станков, распределительных валов и т. п. проводят искусственное старение при температуре 120 – 150°С. Выдержка составляет от 2 до 20 ч. Такой режим позволяет не снижая твердости закаленной стали стабилизировать структуру за счет выделения углерода в виде дисперсных карбидов.

5.2. Порядок выполнения работы

Изучить процессы, происходящие в закаленной стали при различных видах отпуска, их влияние на структуру и свойства стали.
Провести отпуск предварительно закаленных образцов для испытаний на ударный изгиб из среднеуглеродистой стали. Температура отпуска: – 180, 400, 600°С; продолжительность выдержки – 30 мин.
После ударных испытаний измерить твердость образцов и сравнить механические свойства стали в зависимости от температуры отпуска.
Обсудить результаты испытаний.

5.3. Содержание отчета

Краткое описание и назначения трех видов отпуска (низкого, среднего, высокого) закаленной стали, получаемых структуры и свойств.
График зависимости изменения свойств стали после различных видов отпуска в координатах «Свойства – температура отпуска».

Низкий отпуск стали — ПЗТО

Низкий отпуск стали – термическая обработка, при которой металл подвергается нагреву до температур не выше 300°С, в среднем – до 180 – 250°С, выдерживается при достигнутых температурах и охлаждается на воздухе.

Назначение низкого отпуска как вида термической обработки металлов

Данный вид термообработки металлов применяется для снижения остаточных внутренних напряжений, появляющихся после закалки, с сохранением при этом высокой твердости, износостойкости и пониженной вязкости металла. В некоторых случаях в результате низкого отпуска наблюдается повышение твердости, что позволяет избежать закалочной хрупкости стали.

Можем говорить о том, что после низкого отпуска сталь сохраняет высокие прочностные свойства при обретении низких пластичных.

Низкому отпуску чаще всего подвергаются:

детали, не испытывающие ударных нагрузок, но требующие высокой твердости, – режущий инструмент из малолегированных и углеродистых сталей
детали, подвергнувшиеся поверхностной закалке, цианированию, нитроцианированию, цементации – цементованные и планированные детали (зубчатые колеса автомобилей, станков для резки металла, тракторов), шарикоподшипниковые кольца, шарики, ролики
измерительный инструмент и точные детали, изготовляемые из инструментальной стали. Для них важны высокая твердость и стабильность размеров. Одной из особенностей низкого отпуска является именно влияние на стабилизацию микроструктуры сталей.

По отношению к данному виду отпуска также применим термин “искусственное старение” (отпуск измерительного инструмента и точных деталей при температурах 120 – 160°С).

Условия и режим проведения низкого отпуска стали

Сталь подвергают низкотемпературному отпуску в воздушной среде печи или в ваннах (масляных или соляных). При этом происходит нагрев металла до температуры в интервале Тн 120 – 300°С (зависит от сталей и др.). Далее сталь выдерживается при заданной температуре и охлаждается (чаще всего на воздухе).

Длительность отпуска для средних и мелких деталей – в ваннах около 30-40 минут, в электропечах – до 90 минут. При нагреве на воздухе для контроля температуры применяют таблицы цветов побежалости.

На нашем заводе низкий отпуск стали проводится в воздушной среде с помощью отпускной электропечи камерного типа. Электропечь относится к наиболее современному и технологичному виду оборудования для термообработки металлов. Максимальная масса загрузки – 5000 кг, загрузка садки производится с помощью выдвижного пода. Печь оборудована системой принудительной циркуляции атмосферы, датчиками контроля температуры, высокоточными регулировочными приборами и различными режимами термообработки изделий. Современность функционала электропечи и компьютеризированный контроль процессов термообработки позволяют осуществлять низкий отпуск стали на нашем заводе с соблюдением всех предъявляемых технологических требований и высоким конечным результатом.

Структурные изменения в результате проведения низкого отпуска

На этапе выдержки происходит частичное обезуглероживание мартенсита, при этом из него выделяется некоторое количество избыточного углерода. Мартенсит закалки изменяет решетку и трансформируется в мартенсит отпуска – структуру из частично обезуглероженного мартенсита и е-карбидов. Именно выход карбида из мартенситовой решетки способствует снятию внутренних напряжений закалки и уменьшению искажений.

Чтобы заказать качественную услугу низкого отпуска на нашем заводе, воспользуйтесь формой обратной связи или телефонами сайта. Наш завод специализируется на проведении всех видов химико-термической обработки металлов на протяжении более чем 10 лет и занимает лидирующие позиции в данном сегменте металлообработки на территории всего Пермского края.

Современное компьютеризированное оборудование, специалисты высокого уровня и многолетняя практика работы с металлом позволяют нам достигать стабильно высоких результатов в процессе обработки металла. Благодаря этим факторам и индивидуальному подходу к каждому заказу наши клиенты получают продукцию самого высоко качества.

Закалка низкотемпературной стали – новый способ | Tribology

Исследователи, финансируемые ЕС, разработали новый процесс поверхностного упрочнения нержавеющей стали, который обеспечивает высокую твердость с исключительными свойствами сопротивления коррозии и усталости.

Нержавеющая сталь является предпочтительным материалом в различных отраслях промышленности, где устойчивость к коррозии имеет первостепенное значение, например, детали, которые подвергаются воздействию агрессивных сред. Однако это весьма благоприятное свойство не всегда сочетается с высокой твердостью поверхности, износостойкостью и усталостной прочностью.

Большинство методов термообработки нелегко применить к нержавеющей стали для улучшения ее свойств. В частности, поверхностное упрочнение нержавеющей стали азотированием и нитроцементацией в обычном диапазоне температур от 500 до 1000 ° C очень пагубно сказывается на ее коррозионных свойствах. Возможное решение – внедрение процессов, позволяющих упрочнять поверхность нержавеющей стали при более низких температурах.

В рамках проекта PLASSTEEL, финансируемого ЕС, был разработан усовершенствованный процесс низкотемпературной поверхностной закалки нержавеющей стали, который позволяет точно настраивать свойства материала.Новый процесс термообработки может применяться ко всем ферритным, мартенситным, аустенитным и дуплексным сортам, придавая материалу непревзойденный уровень износостойкости, усталости и коррозионной стойкости.

Повышение твердости при более низких температурах

Основываясь на более чем 40-летнем опыте, компания IONITECH LTD разработала печь для плазменного азотирования / нитроцементации, обеспечивающую превосходную однородность температуры по всей рабочей зоне. «Новая печь для плазменного азотирования также исключает возможность возникновения эффекта« полого катода ».Этот локальный перегрев может привести к температурам, превышающим те, которые необходимы для процесса PLASSTEEL, что, в свою очередь, приведет к выделению карбида хрома и нитрида хрома на границах зерен стали. Эти участки будут иметь более высокую твердость поверхности, но также будут подвержены межкристаллитной коррозии », – говорит ведущий специалист по исследованиям и разработкам Александр Варгошков.

Процесс PLASSTEEL основан на плазменной технологии и состоит из процесса азотирования и нитроцементации при температурах ниже 500 ° C, который обогащает поверхностный слой детали азотом и углеродом.Углеродсодержащий газ, добавляемый при нитроцементации, может быть метаном, пропаном или природным газом. Его содержание в газовой смеси колеблется от 2 до 10%. Этап обработки может длиться от нескольких минут до 20 часов, в зависимости от материала заготовки и требований к толщине слоя.

На протяжении всего проекта было обработано и испытано несколько типов нержавеющих сталей. В зависимости от процентного содержания легирующих элементов в этих сталях, а также других свойств результаты немного различались.«Некоторые легирующие элементы затрудняли и замедляли диффузию атомов углерода, что приводило к небольшим различиям в диффузионном слое и твердости поверхности. Тем не менее, в любом случае, цель состояла в том, чтобы улучшить износостойкость всех типов нержавеющей стали при сохранении их коррозионных свойств », – говорит д-р Вархошков.

Процесс, верный как сталь

Большинство методов поверхностного упрочнения снижает первоначальную коррозионную стойкость нержавеющих сталей. Новая усовершенствованная печь для технологического и плазменного азотирования IONITECH показывает, что это больше не является нормой.«Этот недостаток успешно устраняется с помощью этой превосходной печи плазменного азотирования, которая обеспечивает точный контроль свойств материала», – продолжает д-р Вархошков.

Работа при низких температурах позволила растворить азот или углерод в нержавеющей стали без образования нитридов или карбидов хрома. Партнерам проекта удалось не только повысить твердость поверхности деталей в 4 раза, но и улучшить адгезионный и абразивный износ, а также трибологические свойства металла.

Результаты проекта не только повысят конкурентоспособность индустрии нержавеющей стали ЕС, но также улучшат качество и профиль безопасности их продукции на основе нержавеющей стали.

Что происходит при отпуске стали?

Спасибо Шону Хьюстону и Тайлеру Кристиану за то, что они стали сторонниками Knife Steel Nerds Patreon. Мы достигли нашей первой цели, поэтому я возьму интервью у Девина Томаса и опубликую его в виде статьи на веб-сайте.

В предыдущем посте я писал о том, что происходит при быстрой закалке стали: Что делает закаленную сталь такой твердой ?.

