Закалка: метод термообработки высокотемпературного отпуска после закалки называется закалкой. Высокотемпературный отпуск относится к отпуску между 500-650 градусами. Закалка может в значительной степени изменить характеристики и материал стали. Его прочность, пластичность и ударная вязкость хорошие, а также хорошие комплексные механические свойства.
После темперирующей обработки получают закаленный сорбит. Закаленный сорбит образуется из мартенсита при отпуске. Его можно отличить только при увеличении в 500-600 раз и более под оптическим металлографическим микроскопом. Это композитная структура с карбидными (в том числе цементитными) шариками, распределенными в ферритной матрице. Это также отпущенная структура мартенсита, представляющая собой смесь феррита и зернистого карбида. В это время феррит практически не имеет пересыщения углеродом, а карбид также является стабильным карбидом. Это сбалансированная структура при комнатной температуре.
Существует два основных типа закаленной стали: закаленная углеродистая сталь и закаленная легированная сталь. Будь то углеродистая или легированная сталь, содержание углерода в ней строго контролируется. Если содержание углерода слишком велико, прочность заготовки после закалки и отпуска высока, но ударная вязкость недостаточна. Если содержание углерода слишком низкое, ударная вязкость повышается, но прочность недостаточна. Чтобы получить хорошие комплексные характеристики закаленных и отпущенных деталей, содержание углерода обычно контролируется на уровне 0,30–0,50%.
Во время закалки и отпуска все поперечное сечение заготовки должно быть закалено, чтобы заготовка приобрела микроструктуру, в которой преобладает тонкоигольчатый закаленный мартенсит -формы. За счет высоко-отпуска получается микроструктура, в которой преобладает однородный отпущенный троостит. Маленькому заводу невозможно провести металлографический анализ на каждой печи. Обычно проводятся только испытания на твердость. То есть твердость после закалки должна достигать закалочной твердости материала, а твердость после отпуска проверяют в соответствии с требованиями чертежа.
Закалка и отпуск стали 45.
Сталь 45 — это средне-углеродистая конструкционная сталь с хорошими характеристиками холодной и горячей обработки, хорошими механическими свойствами, низкой ценой и широким ассортиментом, поэтому она широко используется. Его самым большим недостатком является низкая прокаливаемость, и он не подходит для заготовок с большими размерами поперечного сечения-и относительно высокими требованиями.
Температура закалки стали 45 составляет 3+(30~50) градусов. В реальной эксплуатации обычно принимается верхний предел. Относительно высокая температура закалки может ускорить скорость нагрева заготовки, уменьшить окисление поверхности и повысить эффективность работы. Для того чтобы аустенит заготовки стал однородным, необходимо достаточное время изоляции. Если фактическая загрузка печи велика, время изоляции необходимо соответствующим образом продлить. В противном случае твердость может оказаться недостаточной из-за неравномерного нагрева. Однако, если время изоляции слишком велико, также появятся крупные зерна, серьезное окисление и обезуглероживание, что повлияет на качество закалки. Считаем, что если загрузка печи превышает предусмотренную технологической документацией, время нагрева и изоляции необходимо увеличить на 1/5.
Поскольку прокаливаемость стали 45 низкая, следует использовать 10%-ный соляной раствор с высокой скоростью охлаждения. После попадания заготовки в воду ее следует закалить, но не охлаждать. Если заготовку охладить в соленой воде, это может привести к растрескиванию заготовки. Это связано с тем, что при охлаждении заготовки примерно до 180 градусов аустенит быстро превращается в мартенсит, вызывая чрезмерные организационные напряжения. Поэтому, когда закаленная заготовка быстро охлаждается до этого диапазона температур, следует использовать метод медленного охлаждения. Поскольку температуру воды на выходе трудно определить, ее следует эксплуатировать на основе опыта. Когда заготовка в воде перестанет трястись, воду можно слить для воздушного охлаждения (лучше масляного). Кроме того, при входе в воду заготовка должна двигаться, а не статична, и должна регулярно перемещаться в соответствии с геометрической формой заготовки. Статическая охлаждающая среда плюс статическая заготовка приведут к неравномерной твердости и неравномерному напряжению, что приведет к большой деформации заготовки и даже растрескиванию. Твердость закаленных и отпущенных деталей из стали 45 после закалки должна достигать HRC56~59. Вероятность большого сечения-меньше, но оно не может быть ниже HRC48. В противном случае это означает, что заготовка не прошла закалку полностью и в организации может появиться сорбит или даже феррит. Эта организация все еще сохраняется в матрице за счет отпуска, и цель закалки и отпуска не может быть достигнута.
Высокотемпературный отпуск стали 45 после закалки обычно составляет 560–600 градусов, а требования к твердости — 22–34 HRC. Поскольку целью закалки и отпуска является получение комплексных механических свойств, диапазон твердости относительно широк. Однако, если на чертежах указаны требования к твердости, температура отпуска должна быть отрегулирована в соответствии с требованиями чертежей, чтобы обеспечить твердость. Например, некоторые детали вала требуют высокой прочности и высокой твердости; в то время как некоторые шестерни и детали валов со шпоночными канавками требуют меньшей твердости, поскольку их необходимо фрезеровать и вставлять после закалки и отпуска. 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 закаливать ее необходимо тщательно. Как правило, время отпуска и выдержки заготовки всегда превышает один час.
