Всестороннее введение в тушение

Закалка – это процесс термической обработки металла, при котором металлическая заготовка нагревается до определенной температуры и выдерживается в течение определенного периода времени, а затем погружается в закалочную среду для быстрого охлаждения. Закалка может улучшить твердость и износостойкость металлической заготовки, поэтому она широко используется во всех видах инструментов, штампов, измерительных инструментов и деталей, требующих износостойкости поверхности.

Что такое тушение?

Закалка — это процесс термической обработки, при котором сталь нагревается выше критической температуры, выдерживается в течение определенного периода времени, а затем охлаждается со скоростью, превышающей критическую скорость охлаждения, с тем, чтобы получить несбалансированную структуру с преобладанием мартенсита (или бейнит или однофазный аустенит по мере необходимости). Закалка является наиболее широко используемым процессом термообработки стали.

Существует четыре основных процесса термической обработки стали:отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Цель тушения

Он заключается в том, чтобы заставить переохлажденный аустенит пройти мартенситное или бейнитное превращение для получения мартенситной или бейнитной структуры, а затем в сочетании с отпуском при различных температурах значительно улучшить жесткость, твердость, износостойкость, усталостную прочность и ударную вязкость стали, чтобы соответствовать требованиям различные требования к использованию различных механических частей и инструментов. Он также может соответствовать особым физическим и химическим свойствам, таким как ферромагнетизм и коррозионная стойкость некоторых специальных сталей, путем закалки.

Процесс термообработки металла заключается в нагреве металлической заготовки до определенной температуры и поддержании ее в течение определенного периода времени, а затем в погружении в закалочную среду для быстрого охлаждения. Обычные закалочные среды включают рассол, воду, минеральное масло, воздух и т. д. Закалка может улучшить твердость и износостойкость металлических заготовок, поэтому она широко используется в различных инструментах, штампах, измерительных инструментах и ​​деталях, требующих износостойкости поверхности (например, шестерни). , ролики, науглероженные детали и т.д.). Путем закалки и отпуска при различных температурах можно значительно улучшить прочность, снижение ударной вязкости и усталостную прочность металлов, а также добиться согласованности этих свойств (комплексных механических свойств) для удовлетворения различных требований использования.

Кроме того, закалка также может привести к тому, что некоторые особые свойства стали приобретут определенные физические и химические свойства, такие как закалка для повышения ферромагнетизма стали с постоянными магнитами, нержавеющая сталь для повышения ее коррозионной стойкости и так далее. Процесс закалки в основном используется для стальных деталей. Когда обычно используемая сталь нагревается выше критической температуры, исходная структура при комнатной температуре полностью или большей частью превращается в аустенит. Затем сталь погружают в воду или масло для быстрого охлаждения, и аустенит превращается в мартенсит. По сравнению с другими структурами стали мартенсит имеет самую высокую твердость. Быстрое охлаждение во время закалки вызовет внутренние напряжения в заготовке, а когда они будут большими до определенной степени, заготовка будет деформирована или даже растрескается. Поэтому необходимо выбрать подходящий способ охлаждения. В соответствии с методом охлаждения процесс закалки делится на одиночную жидкостную закалку, двойную закалку в среде, мартенситную ступенчатую закалку и бейнитную изотермическую закалку.

Метод закалки

Односреднее тушение

Заготовка охлаждается в среде, такой как закалка в воде и закалка в масле. Преимуществами являются простота эксплуатации, легкая механизация и широкое применение. Недостатком является то, что закалочные напряжения в воде велики, а заготовка легко деформируется и трескается; Закалка в масле, скорость охлаждения мала, диаметр закалки мал, а большие заготовки нелегко закалить.

Двойное среднее гашение

Заготовка охлаждается примерно до 300 ℃ в среде с высокой охлаждающей способностью, а затем охлаждается в среде со слабой охлаждающей способностью, такой как закалка в воде перед закалкой в ​​масле, что может эффективно снизить внутреннее напряжение мартенситного превращения и тенденцию заготовки деформация и растрескивание. Его можно использовать для закалки заготовок сложной формы и неровного сечения. Недостатком двойной жидкостной закалки является то, что сложно освоить время двойной жидкостной конверсии. Легко закалить, если преобразование произошло слишком рано, и легко взломать, если преобразование произошло слишком поздно. Чтобы преодолеть этот недостаток, был разработан метод ступенчатой ​​закалки.

Пошаговое гашение

Закалку заготовки проводят в низкотемпературной соляной ванне или печи с щелочной ванной. Температура соляной или щелочной ванны близка к точке МС. Заготовка выдерживается при этой температуре 2мин ~ 5мин, а затем выносится на воздушное охлаждение. Этот метод охлаждения называется поэтапной закалкой. Цель ступенчатого охлаждения - сделать температуру внутри и снаружи заготовки более однородной и одновременно провести мартенситное превращение, что может значительно снизить напряжение закалки и предотвратить деформацию и растрескивание. Температуру классификации предварительно устанавливали на уровне несколько выше Мс. После того, как температура внутри и снаружи заготовки стала равномерной, она вошла в мартенситную зону. Улучшается сортировка при температуре немного ниже, чем Ms. Практика показывает, что эффект сортировки ниже точки MS лучше. Например, формы из высокоуглеродистой стали широко используются, потому что их можно закаливать в щелочной ванне при 160 ℃ с небольшой деформацией.

Изотермическая закалка

Закалку заготовки проводят в изотермической солевой ванне, при этом температура солевой ванны находится на уровне нижней части бейнитной зоны (немного выше МС). Заготовка длительное время находится в изотермическом состоянии до завершения бейнитного превращения, после чего ее вывозят на воздушное охлаждение. Изотермическая закалка используется для сталей со средним содержанием углерода, чтобы получить более низкое содержание бейнита для повышения прочности, твердости, ударной вязкости и износостойкости. Низкоуглеродистая сталь обычно не подвергается изотермической закалке.