Несколько важных моментов из этого поста, которые следует запомнить:

Сталь приобретает высокую закалочную твердость за счет образования мартенсита при охлаждении высокотемпературного аустенита
Чем больше углерода в мартенсите, тем выше твердость
Твердость / прочность увеличиваются за счет затруднения движения «дислокаций» внутри материала, которые являются линейными дефектами в атомной структуре.
Движение дислокаций в мартенсите предотвращается из-за упрочнения углерода твердым раствором, высокой плотности дислокаций, «тетрагональности» мартенсита и множества границ пакетов и блоков.
Когда превращение в мартенсит не завершено, любой оставшийся аустенит известен как «остаточный аустенит».

После закалки стали появляется мартенситная микроструктура с межузельными атомами углерода между атомами железа, что делает кристаллическую структуру «тетрагональной», а не кубической:

В процессе закалки, образования мартенсита и перенасыщенного углерода сталь становится хрупкой.Основная причина отпуска стали состоит в том, чтобы уменьшить ее хрупкость или, другими словами, повысить ее вязкость, как показано здесь для инструментальной стали L6 [1]:

Отпуск не только увеличивает ударную вязкость, но также обычно снижает твердость стали, как показано здесь из таблицы данных для стали 14-4CrMo (аналогично 154CM) [2]:

Потеря углерода

Если вы посмотрите на диаграмму состояния железо-углерод при комнатной температуре, вы не увидите на ней мартенсита, но вместо этого увидите феррит + карбиды:

Карбиды

Карбиды – это твердые частицы, образованные между железом (или другими элементами) и углеродом.Причина того, что мартенсит не самопроизвольно превращается в феррит и карбиды, заключается в том, что углерод не может легко диффундировать при комнатной температуре. Однако, если сталь нагревается, углерод может диффундировать из мартенсита. Эта потеря углерода означает, что прочность мартенсита снижается. Углерод покидает мартенсит в виде карбидов.

Цементит и переходные карбиды

На диаграмме состояния равновесия, показанной выше, эти карбиды представляют собой цементит (Fe ₃ C), где на каждые три атома железа в структуре цементита приходится один атом углерода.Цементит иногда обозначают θ (тета). Однако сначала образуются «переходные» карбиды, которые представляют собой неравновесные карбиды, размер которых меньше цементита. Существует два основных типа переходных карбидов, которые называются η- (эта) или ε- (эпсилон) карбидами. Эти карбиды имеют состав от Fe2C до Fe2,4C. Трудно различить кристаллические структуры карбидов эта и эпсилон, поэтому не всегда известно, какие формы (или обе) образуются, но это, вероятно, не важно для данной статьи; однако появляется все больше свидетельств того, что эта-карбиды являются первичным переходным карбидом, особенно в высокоуглеродистых сталях [3].Эти карбиды очень малы (2-4 нм), поэтому для их изображения требуется чрезвычайно высокое разрешение. С повышением температуры или времени переходные карбиды увеличиваются в размере и в конечном итоге заменяются цементитом, который снова продолжает укрупняться с повышением температуры или времени. Здесь вы можете увидеть изображение переходных карбидов (ряды крошечных белых кружков) и цементита (несколько более крупные линейные элементы) в стали, отпущенной при 300 ° F [3]:

Переходные карбиды растворяются и заменяются большим количеством цементита, а мелкие частицы цементита в конечном итоге заменяются более крупными пластинами цементита.Затем процесс образования карбида можно резюмировать на следующих изображениях, где слева – незакаленный мартенсит, затем на среднем изображении показаны мелкие карбиды цементита после отпуска при 375 ° F в течение 1 часа, а затем на правом изображении показаны большие пластины цементит после отпуска при 790 ° F в течение 1 часа [4]:

Усиление осадков

Если вы вспомните кривую отпуска для 14-4CrMo, вы, возможно, вспомните, что при очень низких температурах наблюдалось небольшое увеличение твердости:

Это небольшое увеличение твердости / прочности происходит благодаря так называемому «дисперсионному упрочнению».Другими словами, осадки, или в данном случае карбиды, увеличивают твердость стали. Как я уже говорил в предыдущем посте, упрочнение происходит за счет ограничения движения дислокаций: как измельчение зерна приводит к улучшению свойств? Карбиды могут ограничивать движение дислокаций, поскольку дислокации не могут легко пройти через них. В случае очень мелких карбидов дислокации прорезают или сдвигают карбиды, а в случае карбидов большего размера дислокации должны петлять вокруг них [5]:

Итак, когда есть массив карбидов, дислокации должны проходить через или вокруг многих карбидов [6]:

Движение дислокаций среди поля мелких выделений можно увидеть на этом видео Youtube [7]:

Существует оптимальный размер карбидов для упрочнения стали.Когда карбиды очень малы, дислокации легко проходят сквозь них. Когда карбиды слишком большие, дислокации могут легко перемещаться вокруг них. Результат – оптимальный размер карбидов для максимального упрочнения [8]:

Изменения в структуре мартенсита

Сам мартенсит также изменяется при отпуске. Одно изменение заключается в том, что «тетрагональность» мартенсита уменьшается, поскольку мартенсит становится все более и более похожим на кубический феррит, когда углерод покидает мартенсит.Еще одно изменение состоит в том, что плотность дислокаций уменьшается за счет отпуска, как показано на этой схеме [9]:

На рисунке (а) петлевые линии представляют дислокации внутри реек (более толстые прямые линии), которые представляют закаленный, незакаленный мартенсит. Затем (b) показывает небольшой черный линейный цементит внутри реек, окруженный дислокациями, который представляет собой мартенсит, отпущенный при температуре около 500 ° F. Изображение на (c) показывает, что дислокации превратились в восстановленные «ячейки» дислокаций, которые представляют собой малоугловые границы, которые представляют собой мартенсит, закаленный при температуре 1000 ° F.И, наконец, (d) показывает рекристаллизованный мартенсит, который полностью превратился в круглые зерна феррита, которые также содержат более крупные карбиды.

Эти изменения также можно увидеть на следующих микрофотографиях [10]:

На крайнем левом изображении показан слегка отпущенный мартенсит, планки которого «темные» из-за высокой плотности дислокаций. На среднем изображении показана микроструктура восстановленного мартенсита после отпуска при 1290 ° F в течение 2 часов, где мартенсит является «чистым» и белым, показывая низкую плотность дислокаций, но границы реек все еще видны.На правом изображении показана сталь, отпущенная при 1290 ° F в течение 12 часов, где видно начало рекристаллизации мартенсита, где круглые зерна феррита начали заменять мартенситные планки.

Вторичная закалка

У некоторых видов сталей твердость во второй раз увеличивается при высоких температурах отпуска, ~ 800-1200 ° F. Это особенно заметно для сталей, легированных значительным количеством вольфрама или молибдена [4]:

Все вышеперечисленные механизмы все еще действуют.Мартенсит все еще восстанавливается и в конечном итоге перекристаллизуется, и образуются переходные карбиды, которые заменяются цементитом. Однако при более высоких температурах цементит растворяется и осаждаются новые карбиды, такие как карбиды Mo ₂ C, W ₂ C или V ₄ C ₃ карбидов. Это начинается с нового режима дисперсионного упрочнения, при котором наблюдается максимальная прочность карбидов «идеального» размера. Это показано на следующей диаграмме [11]:

Таким образом, несмотря на извлечение самого мартенсита, которое обычно приводит к потере прочности, образование этих мелких карбидов приводит к увеличению прочности при высоких температурах.Это может позволить стали эксплуатироваться при высоких температурах, поскольку они могут подвергаться «чрезмерному отпуску» без потери прочности из-за образования этих карбидов. Об открытии этого явления я рассказал в следующей статье: История первой инструментальной стали.

Остаточный аустенит

С остаточным аустенитом во время отпуска может произойти несколько вещей [12]:

Стабилизация остаточного аустенита таким образом, чтобы он не легко трансформировался при дальнейшем отпуске или холодной обработке
Разложение на бейнит или другие фазы «феррит плюс карбид»
Дестабилизация, приводящая к образованию неотпущенного мартенсита после охлаждения от температуры отпуска

Стабилизация остаточного аустенита может происходить за счет диффузии углерода из мартенсита в аустенит, а не за счет выделения в виде карбидов.Более высокое содержание углерода в аустените стабилизирует его за счет снижения начальной температуры мартенсита [13]. Чаще всего стабилизация происходит при отпуске при относительно низких температурах, когда не происходит разложения аустенита.

Разложение на феррит плюс карбиды или бейнит происходит аналогично аустализу, когда сталь быстро охлаждают до промежуточной температуры и удерживают с образованием бейнита, а не с образованием мартенсита до комнатной температуры. Бейнит представляет собой промежуточную фазу, которая может выглядеть несколько похожей на отпущенный мартенсит, поскольку представляет собой решетчатую фазу с карбидами внутри нее и между планками.Таким образом, даже несмотря на то, что сталь была охлаждена до комнатной температуры, оставшийся аустенит по-прежнему ведет себя так же, как и во время аустенитного отпуска, если сталь повторно нагревается до температуры, при которой образуется бейнит. Это превращение происходит с низколегированными сталями, но его можно подавить с помощью достаточного количества добавок некоторых легирующих элементов [12]. Вот график, показывающий разложение аустенита с течением времени при трех различных температурах отпуска в простой стали 1,2 ° C [14]:

В большинстве высоколегированных инструментальных сталей, быстрорежущих сталей и нержавеющих сталей образование бейнита происходит очень медленно из-за высокого уровня легирования.Вместо этого сталь теряет свой аустенит из-за дестабилизации, когда аустенит превращается в мартенсит при охлаждении от температуры отпуска. Это происходит за счет выделения карбидов из аустенита; потеря углерода из аустенита повышает температуру Ms по сравнению с комнатной температурой, так что при охлаждении образуется мартенсит. По этой причине рекомендуется многократный отпуск, так как этот вновь образованный мартенсит является хрупким и его следует отпускать.

