Bråkjøling er en varmebehandlingsprosess der stålstøpegods varmes opp til en temperatur over Ac3 eller Ac1, og deretter raskt avkjøles etter å ha holdt seg i en periode for å oppnå en fullstendig martensittisk struktur. Stålstøpene bør herdes i tide for å eliminere bråkjølingsspenningen og oppnå de nødvendige omfattende mekaniske egenskapene. Derfor brukes den tempererende varmebehandlingen vanligvis etter quechingen. De kalles også QT. Den andre vanlige varmebehandlingen inkluderer gløding, normalisering og fast løsning.
SLUKKING
1. Bråkjølingstemperatur
Blokkvarmetemperaturen for hypoeutectoid stål er 30 grader -50 grader over Ac3; quenching oppvarmingstemperaturen for eutectoid stål og hypereutectoid stål er 30 grader -50 grader over Ac1. Hypoeutektoid karbonstål varmes opp ved den ovennevnte bråkjølingstemperaturen for å oppnå finkornet austenitt, og fin martensittstruktur kan oppnås etter bråkjøling. Det eutectoide stålet og det hypereutectoide stålet har blitt sfæroidisert og glødet før bråkjøling og oppvarming, så etter oppvarming til 30 grader -50 grader over Ac1 og ufullstendig austenitisert, er strukturen austenitt og delvis uoppløst finkornet infiltrasjon Karbonkroppspartikler. Etter bråkjøling omdannes austenitt til martensitt, og uoppløste sementittpartikler holdes tilbake. På grunn av den høye hardheten til sementitt, reduserer den ikke bare hardheten til stål, men forbedrer også slitestyrken. Den normale bråkjølte strukturen til hypereutectoid stål er fin flakete martensitt, og fin granulær sementitt og en liten mengde tilbakeholdt austenitt er jevnt fordelt på matrisen. Denne strukturen har høy styrke og slitestyrke, men har også en viss grad av seighet.
2. Kjølemedium for bråkjøling av varmebehandlingsprosessen
Hensikten med quenching er å oppnå fullstendig martensitt. Derfor må kjølehastigheten til støpestålet under bråkjøling være større enn den kritiske kjølehastigheten til støpestålet, ellers kan ikke martensittstrukturen og tilsvarende egenskaper oppnås. For høy kjølehastighet kan imidlertid lett føre til deformasjon eller sprekkdannelse av støpegodset. For å oppfylle kravene ovenfor samtidig, bør det passende kjølemediet velges i henhold til materialet til støpegodset, eller metoden for trinnvis kjøling bør vedtas. I temperaturområdet 650 grader -400 grader er den isotermiske transformasjonshastigheten til superkjølt austenitt av stål den største. Derfor, når støpingen er bråkjølt, bør rask avkjøling sikres i dette temperaturområdet. Under Ms-punktet bør kjølehastigheten være langsommere for å forhindre deformasjon eller sprekkdannelse. Bråkjølingsmedium bruker vanligvis vann, vandig løsning eller olje. I stadiet quenching eller austempering inkluderer de ofte brukte mediene varm olje, smeltet metall, smeltet salt eller smeltet alkali.
Kjølekapasiteten til vann i høytemperatursonen på 650 grader -550 grader er sterk, og kjølekapasiteten til vann i lavtemperatursonen på 300 grader -200 grader er veldig sterk. Vann er mer egnet for bråkjøling og kjøling av karbonstålstøpegods med enkle former og store tverrsnitt. Når det brukes til bråkjøling og kjøling, er vanntemperaturen vanligvis ikke høyere enn 30 grader. Derfor er det generelt vedtatt å styrke vannsirkulasjonen for å holde vanntemperaturen innenfor et rimelig område. I tillegg vil oppvarming av salt (NaCl) eller alkali (NaOH) i vann øke kjølekapasiteten til løsningen betraktelig.
Den største fordelen med olje som kjølemedium er at kjølehastigheten i lavtemperatursonen på 300 grader -200 grader er mye lavere enn for vann, noe som i stor grad kan redusere den indre spenningen til det bråkjølte arbeidsstykket og redusere muligheten for deformasjon og sprekkdannelse av støpingen. Samtidig er kjølekapasiteten til olje i høytemperaturområdet 650 grader -550 grader relativt lav, noe som også er den største ulempen med olje som bråkjølingsmedium. Temperaturen på bråkjøleolje er generelt kontrollert til 60 grader -80 grader. Olje brukes hovedsakelig til bråkjøling av legert stålstøpegods med komplekse former og bråkjøling av karbonstålstøpegods med små tverrsnitt og komplekse former.
