Kaljenje in popuščanje: Postopek toplotne obdelave jekla in optimizacija delovanja
Kaljenje in popuščanje (kaljenje + popuščanje) je običajen postopek toplotne obdelave jekla, ki se običajno uporablja za izboljšanje lastnosti jekla. Glavni namen kaljenja in popuščanja je z ustreznimi postopki segrevanja in hlajenja doseči uravnoteženo organizacijsko strukturo jekla, s čimer se izboljša njegova trdnost, trdota in žilavost. Ta postopek običajno vključuje naslednje korake:
- Ogrevanje (avstenitizacija): Jeklo se najprej segreje nad kritično temperaturo (tj. temperaturo avstenitizacije), zaradi česar se popolnoma spremeni v avstenit (avstenit), ki je visokotemperaturna jeklena struktura.
- Namakanje: Jeklo se nekaj časa hrani pri visoki temperaturi, da se zagotovi homogenizacija strukture. Ta korak pomaga izboljšati kaljivost materiala.
- Hlajenje (kaljenje): Jeklo se hitro ohladi, kar povzroči, da se avstenit hitro spremeni v martenzit in s tem poveča trdoto. Izbira hladilnega medija in nadzor hitrosti hlajenja sta zelo kritična za uspeh procesa kaljenja in popuščanja.
- Kaljenje: Kaljeno in kaljeno jeklo je običajno preveč krhko in trdo, zato ga je treba kaliti, da se zmanjša trdota in izboljša žilavost. Ta korak vključuje ponovno segrevanje jekla na nižjo temperaturo, ga nekaj časa držite na toplem in ga nato ohladite.
Kaljeno in kaljeno jeklo ima večjo trdnost in trdoto, hkrati pa ohranja določeno stopnjo žilavosti. Zaradi tega je primeren za številne inženirske aplikacije, zlasti kjer je potrebno ravnovesje med trdnostjo in žilavostjo. Upoštevati je treba, da imajo različne vrste jekla in različni parametri kaljenja in popuščanja (temperatura, čas, hitrost ohlajanja itd.) različne lastnosti. Zato je treba pri izvajanju kaljenja in popuščanja razviti ustrezen načrt postopka, ki temelji na specifični sestavi zlitine in zahtevah uporabe. Ogljikovo jeklo se pogosto uporablja brez končne toplotne obdelave, vendar ga je mogoče žariti, normalizirati, utrjevati ali popuščati, da se izboljšajo njegove proizvodne in mehanske lastnosti.
mehko jeklo ss400
SSS400/Q235 je navadno konstrukcijsko jeklo z nizko vsebnostjo ogljika z vsebnostjo ogljika med 0,12 % in 0,2 %, kar je enakovredno jeklu št. 10 in št. 20. Teoretično ga je mogoče pogasiti, da dobimo martenzit, vendar je zaradi martenzitnega ogljika prenasičenost zelo nizka, trdota po kaljenju pa je zelo nizka, le okoli 170HBS. Trdota tega jekla v stanju dobave je približno 144HBS (normalizirana je bila pred odhodom iz tovarne). Vidimo lahko, da pri kaljenju s Q235 povečanje trdnosti in trdote ni očitno, prav tako pa se mora soočiti s pomanjkljivostmi toplotne obdelave, kot so deformacija, razpoke, oksidacija, razogljičenje in stroški toplotne obdelave, kar je precej neekonomično. Mehko jeklo ss400 se običajno kupi brez toplotne obdelave. Na splošno se uporablja v inženirskih projektih, kjer je potrebna velika količina jekla. Količina je ogromna. Običajno se uporablja po vročem valjanju. Vroče valjanje pomeni normalizacijo toplotne obdelave. Obstaja več razlogov, zakaj toplotne obdelave ni:
- Te priložnosti ne zahtevajo visokih mehanskih zahtev.
- Prostornina jeklenih komponent je prevelika in toplotna obdelava ni praktična.
- Material je poceni, zahteve glede kakovosti so razmeroma nizke in je nizkoogljično jeklo, zato učinek toplotne obdelave ni zelo dober.
- Če morate za utrjevanje uporabiti Q235, ga lahko samo naogljičite, vendar to ni stroškovno učinkovito.
1045/S45C ogljikovo jeklo
Jeklo 1045/S45C je običajno uporabljeno strukturno jeklo, kaljeno in kaljeno s srednjim ogljikom. Hladna plastičnost tega jekla je povprečna. Žarjenje in normaliziranje sta nekoliko boljša od kaljenja in popuščanja. Ima večjo trdnost in boljšo obdelovalnost. Po ustrezni toplotni obdelavi lahko pridobi določeno stopnjo žilavosti, plastičnosti in odpornosti proti obrabi. Priročen vir materiala. Primerno za varjenje z vodikom in obločno varjenje z argonom, ni pa primerno za plinsko varjenje. Pred varjenjem je potrebno predhodno segrevanje, po varjenju pa je treba opraviti žarjenje za razbremenitev napetosti. Normalizacija lahko izboljša rezalno zmogljivost surovcev s trdoto manj kot 160HBS. Po obdelavi kaljenja in popuščanja je treba celovite mehanske lastnosti tega jekla optimizirati v primerjavi z drugimi srednje ogljikovimi konstrukcijskimi jekli. Vendar pa je kaljivost tega jekla nizka. Kritični premer, ki ga je mogoče kaliti v vodi, je 12 ~ 17 mm in je nagnjen k razpokanju med kaljenjem v vodi. Ko je premer večji od 80 mm, so njegove mehanske lastnosti podobne po kaljenju in popuščanju ali normalizaciji. Večjo trdnost in žilavost je mogoče doseči po obdelavi kaljenja in popuščanja za srednje in majhne dele kalupov.
Uporaba ogljikovega jekla 1045/S45C:
- Lahko se uporablja kot eden od materialov za izdelavo zagozdnih ključev DIN 6883-1956; se lahko uporablja za izdelavo vijakov razreda 8.8 in 9.8 M16 in manj, vijakov razreda 10.9 in M22 in manj, matic razredov 8, 9 in 10 ter podložk razreda 300HV, glejte JC/T 5057.40-1995 .
- Uporablja se lahko za izdelavo velikih šestkotnih vijakov visoke trdnosti za jeklene konstrukcije razreda 8.8S M20 in nižje, velikih šestkotnih matic razreda 10H ali 8H in podložk visoke trdnosti razreda učinkovitosti 35~45HRC. Glejte GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4Jeklo Q+T
Zgornji materiali so vsa nizkoogljična legirana jekla, ki vsebujejo legirane elemente, kot sta krom in molibden, in imajo visoko kaljivost in nimajo krhkosti. Legirano jeklo 25CrMo4 ima zadostno visokotemperaturno trdnost pod 500 stopinjami, zelo dobro varljivost, majhno nagnjenost k nastanku hladnih razpok ter dobro obdelovalnost in plastičnost pri hladni deformaciji. Jeklo 35CrMo4 se običajno uporablja v kaljenem in kaljenem ali karburiziranem in kaljenem stanju. Specifikacije toplotne obdelave za to jeklo: kaljenje pri 880 stopinjah, vodno hlajenje, hlajenje z oljem; kaljenje pri 500 stopinjah, vodno hlajenje, oljno hlajenje. Legirano jeklo 42CrMo4 se uporablja za izdelavo visokotlačnih cevi in različnih pritrdilnih elementov ter naogljičenih delov višjega razreda, kot so zobniki in gredi, ki delujejo v nekorozivnih medijih in medijih z delovnimi temperaturami pod 250 stopinj ter vsebujejo mešanice dušika in vodika.