Более высокие количества легирования, такие как добавки хрома, повышают температуру, при которой аустенит разлагается или дестабилизируется, например, при сравнении 1.Сталь с 25% Cr и сталь с 5,0% Cr, 2,3% Mo [12] [15]:

Однако даже в стали с 1,25% Cr все еще остается некоторое количество остаточного аустенита, когда сталь была отпущена при 400 ° F, поэтому отпуск не гарантирует преобразования всего остаточного аустенита, в зависимости от рассматриваемой стали, выбранного отпуска температура и т. д.

Влияние легирующих добавок на прочность мартенсита

Различные легирующие элементы могут влиять на поведение стали при отпуске, например, как описано выше, с образованием карбида для вторичной закалки или смещением разложения остаточного аустенита в сторону более высоких температур.Другой эффект связан с «сопротивлением отпуску», когда размягчение стали уменьшается при заданной температуре. Подводя итог эффектам, можно сказать, что добавки в сплав действуют через несколько основных механизмов:

Подавляет образование и укрупнение переходных карбидов или цементита так, чтобы углерод оставался в мартенсите
Подавить извлечение мартенсита
Упрочнение твердого раствора
Образование карбидов, приводящих к дисперсионному упрочнению

В результате некоторые стали можно отпускать при относительно высоких температурах с небольшой потерей прочности, как показано здесь [12]:

Класс 1 показывает потерю прочности при отпуске для типичной высокоуглеродистой стали, где в стали класса 2-4 добавлены различные легирующие элементы, которые приводят к разным характеристикам отпуска.К классу 2 относятся высоколегированные инструментальные стали, такие как D2, но без значительных добавок Mo, W или V для вторичной закалки. Класс 3 показывает быстрорежущие стали со значительным вторичным упрочнением из-за добавок Mo и / или W. Класс 4 представляет собой среднеуглеродистую инструментальную сталь со значительными добавками Mo или W, которая изначально имеет более низкую твердость из-за более низкого содержания углерода, а также устойчивость к отпуску и некоторую вторичную закалку.

Общее влияние легирующих элементов на твердость после отпуска можно увидеть на этих двух цифрах с температурами отпуска 500 ° F или 1000 ° F [16]:

Фосфор увеличивает прочность в первую очередь за счет упрочнения твердого раствора (дополнительную информацию см. В этой статье).При отпуске при 500 ° F не наблюдается значительного влияния дисперсионного упрочнения, поэтому большинство элементов вносят свой вклад в более высокую прочность мартенсита за счет упрочнения твердого раствора, подавления карбидообразования или восстановления мартенсита. Кремний способствует упрочнению твердого раствора и устойчивости к отпуску. При температуре 1000 ° F вклад вторичного упрочнения становится доминирующим, когда V и Mo очень сильно влияют на упрочнение мартенсита.

Подавление карбидообразования или укрупнения карбида происходит с добавками в сплавы, такими как Mo, Cr или Mn, потому что образуется более сложный карбид цементита [16].Другими словами, вместо цементита Fe ₃ C присутствует сложный карбид M ₃ C, где M может относиться к Fe, Mo, Cr, Mn и т. Д. Когда вместе с железом образуются другие легирующие элементы, тогда скорость диффузии этих элементов влияет на скорость отпуска, потому что все они диффундируют медленнее, чем мелкий межузельный углерод. Следовательно, скорость образования карбидов (кинетика) замедляется из-за образования сложных карбидов. Это можно увидеть с помощью расчетов JMatPro состава цементита при увеличении содержания марганца, где углерод остается на 25% атомной массы, но железо уменьшается и заменяется марганцем:

Скорость извлечения мартенсита также частично контролируется влиянием этих легирующих элементов на образование и укрупнение карбидов [16].Когда карбиды меньше и распределены более равномерно, тогда карбиды действуют, «скрепляя» дислокации и малоугловые границы, поэтому они не могут двигаться так легко, и, следовательно, восстановление и рекристаллизация мартенсита подавляется.

Размер закаливаемых карбидов

Размер карбидов, образующихся во время отпуска, намного меньше, чем у более крупных карбидов, которые мы видим в высокоуглеродистых сталях и инструментальных сталях. Инструментальные стали и нержавеющие стали с крупными фракциями карбидов, такими как 154CM, часто имеют крупные «первичные» карбиды, которые образуются в расплаве, например, на следующей микрофотографии, где карбиды достигают размеров 10-20 микрон:

Напротив, сталь, такая как 13C26 или AEB-L, имеет гораздо меньшие «вторичные» карбиды, которые образуются при более низких температурах по сравнению с 154CM, и этот факт в сочетании с меньшим общим количеством карбидов означает, что их количество составляет порядка 1 микрона. , как показано здесь:

Однако карбиды, образующиеся при отпуске, намного меньше, чем даже эти мелкие карбиды.Микрофотографии ниже относятся к стали 440M [17], аналогичной стали AEB-L и 13C26, где вы можете увидеть микроструктуру после закалки при большем увеличении с относительно крупными карбидами в 1 микрон (a) после отпуска при 300 ° C (b ) и 500 ° C (с):

Карбиды после отпуска здесь относительно большие с точки зрения отпускаемых карбидов; при 300 ° C карбиды значительно превышают предел значительного вклада в дисперсионное упрочнение. Они определенно намного больше, чем переходные карбиды 2–4 нм.Однако очевидно, что карбиды, образующиеся во время отпуска, по-прежнему намного меньше, чем более крупные карбиды, образующиеся при более высоких температурах в высокоуглеродистых сталях, инструментальных сталях и нержавеющих сталях.

Температура и время

Поскольку отпуск – это процесс, управляемый диффузией, степень отпуска контролируется как температурой, так и временем. Чем выше температура, тем быстрее происходит диффузия элементов и, следовательно, более быстрый отпуск. Однако более низкие температуры и более длительное время выдержки также могут привести к такой же степени отпуска.Холломон и Джаффе изучали этот способ еще в 1940-х годах [18] и обнаружили поведение, которое выглядит следующим образом:

Они обнаружили, что отпуск работает со следующим соотношением: H = T (C + log t), где H – параметр Холломана-Яффе, T – температура, а t – время. C – константа, которая варьируется в зависимости от состава, и они определили, что она составляла 19,5 для низкоуглеродистых сталей и 15 для высокоуглеродистых сталей и инструментальных сталей. Следовательно, твердость в большей степени зависит от температуры, потому что время измеряется в логарифмической шкале.Глядя на рисунок выше, для достижения точки, обозначенной как «16», требуется более 100 часов при 450 ° C и менее 15 минут при 550 ° C.

Сводка

Хорошо, эта статья оказалась даже длиннее, чем я ожидал. Во время закалки происходит много всего. Сначала мы начали с мартенсита, пересыщенного углеродом, и сталь «хочет» достичь состояния равновесия феррит плюс карбиды, но этот процесс ограничен диффузией. Когда сталь нагревается до достаточно высоких температур, углерод выделяется из мартенсита в виде карбидов, а мартенсит восстанавливается и перекристаллизуется, уменьшая его тетрагональность и плотность дислокаций.Карбиды также могут способствовать повышению твердости за счет дисперсионного упрочнения. Изменения в остаточном аустените также происходят из-за того, что он разлагается до бейнита или дестабилизируется и превращается в мартенсит. Температура более важна, чем время отпуска, поскольку время измеряется в логарифмической шкале, где требуется гораздо больше времени при более низкой температуре для достижения того же уровня твердости.

Будущие статьи

Я очень мало рассказал о влиянии отпуска на ударную вязкость; это будет в следующих статьях о закалке.Есть также некоторые практические аспекты закалки, которые я не затронул, например, некоторые рекомендации о закалке после отпуска. После предыстории, изложенной в этой статье, я могу теперь рассмотреть некоторые другие концепции, такие как образование бейнита, поскольку этот процесс имеет сходство с отпуском, и поэтому у нас есть основа для описания бейнита. Я мог бы написать статью о влиянии кремния на ударную вязкость, поскольку он в первую очередь влияет на ударную вязкость через свое влияние на отпуск. Существуют также статьи о криообработке стали, в которых утверждается, что криообработка способствует образованию карбидов с переходом эта для повышения износостойкости.Поэтому я могу писать статьи об этом аспекте криообработки, так как могу сослаться на эту статью для всех, кому нужно понять, к какому типу карбидов относятся эти статьи.

[1] https://www.crucible.com/eselector/prodbyapp/tooldie/champloy.html

[2] https://www.alphaknifesupply.com/Pictures/Info/Steel/14-4-DS.pdf

[3] Краусс, Джордж. Стали: обработка, структура и эксплуатационные качества . Асм Интернешнл, 2015.