I tillegg er smeltet salt også ofte brukt som et herdemedium, som blir et saltbad på dette tidspunktet. Saltbadet er preget av et høyt kokepunkt og kjølekapasiteten ligger mellom vann og olje. Saltbad brukes ofte til austempering og scenisk quenching, samt til behandling av støpegods med komplekse former, små dimensjoner og strenge deformasjonskrav.
TEMPERING
Tempering refererer til en varmebehandlingsprosess der de bråkjølte eller normaliserte stålstøpegodsene oppvarmes til en valgt temperatur lavere enn det kritiske punktet Ac1, og etter å ha holdt dem i en periode, avkjøles de med en passende hastighet. Tempererende varmebehandling kan transformere den ustabile strukturen oppnådd etter bråkjøling eller normalisering til en stabil struktur for å eliminere stress og forbedre plastisiteten og seigheten til stålstøpegods. Vanligvis kalles varmebehandlingsprosessen for quenching og høytemperatur-temperingsbehandling quenching og tempereringsbehandling. De bråkjølte stålstøpene må herdes i tide, og de normaliserte stålstøpene skal herdes når det er nødvendig. Ytelsen til stålstøpegods etter herding avhenger av herdingstemperatur, tid og antall ganger. Økningen av tempereringstemperaturen og forlengelsen av holdetiden til enhver tid kan ikke bare avlaste bråkjølingsspenningen til stålstøpegods, men også transformere ustabil bråkjølt martensitt til temperert martensitt, troostitt eller sorbitt. Styrken og hardheten til stålstøpegods reduseres, og plastisiteten er betydelig forbedret. For noen middels legerte stål med legeringselementer som sterkt danner karbider (som krom, molybden, vanadium og wolfram, etc.), øker hardheten og seigheten reduseres ved anløping ved 400 grader -500 grader. Dette fenomenet kalles sekundær herding, det vil si at hardheten til det støpte stålet i herdet tilstand når maksimum. I faktisk produksjon må middels legert støpestål med sekundære herdeegenskaper herdes mange ganger.
EFFEKTEN AV QT PÅ STØP AV STÅL
I tillegg til ytelsen til stålstøpegods avhengig av den kjemiske sammensetningen og støpeprosessen, kan forskjellige varmebehandlingsmetoder også brukes for å få det til å ha utmerkede omfattende mekaniske egenskaper. Det generelle formålet med varmebehandlingsprosessen er å forbedre kvaliteten på støpegodset, redusere vekten på støpegodset, forlenge levetiden og redusere kostnadene. Varmebehandling er et viktig middel for å forbedre de mekaniske egenskapene til støpegods; de mekaniske egenskapene til støpegods er en viktig indikator for å bedømme effekten av varmebehandling. I tillegg til følgende egenskaper, må støperiet også vurdere faktorer som prosesseringsprosedyrer, kutteytelse og brukskravene til støpegodset ved varme-behandling av stålstøpegods.
1. Påvirkningen av QT på styrken til støpegods
Under betingelsen av samme støpte stålsammensetning har styrken til stålstøpegods etter forskjellige varmebehandlingsprosesser en tendens til å øke. Generelt sett kan strekkstyrken til støpegods av karbonstål og lavlegert stålstøpegods nå 414 MPa-1724 MPa etter bråkjøling og herding.
2. Effekten av QT på plastisiteten til stålstøpegods
Den som-støpte strukturen til stålstøpene er grov og plastisiteten er lav. Etter varmebehandling vil mikrostrukturen og plastisiteten bli forbedret tilsvarende. Spesielt plastisiteten til stålstøpegods etter bråkjøling og herdingsbehandling (herding + høytemperaturtempering) vil bli betydelig forbedret.
3. Påvirkningen av bråkjøling og herding på seigheten til stålstøpegods
Seighetsindeksen til stålstøpegods blir ofte evaluert ved slagtester. Siden styrken og seigheten til stålstøpegods er et par motstridende indikatorer, må støperiet gjøre omfattende vurderinger for å velge en passende varmebehandlingsprosess for å oppnå de omfattende mekaniske egenskapene kundene krever.
4. Effekten av QT på hardheten til støpegods
Når herdbarheten til støpestålet er den samme, kan hardheten til støpestålet etter varmebehandling grovt reflektere styrken til støpestålet. Derfor kan hardheten brukes som en intuitiv indeks for å estimere ytelsen til støpt stål etter varmebehandling. Generelt sett kan hardheten til støpegods av karbonstål nå 120 HBW - 280 HBW etter varmebehandling.
