Почему стальные детали должны подвергаться закалке и отпуску? Каков эффект?

Закалка и отпуск:метод термической обработки при высокотемпературном отпуске после закалки называется закалкой и отпуском. Высокотемпературный отпуск относится к отпуску между 500-650°C. Закалка и отпуск могут в значительной степени изменить характеристики и материал стали, а ее прочность, пластичность и ударная вязкость являются хорошими, а также она обладает хорошими комплексными механическими свойствами.

После закалки и отпуска получают отпущенный сорбит. Отпущенный сорбит образуется при отпуске мартенсита. Его можно различить только при увеличении в 500-600 раз под оптическим металлографическим микроскопом. Представляет собой ферритовую матрицу с карбидами (в том числе цементитом) сложной структуры сферолитов. Это также отпущенная структура мартенсита, смесь феррита и гранулированного карбида. В это время феррит практически не имеет пересыщения углеродом, и карбиды также являются стабильными карбидами. Это сбалансированная организация при комнатной температуре.

Закаленная и отпущенная сталь бывает двух категорий:углеродистая закаленная и отпущенная сталь и легированная закаленная и отпущенная сталь. Независимо от того, углеродистая это сталь или легированная сталь, содержание углерода в ней строго контролируется. При слишком высоком содержании углерода прочность заготовки после закалки и отпуска высока, а ударная вязкость недостаточна. Если содержание углерода слишком низкое, ударная вязкость повысится, а прочность будет недостаточной. Чтобы получить хорошие общие характеристики закаленных и отпущенных деталей, содержание углерода обычно контролируется на уровне 0,30–0,50%.

При закалке и отпуске требуется закалка всего сечения заготовки, чтобы заготовка могла получить микроструктуру, в которой доминирует мелкоигольчатый закаленный мартенсит. В результате высокотемпературного отпуска получается микроструктура, в которой преобладает однородный закаленный сорбит. Небольшие заводы не могут проводить металлографический анализ для каждой печи и, как правило, проводят только испытания на твердость. Это означает, что твердость после закалки должна достигать закалочной твердости материала, а твердость после отпуска проверяется по требованиям чертежа.

Закалка и отпуск стали 45

Сталь 45 представляет собой среднеуглеродистую конструкционную сталь с хорошей обрабатываемостью в холодном и горячем состоянии, хорошими механическими свойствами, низкой ценой и широкими источниками, поэтому она широко используется. Его самым большим недостатком является низкая прокаливаемость, большие размеры поперечного сечения и востребованность заготовок.

Температура закалки стали 45 составляет A3+(30~50)℃. В реальной эксплуатации обычно берется верхний предел. Более высокая температура закалки может ускорить нагрев заготовки, уменьшить окисление поверхности и повысить эффективность работы. Для гомогенизации аустенита заготовки требуется достаточное время выдержки. Если фактическое количество установленных печей велико, время выдержки необходимо соответствующим образом увеличить. В противном случае может быть недостаточная твердость из-за неравномерного нагрева. Однако, если время выдержки слишком велико, также будут происходить крупные зерна и серьезное окислительное обезуглероживание, что повлияет на качество закалки. Мы считаем, что если загрузка печи превышает положения технологической документации, время нагрева и выдержки необходимо увеличить на 1/5.

Поскольку сталь 45 имеет низкую прокаливаемость, следует использовать 10% солевой раствор с высокой скоростью охлаждения. После того, как заготовка попадет в воду, она должна быть закаленной, но не холодной. Если заготовку охладить в соленой воде, заготовка может треснуть. Это вызвано быстрым превращением аустенита в мартенсит при охлаждении заготовки примерно до 180°С. Вызвано чрезмерным напряжением тканей. Поэтому, когда закаленная заготовка быстро охлаждается до этой температурной области, следует применять метод медленного охлаждения. Так как температуру воды на выходе трудно контролировать, ее нужно эксплуатировать опытным путем. Когда тряска заготовки в воде прекратится, выходное отверстие можно охладить воздухом (лучше масляное охлаждение). Кроме того, заготовку следует перемещать, но не статично, когда она входит в воду, и ее следует регулярно перемещать в соответствии с геометрией заготовки. Статическая охлаждающая среда и статическая заготовка приводят к неравномерной твердости, неравномерному напряжению и большой деформации или даже растрескиванию заготовки.

Твердость закаленных и отпущенных деталей из стали 45 после закалки должна достигать HRC56~59. Возможность большого сечения ниже, но она не может быть ниже HRC48. В противном случае это означает, что заготовка не была полностью закалена, и в структуре может появиться сорбит или даже феррит. Организация, такая организация все еще сохраняется в матрице закалкой, не достигая цели закалки и закалки.

Для высокотемпературного отпуска стали 45 после закалки температура нагрева обычно составляет 560–600 ℃, а требования к твердости составляют HRC22–34. Поскольку цель закалки и отпуска состоит в том, чтобы получить всесторонние механические свойства, диапазон твердости относительно широк. Однако, если чертежи имеют требования к твердости, температура отпуска должна быть отрегулирована в соответствии с чертежами для обеспечения твердости. Например, некоторые детали вала требуют высокой прочности, поэтому требования к твердости высокие; а некоторые детали шестерен и валов со шпоночными пазами необходимо фрезеровать и вставлять после закалки и отпуска, поэтому требования к твердости ниже. Что касается времени отпуска и выдержки, то оно зависит от требований к твердости и размера заготовки. Мы считаем, что твердость после отпуска зависит от температуры отпуска и мало связана со временем отпуска, но она должна быть восстановлена. Как правило, время отпуска и выдержки заготовки всегда превышает один час.