[4] http://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2004/Tempered.Martensite/tempered.martensite.html

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Strengtching_mechanisms_of_materials#/media/File:Particle_strengtning.svg

[6] Сян, Яньсюнь, Минси Дэн и Фу-Чжэнь Сюань. «Определение характеристик повреждений при ползучести с использованием метода нелинейных ультразвуковых волн: мезомасштабная модель». Журнал прикладной физики 115, вып. 4 (2014): 044914.

[7] https://www.youtube.com/watch?v=BV1cxwxnhPs

[8] Гроте, Карл-Генрих и Эрик К.Антонссон, ред. Справочник Springer по машиностроению . Vol. 10. Springer Science & Business Media, 2009.

[9] http://www.totalmateria.com/articles/Art12.htm

[10] Карон Р. Н. и Г. Краусс. «Отпуск реечного мартенсита Fe-C». Металлургические операции 3, вып. 9 (1972): 2381-2389.

[11] https://www.asminternational.org/web/hts/news/newswire/-/journal_content/56/10192/26120368/NEWS

[12] Робертс Г. А. и Роберт А.Кэри. Инструментальная сталь . Бичвуд, Огайо: Американское общество металлов, 1980.

[13] https://www.bladeforums.com/threads/liquid-nitrogen-vs-dry-ice.1540810/

[14] Баллиетт, Томас А. и Джордж Краусс. «Влияние первой и второй стадий отпуска на микротрещины в мартенсите сплава Fe-1,22 C». Металлургические операции А 7, вып. 1 (1976): 81-86.

[15] Рехан, Мухаммад Арбаб, Анна Медведева, Берн Хёгман, Ларс-Эрик Свенссон и Лейф Карлссон.«Влияние аустенизации и отпуска на микроструктуру и механические свойства инструментальной стали для холодной обработки с 5 мас.% Cr». Steel Research International 87, нет. 12 (2016): 1609-1618.

[16] Grange, R.A., C.R. Hribal и L.F. Porter. «Твердость отпущенного мартенсита в углеродистых и низколегированных сталях». Металлургические операции А 8, вып. 11 (1977): 1775-1785.

[17] Цай, Цзун-Сянь и Хун-Жэнь Лай. «Микроструктура и механические свойства 0.63 C-12.7 Cr Мартенситная нержавеющая сталь при различных закалках Yuli Lin 1a, Chih-Chung Lin 1b ». (2008).

[18] Холломон, Дж. Х. «Зависимость времени от температуры при отпуске стали». Пер. AIME 162 (1945): 223-249.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

Закалка низкотемпературного бейнита | SpringerLink

Стойкость к отпуску низкотемпературной бейнитной стали, измеренная по изменению твердости, демонстрируется результатом выдержки в течение 1 часа при повышении температуры (рис. 1).Измерение фазовой доли с помощью дифракции рентгеновских лучей показывает, что разложение аустенита происходит до какого-либо значительного снижения твердости, которая в основном снижается выше 773 K (500 ° C). Первоначальный анализ результатов рентгеновских лучей и ПЭМ также доступен в ссылке 13. Образцы, закаленные в течение 30 минут при 673 К (400 ° С) и 773 К (500 ° С), были отобраны для исследования с помощью атомно-зондовой томографии.

Как показано на Рисунке 2, после отпуска при 673 K (400 ° C) в течение 30 минут микроструктура тонких пластин бейнита, разделенных тонкой пленкой аустенита, остается.Дифракция рентгеновских лучей (Рисунок 1; Таблица II) показывает, что аустенит все еще присутствует после отпуска в течение 1 часа при 723 K (450 ° C). Электронная микроскопия в темном поле и электронная дифракция, рис. 3, подтверждают кристаллическую структуру тонких пленок как аустенит. На рис. 4 показано распределение частиц цементита после отпуска при 773 К (500 ° C) в течение 30 минут, хотя это не исключает возможности присутствия других частиц карбида в меньших количествах.

Рис. 1

Изменение твердости сплава и объемной доли аустенита в результате отпуска в течение 1 ч в сплаве A1

Фиг.2

Сплав A1 полностью трансформировался при 473 К (200 ° C) и отпущен при 673 K (400 ° C) в течение 30 мин. Типичная микроструктура, наблюдаемая с помощью просвечивающей электронной микроскопии, показывающая пластины бейнита, разделенные пленками аустенита

Рис. 3

Изображение в темном поле аустенитной фазы и соответствующая дифракция электронов после отпуска при 723 K (450 ° C) в течение 30 минут

Рис. 4

Дифракция электронов после отпуска при 773 K (500 ° C) в течение 30 мин.Изображение в темном поле цементита показывает нанометровый размер частиц карбида

. Рис. 5

Томографические данные, полученные для сплава A1, полностью трансформированного при 473 К (200 ° C) и отпущенного при 673 K (400 ° C) в течение 30 мин. Объем составляет примерно 90 нм × 20 нм × 20 нм. Затененные поверхности показывают положение 2 атм. Поверхность изоконцентрации углерода, соответствующая гистограмме близости для границы раздела аустенит-феррит (рис.6)

Рис. 6

Граница раздела аустенит-феррит в сплаве A1 полностью трансформировалась при 473 K (200 ° C) и отпущена при 673 K (400 ° C) в течение 30 мин.Гистограмма близости границ раздела аустенит-феррит, показанная на рис.

Таблица II Сводка результатов дифракции рентгеновских лучей после термической обработки с отпуском, сплав A1, проанализированных с использованием метода фитинга Ритвельда

В состоянии после преобразования бейнитный феррит имеет большое пересыщение углеродом около 1,1 ± 0,7 ат. %, (~ 0,25 мас.%) по отношению к равновесию с аустенитом или цементитом.Аустенит содержит 8 ± 1,6 ат. pct (~ 2 wt pct), что вдвое больше, чем ожидалось от прекращения в точке термодинамического \ (T_0 \) (4,1 ат.%). [31] Измерения дифракции рентгеновских лучей показывают, что большое количество углерода, остающегося в феррите, коррелирует с неоднородной деформацией решетки и что оба показателя уменьшаются при отпуске. [12] Одно из объяснений состоит в том, что большая часть углерода присутствует в дислокациях, как это было обнаружено с помощью атомно-зондовой томографии [38]. Совсем недавно с помощью расчетов функционала плотности была исследована возможность того, что тетрагональность бейнитного феррита также может действовать для стабилизации высокого содержания углерода.[39] Это тема продолжающихся исследований с использованием синхротронного излучения [40,41] и дифракции нейтронов.

Сплав А2, преобразованный при 473 К (200 ° С), был отпущен при 673 К (400 ° С) в течение 30 минут, оставив 17,5 об. % аустенита (Таблица II). Тонкая пленка аустенита наблюдалась в томографическом объеме, рис. 5, и гистограммы близости, как показано на рис. 6, дают профиль состава на границе раздела феррит-аустенит. Изменение углерода можно отнести к разделению с аустенитом, содержащим около 6 ат.пкт и феррит ~ 1 ат. pct, ниже, чем наблюдалось сразу после трансформации. Для объемов феррита на Рисунке 5 видно, что углерод колеблется от 0,5 до 1,5 ат. пкт со средним значением 1,01 ± 0,03 ат. процент (0,25 процента веса). Следовательно, изоповерхности для 2 или 5% углерода были выбраны произвольно, чтобы указать положения частиц карбида в проекциях томографических данных.

Предыдущий анализ данных с использованием простых профилей состава на интерфейсах показал, что растворенные вещества замещения не распределяются между фазами.[13] Напротив, лучшее разрешение границы раздела на гистограммах близости, используемых здесь, показывает, что концентрация марганца начала уменьшаться в феррите, ближайшем к границе раздела с аустенитом, и увеличиваться в аустените, рис. 6. Такое разделение замещающих элементов возможно в результате отпуска. Для сравнения, при 673 К (400 ° C) в течение 30 минут расстояние диффузии марганца в железе при случайном блуждании составляет около 0,5 нм.

Содержание углерода в феррите и аустените аналогично значениям, определенным косвенно с помощью дифракции рентгеновских лучей, таблица II (0.27 ± 0,06 мас.% В феррите, 1,26 ± 0,06 мас.% В аустените). Тонкая пленка аустенита, наблюдаемая после отпуска при 673 К (400 ° C), имела приблизительно 6 ат. процент углерода, ниже, чем наблюдалось до отпуска; однако это также может быть объяснено корреляцией между толщиной пленки аустенита и степенью пересыщения, о которой сообщают Caballero и др. . [38] Из одного наблюдения невозможно определить, изменилось ли содержание углерода при отпуске.

