1. Informații teoretice
Încălzirea oțelului. Încălzirea aliajelor se realizează în scopul creșterii proprietăților lor mecanice - duritate, rezistență la rupere și rezistență la uzură. Încălzirea este utilizată pentru tăierea și măsurarea uneltelor, a pieselor de mașină, expuse la uzură sau cu încărcături mecanice semnificative.
Încălzirea se realizează în următoarea ordine:
- încălzirea produsului la temperatura de stingere;
- să reziste un anumit timp la temperatura specificată;
- Răciți produsul la viteza corectă.
Parametrii care caracterizează regimul de stingere sunt: temperatura de încălzire. încălzire și timp de menținere. viteza de răcire.
Încălzirea prin răcire trebuie să asigure faza de austenită, astfel încât temperatura încălzirii din oțel pentru călire este determinată de diagrama de stare (figura 1). Pentru oțelul preeutectoid și eutectoid, se presupune că este egal cu Ac3 + (30 ... 50C). pentru oțelul hipereutectoid Ac1 + (30 ... 50 ° C). Aceste intervale de temperatură sunt cele mai bune, asigurând efectul maxim în timpul întăririi (duritate, rezistență maximă, deformare minimă și decarburizare). Alte temperaturi de încălzire sunt nedorite.
Durata corectă de încălzire asigură că temperatura de stingere este atinsă pe întreaga cantitate de articol pentru încălzire. Depinde de dimensiunea și forma geometrică a produsului, de conductivitatea termică, de temperatura cuptorului, de mediul în care se încălzește (aerul, lichidul), locația produsului în cuptor etc. Timpii de încălzire sunt prezentate în tabelul 1.
Timpul de menținere este de 0,25% din timpul de încălzire. Asigură completarea și completitudinea transformărilor de fază în metal (transformarea feritei și a cementitei în austenită). În acest timp, datorită difuziei atomilor, concentrația carbonului și a altor elemente ale boabelor de austenită este egalizată.
Fig. 1. Interval optim de temperatură de călire a oțelului carbon
Tabelul 1. Durata încălzirii în timpul tratamentului termic al oțelului, în funcție de forma eșantionului
Dacă timpul de menținere nu este suficient, în structura oțelului întărit vor fi prezente faze. Inerent unei stări necompensate. De exemplu, prezența ferită în oțelul călit va reduce rezistența.
Produsul încălzit este stins cu o anumită rată, ceea ce ar trebui să asigure structura și proprietățile dorite ale produsului. Rata de răcire care satisface aceste cerințe poate fi estimată din diagrama transformării izotermice a austenitei (figura 2).
Fig. 2. Diagrama transformării izotermice a austenitei
În funcție de gradul de supracolire a austenitei, pot fi observate trei tipuri de transformare: difuzie, difuzie și amestecare.
Conversia difuziei este observată la temperaturi scăzute de subcoolizare sub 300 ° C (interval de temperatură 700-400 ° C). Temperatura ridicată facilitează în continuare difuzia atomilor. Ca urmare a transformării prin difuziune, se formează structuri ale unui amestec de ferită-cementită-perlit, sorbitol, troostită, caracterizată prin dispersie.
Transformarea mixtă este observată în intervalul de temperatură 300 ... 400 ° C. În aceste condiții, carbonul poate să scape din rețeaua austenită și să formeze carburi independente datorită difuziei. Dar formarea feritei se desfășoară deja de-a lungul unui mecanism fără difuziune. Ca rezultat, apare o structură tristite-bainită a acului.
Pentru a obține structura dorită, este necesar să răciți austenita brusc în intervalul de temperatură indicat de-a lungul diagramei. Rata minimă de răcire a austenitei, la care se formează structurile de stingere, se numește rata de răcire critică Vcr.
Ratele de răcire necesare sunt furnizate prin utilizarea mediilor adecvate de răcire, ale căror caracteristici sunt prezentate în tabelul nr. 2
În practică, căderea în trepte este adesea folosită în serie în două medii: topirea sărurilor și apoi în aer sau în ulei.
a - ac grosier, b - ac fin
Fig. 4. Dependența durității oțelului carbonificat pe conținutul de carbon și modul de încălzire pentru călire:
Trimiteți-le prietenilor: