Kašenje je najvažniji korak u termičkoj obradi čelika.
Jednostavno rečeno:
Zagrijte čelik do crveno-vrućeg stanja (sa njegovom unutrašnjom strukturom koja se pretvara u "austenit"), a zatim ga brzo ohladite (u vodu/ulje/drugi medij), sprječavajući unutrašnju strukturu da se "polako vrati" i zaključa je u tvrdi i krhki "martenzit".
Rastavljanjem, uključuje tri radnje:
- Grijanje (austenitizacija)- Zagrijte čelik na oko 800-950 stepeni, uzrokujući da se unutrašnji atomi preurede u visokotemperaturnu strukturu "austenit". Ovo je preduslov; nedovoljna temperatura znači da je to gubljenje vremena.
- Holding - Dozvolite toplini da prodre u jezgro kako biste osigurali da je cijeli komad temeljno zagrijan i da je struktura ujednačena.
- Rpomoćno hlađenje- Ovo je suština riječi "gašenje". Ključ je brzina: ohladite ga u roku od nekoliko sekundi do desetina sekundi. Nema dovoljno vremena da se atomi ugljika re-raspodijele i rasporede u meko tkivo (lamelarni perlit/ferit), tako da su atomi "zamrznuti" u prezasićenoj, iskrivljenoj rešetki, koja je martenzit -, izuzetno je tvrda, ali i izuzetno krhka.
Na primjer: Baš kao i kuhanje lonca vode (austenitizacija), ako se pusti da se prirodno ohladi, formiraće se običan led (meko tkivo); ako se odmah zamrzne sipanjem u tečni dušik, molekuli vode ne mogu stati u red i formirati neuređeni tvrdi led (martenzit). Gašenje je poput "trenutnog zamrzavanja".
Ključna svojstva:
- Nakon kaljenja, čelik postaje tvrđi, jači i otporniji na habanje-(zahvaljujući martenzitu).
- Ali takođe postaje lomljiv i ima veliko unutrašnje naprezanje, što ga čini sklonim pucanju kada se koristi direktno.
- Stoga se gašenje gotovo nikada ne koristi samostalno; odmah mora biti praćen postupkom kaljenja (ponovno zagrijavanje na niskoj temperaturi i držanje neko vrijeme), kako bi se smanjila lomljivost i unutrašnje naprezanje i vratila žilavost. Kaljenje + kaljenje=tretman kaljenja, što je stvarna stvar koja se koristi u inženjeringu.
Zato zapamtite mnemoniku:
Kaljenje je "otvrdnjavanje", kaljenje je "spašavanje krhkosti", par su, oboje neizostavni.
Kako izvesti kaljenje?
Proces kaljenja je mnogo "nježniji" od gašenja - i nema potrebe za brzim hlađenjem. Ključna parametra su tri: temperatura kaljenja, vrijeme držanja i način hlađenja nakon 出炉. Među njima, temperatura sve određuje.
I. Klasifikacija prema temperaturi kaljenja u tri kategorije (osnovni okvir)
| Tip | Raspon temperature | Organska promjena | Dobijena svojstva |
Tipične primjene |
| Nisko{0}}kaljenje | 150~250 stepeni | Prijelaz s martenzita na kaljeni martenzit | Tvrdoća ostaje u osnovi nepromijenjena (HRC iznad 55), eliminirajući unutarnje naprezanje | Koristi se za alate, mjerne alate i dijelove koji zahtijevaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje |
| Kaljenje na srednjoj{0} temperaturi | 350~500 stepeni | → Kaljeni perlit | Visoka granica elastičnosti + određena žilavost | Koristi se za opruge, opruge i dijelove koji zahtijevaju elastičnost |
| Visoko{0}}kaljenje | 500~650 stepeni | → Kaljeni sorbit | Optimalna ravnoteža snage i žilavosti (kaljeno stanje) | Koristi se za osovine, klipnjače i bešavne cijevi velike{0}}vrste (tip N80/P110) |
Za čelične cijevi, uobičajene kaljene cijevi koje često vidite su one koje se podvrgavaju kaljenju na visokim{0}}temperaturama: nakon kaljenja, kaljenje na 550~650 stepeni da bi se dobila struktura sorbita "visoka čvrstoća + dobra žilavost".
II. Specifični koraci postupka kaljenja
1. Kaljenje odmah nakon kaljenja - princip je "odmah kaljenje i kaljenje", najbolje je prebaciti u peć za kaljenje čim se radni komad potpuno ne ohladi kako bi se izbjeglo pucanje zbog produženog stanja kaljenja.
2. Ubaciti u peć za zagrijavanje - radni komad se ubacuje u peć i zagrijava ili stavlja u peć na željenu temperaturu. Temperatura se bira prema ciljnoj strukturi u tabeli, kao što je 550~620 stepeni za kaljenje na visokoj{5}temperaturi.
3. Držanje (ključni parametar) - omogućava da transformacija strukture bude dovoljna i da se unutrašnji napon ujednačeno eliminiše.
Empirijska formula je:
Za ugljični čelik i legirani čelik, općenito se procjenjuje na 1,5~2,5 minuta/mm efektivne debljine;
Također se obično koristi "veće ili jednako 2 sata kao donja granica" za izolaciju;
Legirani čelik zahtijeva temeljitiju izolaciju od ugljičnog čelika jer se legirani elementi sporo difundiraju.
4. Istovar i hlađenje - metoda hlađenja nakon temperiranja ima relativno mali utjecaj. Uobičajena praksa je:
Ugljični čelik: dovoljno je hlađenje zrakom;
Legirani čelik (posebno oni koji sadrže Cr, Mn, Ni) moraju se polako hladiti (u peći ili hlađenju pijeskom) kako bi se spriječio drugi tip lomljivosti pri kaljenju.
5. Inspekcija - koristite tester tvrdoće da provjerite da li je tvrdoća unutar ciljanog raspona kako biste utvrdili da li je temperatura kaljenja odgovarajuća (ako je tvrdoća previsoka, sljedeći put povećajte temperaturu kaljenja; ako je preniska, smanjite je).
III. Tri zamke u radu
Jama Objašnjenje
Izbjegnite zonu lomljivosti pri kaljenju Dio legiranog čelika će doživjeti nagli pad udarne žilavosti na 250-400 stepeni (prvi tip) i sporo hlađenje (drugi tip) - odaberite lagano hlađenje ili izbjegavajte ovu zonu
Nedovoljno vrijeme držanja Jezgra se ne temperira u potpunosti, spoljašnja je meka, a unutrašnja je tvrda, neujednačene performanse
Odstupanje temperature 20-Razlika od 30 stepeni u kaljenju na visokim temperaturama može uzrokovati pad tvrdoće za nekoliko HRC, ujednačenost temperature peći je vrlo važna
IV. Uzimajući u obzir u kombinaciji sa gašenjem (cijeli proces kaljenja i kaljenja)
Zagrijavanje (austenitizacija 800~950 stepeni) → Držanje → Brzo hlađenje (voda/ulje/PAG) → [Hašenje je završeno, dobijen martenzit]
→ Odmah prebacite u peć za kaljenje → Zadržite na ciljnoj temperaturi (kao što je 580 stepeni × 2h) → Vazdušno hlađenje/Sporo hlađenje → [Kaljenje i kaljenje su završeni, dobijen sorbit]
→ Provjera tvrdoće/performanse
Mnemonika: kaljenje određuje "tvrdoću", kaljenje određuje "žilavost", odabir temperature je tačan, vrijeme je dovoljno, hlađenje ovisi o vrsti čelika.