Caballero et al .[30,38,42] опубликовали несколько работ, в которых использовалась атомно-зондовая томография для изучения отпуска в сплаве с более высоким содержанием углерода, но в остальном аналогичном исследованному здесь, с составом Fe-0.98C-1.46Si-1.89Mn-1.26Cr- 0,26Mo-0,09V по массе (сплав B в таблице I). Изученный здесь низкоуглеродистый сплав трансформируется до тех пор, пока такой же уровень углерода не будет достигнут в остаточном аустените, что означает, что большая доля бейнитного феррита образуется при превращении при той же температуре [оба 473 K (200 ° C)].Превращение варианта с более низким содержанием углерода приводит к несколько большей ширине бейнитной пластины (39 ± 1 нм вместо 35 ± 2 нм) и более высокой начальной твердости из-за большей доли бейнитного феррита. Отпуск сплава B при 673 К (400 ° C) привел к трем типам «карбидов»: «нижнебейнитный цементит» (~ 25 ат.% Углерода), \ (\ epsilon \) – карбид (~ 30 ат.%. углерода), и кластеры углерода (~ 14 ат.% углерода), как полагают, связаны с дефектами решетки, возможно, предшественниками выделения карбидов.После отпуска при 723 K (450 ° C) наблюдался только \ (\ epsilon \) – карбид, и только цементит наблюдался после отпуска при 773 K (500 ° C). [38]

В другом объеме, также закаленном при 673 К (400 ° C) в течение 30 минут, но проанализированном с помощью LEAP, наблюдалась частица карбида с содержанием углерода 25 ± 2 ат. пкт с максимумом на 28 ± 3 ат. пкт. На рисунке 7 показана карта атомов углерода с объемом, соответствующим 50 нм × 48 нм × 15,5 нм, содержащая 9,35 × 10 ^-5 ионов. На рисунке 8 показана гистограмма близости для частицы карбида на краю объема.Высокое содержание углерода сопровождалось повышенным содержанием хрома и марганца и пониженным содержанием кремния. Сердцевина этого карбида имеет почти ничтожное содержание кремния и самое высокое содержание углерода. На гистограмме близости интерфейс имеет ширину около 3 нм; на этом расстоянии концентрация каждого элемента приблизительно линейно возвращается к содержанию матрицы. Истинный интерфейс может быть более резким, поскольку ширина гистограммы близости также зависит от размера вокселя (2 нм) и делокализации (4 нм).25 at. pct C эквивалентен соотношению металл / углерод 3,0, что делает эту частицу, скорее всего, цементитом Fe \ (_ 3 \) C. Состав феррита во втором объеме составляет в среднем 0,85 ± 0,1 ат. pct, ниже, чем наблюдаемая в области, связанной с аустенитной пленкой, наблюдаемой с помощью ECOPOSAP.

Карта атомов углерода для образца, отпущенного при 773 K (500 ° C) в течение 30 минут, показана на рисунке 9, положение нескольких карбидных частиц указано с помощью 2 ат. профиль изоконцентрации pct.Гистограммы близости карбидов, обозначенных от 1 до 5, показаны на рисунке 10. Объем 54 нм × 56 нм × 53 нм соответствует накоплению 3,57 миллиона ионов. Ранее представленные результаты дифракции рентгеновских лучей показывают, что аустенит больше не присутствует в этом состоянии.

Частицы карбида в позициях 2, 3 и 4 можно идентифицировать как цементит. Имея ядра 30 ат. % углерода, они обогащены как хромом, так и марганцем и обеднены кремнием. Частица в положении 4 имеет форму стержня, приблизительно 5 нм в поперечнике и 20 нм в длину и, возможно, имеет диффузный «хвост» с более низкой концентрацией углерода.Частицы в точках 2 и 3 представляют собой эллипсоиды с примерным размером 20 нм × 15 нм × 10 нм, оба из которых усечены краем объема для отбора проб. Эти размеры аналогичны размерам частиц цементита, наблюдаемых с помощью электронного микроскопа на рис. 4.

Небольшие сфероидальные выделения в точках 1 и 5 имеют размер примерно 10-15 ат. процент углерода; как показано на рисунке 10, карбид 5 имеет небольшой сердечник толщиной 30 ат. % углерода схоже с частицами цементита. Возможно, что эти области представляют собой скопления углерода или частицы карбида, которые слишком малы, чтобы их можно было однозначно разрешить, и находятся в процессе растворения или роста.

В каждом случае содержание кремния падает до самого низкого уровня в сердцевинах карбидов, где содержание углерода, хрома и марганца больше всего; это не могло быть ранее решено при съемке простых профилей через атомные карты тех же данных. [13] Одна возможность состоит в том, что флуктуация кремния существовала в матричной фазе до зародышеобразования, хотя термодинамически этого не ожидается. Похоже, что это перераспределение связано с высокой движущей силой удаления кремния из цементита.В исследованиях с использованием атомно-зондовой томографии Бабу и др. [43] и Томпсон и Миллер [44] наблюдали выделение цементита из пересыщенного мартенсита без какого-либо начального разделения кремния в Fe-0.15C-2Si-3Mn wt pct и Fe- (0,15, 0,4) C-2,2Cr-1Mo-0,3Si-0,5Mn мас.%, Причем кремний отбрасывается только после длительного отжига. Бхадешиа и Эдмондс [45] после Калиша и Коэна [46] также показали, что \ (\ epsilon \) – карбид не всегда является предшественником осаждения цементита в бейнитных сталях.

Нанесение изоконцентрационных поверхностей на 0,5 ат. pct показывает множество небольших скоплений углерода в области карбидных частиц. 0,5 ат. Значение pct – это произвольно выбранное значение ниже среднего содержания углерода в бейнитном феррите 0,8 ат. пкт. Исследуемый объем содержит объем феррита с относительно небольшим количеством кластеров и объем с более высокой плотностью углеродных кластеров и карбидов, см. Рисунок 11. Учитывая среднее содержание углерода в объемах, либо область разложилась из-за остаточного аустенита, либо углерод диффундировал. в этот объем, возможно, в результате более высокой плотности дефектов или наличия карбидов.

Среднее содержание углерода в феррите после отпуска при 773 K (500 ° C) было измерено как 1,36 ± 0,1 и 1,20 ± 0,1 ат. пкт, с максимумом ~ 2,5 и ~ 3 ат. % по профилям состава объема, показанного на Рисунке 9. [13] Следовательно, содержание углерода в феррите является аномально высоким по сравнению со значением 0,85 ± 0,1 ат. pct, наблюдаемый после отпуска при 673 K (400 ° C), возможно, в результате небольших изученных объемов.

В объемах, исследованных с помощью атомно-зондовой томографии, отпуска при 673 К и 773 К (400 ° C и 500 ° C), все частицы карбида были идентифицированы как цементит, а оставшиеся «частицы» были идентифицированы как кластеры углерода.Конечно, необходимо отметить, что общий объем, анализируемый этим методом, представляет собой лишь небольшой образец микроструктуры, поэтому вполне возможно, что переходные карбиды также могут присутствовать в массивном образце. Caballero et al. [47] исследовали аналогичный сплав (B, в таблице I) с более высоким содержанием углерода и установили, что \ (\ epsilon \) – карбид и цементит присутствовали после отпуска при 673 К (400 ° C) и 723 K (450 ° C). ° C), но только цементит после отпуска при 773 K (500 ° C).

Фиг.7

Данные атомно-зондовой томографии, показывающие атомы углерода, после отпуска в течение 30 мин при 673 К (400 ° C), анализируемый объем составляет 50 нм × 48 нм × 15,5 нм; iso-surface рассчитана на 5 атм. процент углерода. Гистограмма близости карбида представлена на рис.8.

Рис. 8

Гистограмма близости для карбида, показанного на рис. 7, термообработка длилась 30 мин при 673 K (400 ° C)

Рис. 9

Объем, проанализированный после отпуска в течение 30 мин при 773 K (500 ° C), изоповерхность 2 ат.процент углерода. Гистограммы близости карбидов, обозначенных 1 и 5, показаны на рис.10.

Рис. 10

Гистограммы близости для частиц карбида, наблюдаемые после отпуска в течение 30 минут при 773 K (500 ° C). ( a ) – ( e ) соответствуют карбидам с 1 по 5, обозначенным на рис.9.

Рис.11

Объем, проанализированный после отпуска в течение 30 мин при 773 K (500 ° C), поверхность изоконцентрации для 0.5 ат. пкт углерода

Влияние отпуска на низкотемпературную вязкость высокопрочной морской стали прямой закалки

[1] М. Капсали, Ю.К. Калделлис: Основы морской ветроэнергетики (Институт технологического образования Пирей, Греция, 2012 г.).

[2] World Wind Energy Report 2014 (World Wind Energy Association, Germany 2015).

[3] Т.Ч. Ченг, Ч. Ю, T.C. Ян, С.Ю. Хуанг, Х. Лин и Р.К. Шиуэ: Матер. Res. Иннов. Vol. 19 (Приложение 9) (2015), с.69.

[4] NORSOK Standfard, Паспорта материалов для конструкционной стали (Технологический центр Норвегии, Норвегия, 2000 г.).

[5] К. Ю, Т. Ян, С.Ю. Хуанг и Р.К. Шиуэ: Металл. Матер. Пер. Vol. 47А (2016).

[6] С.Ю.: Исследование свойств термообработки сверхвысокопрочных прибрежных сталей (Тайваньский национальный университет, Тайвань, 2016 г.).

Закалка и отпуск сталей

Что такое лечение?

Закалка и отпуск конструкционных сталей выполняются для придания компонентам механических свойств, пригодных для использования по назначению.Стали нагревают до соответствующей температуры закалки (обычно между 800-900 ° C), выдерживают при температуре, затем «закаливают» (быстро охлаждают), часто в масле или воде. Затем следует отпуск (выдержка при более низкой температуре), который развивает окончательные механические свойства и снимает напряжения. Фактические условия, используемые для всех трех этапов, определяются составом стали, размером компонентов и требуемыми свойствами.

Закалка и отпуск могут проводиться в «открытых» печах (на воздухе или в продуктах сгорания) или в защитной среде (газовая атмосфера, расплав солей или вакуум), если требуется поверхность, свободная от окалины и обезуглероживания (потеря углерода) ( «нейтральное отверждение», также называемое «чистым отверждением»).

В особых случаях могут применяться два специальных варианта закалки:

Закалка (также известная как «закалка») использует закалку при повышенной температуре (в расплавленной соли или горячем масле), которая может существенно снизить деформацию компонентов. Этот процесс ограничен выбранными легированными сталями и подходящими размерами сечения.
Austempering может применяться к тонким профилям определенных средне- или высокоуглеродистых сталей или к легированным сталям с более толстым сечением.Он требует высокотемпературной закалки и выдержки, обычно в расплаве соли, и приводит к низкому искажению в сочетании с прочной структурой, не требующей отпуска. Он широко используется для небольших пружин и прессов.

Каковы преимущества?

Закалка и отпуск развивают оптимальное сочетание твердости, прочности и вязкости конструкционной стали и предлагают разработчикам компонентов путь к экономии веса и материала. Компоненты можно подвергать механической обработке или формировать в мягком состоянии, а затем закаливать и отпускать до высокого уровня механических свойств.

Закалка в открытых печах часто применяется для таких продуктов, как пруток и поковки, которые впоследствии должны быть полностью обработаны на детали. Нейтрально чистое отверждение применяется к компонентам, требующим сохранения целостности поверхности; примеры включают гайки, болты, пружины, подшипники и многие автомобильные детали. Нейтральная чистая закалка проводится в строго контролируемых условиях, чтобы получить прецизионный компонент, требующий минимум окончательной отделки.

Какие сорта стали можно обрабатывать?

Практически все конструкционные стали с содержанием более 0.3% углерода реагирует на закалку и отпуск. 8S970 и 8S EN 10083-1 и -2 (которые заменили части BS 970) перечисляют большинство закаливаемых сталей, используемых для инженерных компонентов. (Ряд других стандартов включает упрочняемые стали для специальных применений; например, авиационные стандарты “S”, BS3111 для крепежа и BS5770 для пружин)

Каковы ограничения?

Отклик закаливания

Реакция стального компонента на закалку и отпуск зависит от состава стали, размера компонента и метода обработки.В стандартах BS970 и BS EN 1 0083-1 и -2 дано руководство по механическим свойствам, которые можно получить у сталей с различными размерами сечения при использовании рекомендуемых параметров обработки. Используйте их как руководство при выборе стали.

Каждая сталь имеет «предельный» размер сечения («правящий сечение»), выше которого невозможно достичь полной закалки. Для обеспечения оптимальных свойств большего сечения потребуется сталь более высокого качества.

Возможно упрочнение более крупных компонентов из низкосортных сталей с помощью нестандартной обработки, такой как более высокая скорость закалки или более низкие температуры.Более высокая скорость закалки всегда увеличивает риск деформации или растрескивания, а закалка при низких температурах может серьезно ухудшить механические свойства, такие как ударная вязкость. Прежде чем обращаться с просьбой о нестандартном лечении, следует серьезно рассмотреть эти факты.

Негативное влияние алюминия

Плоскоуглеродистые нелегированные стали и некоторые низколегированные стали могут содержать чрезмерное количество алюминия, которое может оказывать вредное влияние на реакцию упрочнения (твердость ниже ожидаемой).Технический паспорт CHT A «Прогнозирование реакции упрочнения алюминиевых гладких углеродистых сталей» дает рекомендации по предотвращению этой серьезной проблемы. Важно убедиться, что содержание алюминия и азота указано в сертификате прокатного стана от поставщика стали.

Состояние стали

Стали, приобретенные после открытой обработки (например, «черная полоса»), могут терять часть углерода из поверхностных слоев (обезуглероживание). Обезуглероженные слои должны быть полностью удалены механической обработкой со всех поверхностей до того, как компоненты будут закалены, в противном случае вероятно чрезмерное деформирование или даже растрескивание.

Стали, закупленные в условиях холодной обработки, такие как «светлый пруток», содержат остаточные напряжения. Эти напряжения могут способствовать деформации во время обработки и закалки. Рекомендуется снимать эти напряжения с грубо обработанных заготовок путем нормирования или мягкого отжига перед закалкой, чтобы снизить риск чрезмерной деформации.

Температурное охрупчивание

Некоторые стали, особенно легированные стали, содержащие никель и хром, страдают охрупчиванием.lf закаливается в диапазоне 250-450 ° C; это ограничивает приемлемые механические свойства, которых они могут достичь. Убедитесь, что выбранная сталь не подвержена этой проблеме, и в случае сомнений проконсультируйтесь с вашим специалистом по термообработке.

Размер и форма компонента

Размер и форма компонента, который можно закалить и отпустить, зависят от типа оборудования, на котором работает термообработчик. В целом, изделия, которые могут обрабатываться в секторе термообработки по контракту, варьируются от изделий весом в несколько граммов до компонентов весом в несколько тонн каждое.Для больших компонентов проверьте наличие оборудования подходящего размера на ранней стадии.

Какие проблемы могут возникнуть?

Искажение или растрескивание

Изменения размера или формы в закаленных компонентах могут возникать по разным причинам, некоторые из которых связаны с процессом высокотемпературного / быстрого охлаждения, некоторые – с недостатками конструкции компонентов, а другие – с более ранними этапами производства (например, термическое снятие напряжений, вызванных предварительное формование).
Если окончательные размеры имеют решающее значение, необходимо чистовое шлифование или механическая обработка, которые должны быть запланированы. Детали, закаленные и отпущенные до высоких уровней механических свойств, часто впоследствии невозможно править.
В экстремальных условиях напряжения, возникающие при закалке, могут быть даже достаточно высокими, чтобы привести к растрескиванию компонентов. Изготовителю необходимо предпринять все разумные шаги для минимизации риска за счет тщательного проектирования компонентов (например, избегать факторов, вызывающих повышенное напряжение, таких как резкие изменения сечения, глубокие пазы, вырезы) и выбора стали.
Всегда полезно учитывать возможные проблемы с закалкой и отпуском на стадии проектирования.

Удаление накипи и обезуглероживание

Если выбрана обработка в открытой печи, вероятно образование накипи и обезуглероживания. большие компоненты дольше работают при высоких температурах и больше страдают.
Необходимо сделать припуск на удаление пораженных слоев после обработки. Альтернативой является чистое / нейтральное отверждение в защитной среде, которая позволяет избежать образования накипи и обезуглероживания.

Смешанные партии

Компоненты

C, изготовленные из смешанных партий («слепков») материала, создают проблемы для вашего термообработчика. Он не может разделить компоненты, поставляемые в одной загрузке из сталей, имеющих одинаковые характеристики материала, но разный состав. Компоненты, изготовленные из сталей с различным составом, могут по-разному реагировать на закалку, что приводит к браку, переделке и дополнительным расходам для всех сторон. Помогите своему термообработчику, разделив партии материала.

Как указать?

По возможности следует указать всю следующую информацию:

Требуемая обработка: это может быть закалка и закалка, мартемпер или аустемпер. Укажите, необходимо ли нейтральное / чистое лечение или достаточно ли открытого лечения.
Спецификация стали: включая обозначение стали и стандарт, по которому она получена, плюс фактический состав, указанный в сертификате прокатного стана от поставщика.
Требуемые механические свойства: как правило, диапазон твердости или прочности на разрыв можно указать в соответствии со стандартом, по которому идет работа. Невозможно получить конкретную цифру из-за переменных, находящихся вне контроля термообработчика; позволяют реалистичный рабочий диапазон.
Требуется испытание: укажите тип (ы) требуемых испытаний (например, твердость по Виккерсу, Роквеллу или Бринеллю) и любые специальные места для испытаний или удаления образцов для испытаний.
: существуют ли требования к каким-либо специальным сертификатам или данным, которые должен предоставить ваш термообработчик?
Чертежи / стандарты: предоставьте подробную информацию о любых чертежах или стандартах, особенно корпоративных или внутренних стандартах, которые содержат соответствующие детали, которых необходимо придерживаться.
Другие требования: укажите, требуются ли другие услуги, например правка, (с рабочими пределами), очистка / струйная очистка, лабораторные или специализированные неразрушающие испытания и т. д.

Что такое стали?

Инструменты и штамповая сталь подпадают под действие стандарта BS 4659: 1989, хотя также используются и американская номенклатура, и различные торговые наименования. Эти специально разработанные стали, доступные в высококачественных марках, могут быть сгруппированы в широком смысле в соответствии с их предполагаемым применением:

Быстрорежущие стали (серии BM и BT по BS 4659) для сверления / резки, обладающие способностью сохранять жаропрочность
Стали для холодной обработки (серии BA, BD и BO) для штамповки, вырубки, прессования и формовки.
Стали горячей обработки (серия BH) для горячей штамповки и литья под давлением
Стали для формования пластмасс (серия BP) для формования пластмасс и полированные штампы, где требуется прочность.
Ударопрочная сталь (серия SR) или долота, пробойники и инструменты, подверженные ударным нагрузкам.
Стали для штамповки для холодной штамповки, ковки и штамповки.

Что такое лечение?

Вся инструментальная и штамповая сталь должна быть обработана для достижения оптимальных свойств с точки зрения твердости, прочности, ударной вязкости и износостойкости.Почти все закалены и отпущены.

Закалка включает контролируемый нагрев до критической температуры, определяемой типом стали (в диапазоне 760-1300 ° C), с последующим контролируемым охлаждением. В зависимости от типа материала подходящая скорость охлаждения варьируется от очень быстрой (охлаждение водой) до очень медленной (охлаждение на воздухе).

Закалка включает повторный нагрев закаленного инструмента / матрицы до температуры 150-657 ° C, в зависимости от типа стали. Процесс, который контролирует конечные свойства при снятии напряжений после закалки, отпуска может быть сложным; некоторые стали необходимо подвергать многократному отпуску.

В некоторых случаях суб-серологическая обработка может быть включена в цикл закалки и отпуска, чтобы развить максимальную твердость и оптимизировать размерную и металлургическую стабильность.

Какие есть варианты обработки?

Большинство инструментов и штампов необходимо защищать от окисления и обезуглероживания во время обработки. В теплопередаче используются четыре основных типа печи с различными технологическими средами, чтобы удовлетворить это требование:

Соляные ванны – традиционный способ обработки всего диапазона инструментальных сталей с жестким контролем.
Псевдоожиженный слой – новейшая разработка, позволяющая обрабатывать широкий спектр инструментальных сталей, кроме тех, которые требуют высоких температур закалки.
Печи с герметичной закалкой – области применения, ограниченные более низкими температурами закалки и выбором закалки в масле или охлаждения «неподвижным» газом.
Вакуумные печи – наиболее чистый способ, в основном с применением газовой закалки; недавнее внедрение закалки газом под высоким давлением расширило диапазон сталей, которые можно успешно обрабатывать.

Какие ограничения?

Прокаливаемость

Способность стали закаливаться по глубине, закаливаемость может сильно зависеть от типа используемой инструментальной стали. Например, марки BW с низкой закаливаемой способностью затвердевают только на глубину нескольких миллиметров даже при жесткой закалке в воде, в то время как стали с высокой закаливаемой способностью, такие как марки BH, могут затвердевать через сечение более 1 метра при газовой закалке. .

В сочетании с размером сечения закаливаемость стали может ограничивать выбор маршрута обработки.Рекомендуется на ранней стадии обсудить требования с термообработчиком.

Температура застывания

Некоторые быстрорежущие стали требуют чрезвычайно высоких температур закалки, что может ограничивать варианты технологического маршрута.

Физический размер

Контрактные печи для термообработки бывают разных размеров, как и рабочие места клиентов. Всегда проверяйте наличие подходящей мощности на ранней стадии.

Какие проблемы могут возникнуть?

Искажения

Деформация закаленных и отпущенных инструментов и штампов может быть вызвана множеством факторов.Многие из них находятся вне контроля специалиста по термообработке, который поэтому не может принять на себя ответственность за его прогноз или его последствия.

Сложные формы и резкие изменения сечения вызовут напряжение и, следовательно, деформацию во время быстрого охлаждения для упрочнения. Если невозможно избежать таких концентраторов напряжения, выберите сталь с высокой закаливаемой способностью, чтобы можно было использовать более низкие скорости охлаждения. Возможность деформации также можно уменьшить, указав снятие напряжения перед окончательной обработкой.

Растрескивание

Растрескивание обычно является результатом такого фактора, как:

Некачественная или неподходящая сталь
Дефекты стали
Обезуглероживание – обычно из-за недостаточного или неравномерного удаления металла при первичной обработке для «черной» заготовки.
Плохой дизайн и выбор материалов
Плохая процедура последующей термообработки, например неправильное шлифование или EDM
Неправильная термообработка.

Последнее не должно происходить, если используется специальный термообработчик CHTA. Он также посоветует на ранней стадии избегать других факторов.

Как обеспечить успешное лечение?

Используйте сталь хорошего качества от надежного поставщика
Сделайте дизайн для термообработки, исключив такие особенности, как острые углы и резкие изменения сечения.
Обязательно поговорите со своим термообработчиком до того, как будут определены дизайн и технические характеристики.
Укажите сталь, способную придать требуемую твердость в соответствующем размере сечения.
Удалите все «черные» и обезуглероженные слои и дефекты поверхности – убедитесь, что начальный размер сечения достаточно большой, чтобы это было возможно.
Обязательно подумайте о промежуточном смягчении, чтобы свести к минимуму искажения.
При изготовлении инструмента / матрицы допускайте любое шлифование после термообработки и т. Д.
Убедитесь, что все ваши требования указаны правильно.

Как указать?

Если вы сомневаетесь, проконсультируйтесь с вашим специалистом по термообработке, прежде чем предоставлять технические характеристики. Всегда включать:

Используемый материал с указанием марки BS, другим стандартным обозначением или торговым наименованием
Требуемая твердость (HRC, Hb или HV) с указанием реального диапазона
Требуемый маршрут обработки, если он необходим (например, «вакуумная обработка» или «обработка в соляной ванне»)
Любые особые требования (например,грамм. «область, которая должна оставаться мягкой», «прессовать, чтобы она оставалась плоской»)
Любая область, в которой испытания должны или не должны проводиться
Любые особые требования к сертификации или тестированию.

Труба из низкотемпературной углеродистой стали

Труба из низкотемпературной углеродистой стали – это углеродистая конструкционная сталь, труба из низкотемпературной углеродистой стали работает в условиях низких температур, которые могут выдерживать определенное низкотемпературное воздействие, механические характеристики лучше, а цена низкая, широкая источник, так широко используемый.Его самый большой недостаток – низкая закаливаемость, не следует использовать высокие требования к размеру сечения заготовки.

+ Низкотемпературная труба

Низкотемпературная труба из углеродистой стали Температура закалки в A3 + (30 ~ 50) ℃, на практике обычно устанавливается на верхний предел. Тепловая трубка с высокой температурой закалки позволяет снизить скорость окисления поверхности и повысить эффективность работы. Заготовка из однородного аустенита потребует достаточного времени выдержки.Если фактическая установленная мощность печи, потребуется соответствующее увеличение времени выдержки. В противном случае твердость может быть недостаточной из-за неравномерного нагрева, вызванного явлением. Тем не менее, время выдержки слишком велико, также появятся крупные зерна, окисление и декарбонизация – серьезные проблемы, влияющие на качество закалки. Мы считаем, что если установленная печь больше, чем указано в технологической документации, время выдержки нагрева будет увеличено на 1/5.

Труба из низкотемпературной углеродистой стали из-за низкой закаливаемости, она должна иметь большую скорость охлаждения 10% -ным солевым раствором.Заготовка в воду должна закаливаться, но не охлаждаться, если прецизионная сталь 45 # охлаждена в рассоле, возможно растрескивание заготовки, это связано с тем, что когда заготовка охлаждается примерно до 180 ℃, аустенит быстро превращается в тело лошади ткань, вызванная чрезмерным напряжением из-за. Следовательно, когда сталь для закалки и отпуска быстро охлаждается до этого диапазона температур, следует применять подход к медленному охлаждению.

Поскольку температуру воды трудно понять, необходимо учитывать опыт эксплуатации, когда вода перестает искажать артефакты, можно водяное охлаждение (например, маслоохладитель может быть лучше).Кроме того, если заготовка попадает в воду, соответствующие действия должны быть в соответствии с геометрией заготовки, как обычное упражнение. Стационарная охлаждающая среда плюс неподвижная заготовка, что приводит к неравномерной твердости, неравномерному напряжению, что приводит к значительной деформации заготовки и даже к растрескиванию.

Труба из низкотемпературной углеродистой стали. Твердость закаленного элемента после закалки должна достигать HRC56 ~ 59, вероятность большого поперечного сечения ниже, но не менее HRC48, в противном случае это показывает, что заготовка не была полностью закалена, организация может быть ферритная или сорбитная ткань, полученная путем закалки, по-прежнему удерживается в матрице, которая не подвергалась закалке.

Отпуск труб из низкоуглеродистой стали после закалки, температура нагрева обычно составляет 560 ~ 600 ℃, твердость составляет HRC22 ~ 34. Поскольку целью является получение закаленных механических свойств, поэтому относительно широкий диапазон твердости. Но при составлении требований к твердости необходимо регулировать температуру отпуска в соответствии с чертежами, чтобы обеспечить твердость. Поскольку некоторые валы из холодной стали требуют высокой прочности, твердость высока; В то время как некоторые детали вала шпоночного паза шестерни, потому что даже после закалки фрезерования, обработки вставки, требования к твердости ниже.

О времени отпуска, в зависимости от твердости и размера заготовки, как мы полагаем, зависит от твердости после отпуска, температуры отпуска и небольшого времени отпуска, но должно быть возвращено в течение общей работы. Время отпуска всегда один час или более.

Сталь №	Стандарт №	Тип	Химический состав													Другое
Сталь №	Стандарт №	Тип	С	Si	S	P	Mn	Cr	Ni	Пн	Другое	ób	ós	δ5	HB	Другое
09MnNiDR	ГБ3531	Пластина	0.12	0,15-0,5	0,02	0,25	1,2–1,6	0,25	0,3-0,8	0,08	Nb: 0,04 ； AIS ： 0,015	440-570	290	22		Акв J: 27
16Mn	ГБ 6479	Труба	0,12-0,2	0,2-0,6	0.04	0,04	1,2–1,6				Cu: 0,25	490-670	320	21		ак Дж / см2: 59
16 Мнг	ГБ713	Пластина	0,2	0,2-0,55	0,03	0,035	1,2–1,6	0,3	0,3	0.1	Cu: 0,3	510-655	345	21		Аку Дж .: 27
16MnDR	ГБ3531	Пластина	0,2	0,15-0,5	0,025	0,03	1,2–1,6	0,25	0,4	0,08	Cu: 0,25	490-620	315	21		Акв J: 24
16MnR	ГБ 6654	Пластина	0.2	0,2-0,55	0,03	0,035	1,2–1,6	0,3	0,3		Cu: 0,3	510-640	345	21		Акв J: 31

Низкотемпературные бесшовные трубы (ASTM A333 / ASME SA333)

Стандартные технические условия на бесшовные стальные трубы для низкотемпературных и других применений с требуемой ударной вязкостью

Объем ASTM:

Настоящая спецификация распространяется на трубы из углеродистой и легированной стали с номинальными (средними) стенками, предназначенные для использования при низких температурах и в других применениях, требующих ударной вязкости.Некоторые марки ферритной стали включены в таблицу 1. Некоторые размеры изделий могут быть недоступны в соответствии с этой спецификацией, поскольку большая толщина стенки отрицательно сказывается на ударных характеристиках.

Знание продукта:

Эта спецификация ASTM написана таким образом, чтобы конечный пользователь и производитель могли согласовать и четко понять свойства и возможности поставляемого трубного продукта. В отличие от национальных норм (например, API, ASME или CSA), ASTM A333 редко оговаривается национальными или государственными законодательными требованиями.

В A333 есть несколько марок, каждая из которых использует свой подход к производству стали для улучшения ударных свойств стали при более низких температурах. Некоторые марки имеют добавки никеля (Ni) и обладают высокой ударной вязкостью при криогенных температурах до -320 ° F (-195 ° C). Многие из этих марок стали бы считаться редкими, и, по опыту Bri-Steel, их приобретение дорого, и может быть трудно найти способного изготовителя с проверенной процедурой сварки. Исключением является Gr6, который довольно распространен и регулярно хранится в более холодных регионах Северной Америки.A333 Gr6 доказал свою ударную вязкость при -50F (-45C) и обычно используется в тех случаях, когда трубопроводы подвергаются прямому воздействию холода во время строительства и / или эксплуатации.

A333 Gr6 также обычно используется для трубопроводов давления сжатого газа, где трещина может иметь катастрофические последствия.

Начиная с издания 2013 года, в название этой спецификации входило «другие приложения с требуемой прочностью на зазубрины». Это может включать приложения, в которых возникают проблемы с циклическими нагрузками и усталостным растрескиванием, или где можно ожидать, что коррозия будет способствовать образованию надрезов в металле.В этих случаях можно ожидать, что доказанная ударная вязкость материала будет сдерживать возникновение и рост трещин.

Обратите внимание, что A333 Gr 6 позволяет производить трубы с бесшовным и длинным швом. При этом для труб с длинными швами необходимо подтвердить и документально подтвердить ударную вязкость основного металла, металла шва и зоны термического влияния сварного шва.

Вместо того, чтобы «изобретать колесо заново», ASME признал широкое использование этого продукта и принял стандарт A333 для использования в резервуарах высокого давления (BPVC) и напорных трубопроводах (B31.X) приложения. Подробности этого можно найти в Кодексе ASME по котлам и сосудам под давлением (BPVC), Раздел IIA, и он обозначен как SA333. Обратите внимание, что в версии SA стандартов ASTM могут быть незначительные исключения, которые должны соблюдать инженеры, конечные пользователи, покупатели и Производитель. Также обратите внимание, что между утвержденным изданием ASTM и утвержденным изданием ASME часто бывает отставание от 5 до 10 лет. Это означает, что между двумя спецификациями могут быть незначительные различия. Большинство инженеров, разрабатывающих продукт SA333, также предпочтут следовать требованиям более поздней версии ASTM (которая обычно также является более строгой), в результате чего в документации по продукту используется общая нотация ASTM / ASME A / SA106.

Обратите внимание, что нижний предел содержания марганца (Mn) в ASTM A333 Gr6 составляет около 0,30% Mn, хотя обычно вы увидите примерно в три раза больше (около 0,90% Mn). Для горячекатаной продукции чаще встречаются значения выше 1,20% Mn, поскольку повышенное легирование необходимо для достижения требований стандарта по ударной вязкости. По этим соображениям этот продукт обычно имеет отношение Mn / C от 4 до 8 в зависимости от метода производства. Следовательно, ASME B31.3 ограничивает применение продуктов SA333 Grade 6 при низких температурах до значений выше -50F (-45C).

Существует также ограничение на ниобий Nb (в США этот элемент называется Columbium Cb). Похоже, что это ограничение было попыткой снизить спрос на ниобий во всем мире, поскольку руда обычно добывается в Африке и превратилась в конфликтный минерал. С инженерной точки зрения ниобий по-прежнему предпочтительнее других микролегирующих элементов из-за его способности увеличивать пластичность стали во время удара (т.е.д,% сдвига увеличивается с увеличением содержания ниобия).

A106 не имеет собственной таблицы размеров труб. Скорее, как A333 и API 5L, он возвращается к ASME B36.10 для номинальных размеров трубы. Поэтому трубная продукция A106 часто проходит множественную сертификацию по аналогичным классам ASTM A53, A333 и API 5L, где выполняются требования всех этих спецификаций.

Обратите внимание, что для сварки изделий из SA333 в разделе IX ASME BPVC считается, что SA333 Gr6 относится к группе сплавов P1G1 (вместе с SA53 GrB, SA106 GrB).

Интересно, что гидроиспытания не требуются для этого стандарта, при условии, что был проведен неразрушающий контроль, такой как ультразвуковой или вихретоковый контроль, и был дет.

Труба из низкотемпературной углеродистой стали

Труба из низкотемпературной углеродистой стали – это среднеуглеродистая конструкционная сталь, холодная сталь с низким энергопотреблением, хорошие механические свойства, низкие цены, широкие источники, поэтому широко используются. Его самый большой недостаток – низкая закаливаемость, размеры поперечного сечения Японии относительно высокие, заготовки использовать не следует.Холодное оружие для работы при низких температурах, выдерживает определенное воздействие низких температур. Обычно используемый стандарт – ASTM A333.

Низкотемпературная труба закалки A3 + (30 ~ 50) ℃, на практике обычно устанавливается на верхний предел. Высокая температура закалки до низкой скорости нагрева трубы, снижает поверхностное окисление и может повысить эффективность. Заготовка из однородного аустенита потребует достаточного времени выдержки. Если фактическая установленная мощность печи, было бы целесообразно продлить время выдержки.В противном случае может быть недостаточно из-за неравномерного нагрева, вызванного жесткостью явления. Тем не менее, время выдержки слишком велико, также появятся крупные зерна, окисление и декарбонизация – серьезные проблемы, влияющие на качество закалки. Мы считаем, что такое оборудование больше, чем указано в технологической документации печи, нагрев необходимо продлить время выдержки на 1/5.

Поскольку низкотемпературная закаливаемость стали низкая, должна быть большая скорость охлаждения 10% раствора соли.После того, как заготовка в воду, она должна закаливаться, но не охлаждаться, если при проникновении холодной соленой воды возможно растрескивание заготовки, это связано с тем, что, когда заготовка охлаждается примерно до 180 ℃, быстрое преобразование аустенитной лошади s ткани тела, вызванные чрезмерным стрессом из-за. Поэтому при быстром охлаждении закаленной стали до низкотемпературной области следует использовать метод медленного охлаждения. Поскольку температуру воды трудно понять, необходимо учитывать опыт эксплуатации, когда, чтобы остановить искажение артефактов в воде, воду можно охладить воздухом (например, маслоохладитель может быть лучше).Кроме того, работа должна двигаться в воде, не должна быть статичной, должна соответствовать геометрии заготовки, как по правилам спорта. Стационарная охлаждающая среда плюс неподвижная заготовка, что приводит к неравномерной твердости, неравномерному напряжению, что приводит к значительной деформации заготовки и даже к растрескиванию.

Холодные детали закаленной стали твердость после закалки должна достигать HRC56 ~ 59, нижнее сечение возможно несколько больших, но не менее HRC48, в противном случае, это показывает, что работа не полностью закаленных тканей может происходить даже с ферритно-сорбитовыми организациями, такими как закаляемые организации, по-прежнему сохраняются в матрице, в которой не было закаленных целей.Сталь для криогенного отпуска после закалки, температура нагрева обычно составляет 560 ~ 600 ℃, твердость составляет HRC22 ~ 34. Поскольку целью является получение закаленных механических свойств, поэтому относительно широкий диапазон твердости. Но требования к твердости необходимо отрегулировать, указав температуру отпуска, чтобы обеспечить твердость. Например, некоторые валы из холодной стали требуют высокой прочности, твердость высокая; В то время как некоторые шестерни, детали вала со шпоночным пазом, потому что после закалки, а также для фрезерования, обработки пластин требования к твердости будут ниже.