Trempe an asye se pwosesis ki pi enpòtan ak pi lajman itilize nan pwosesis tretman chalè. Trempe ka siyifikativman ogmante fòs ak dite nan asye.
Definisyon ak objektif trempe
Se asye a chofe nan yon tanperati ki pi wo a pwen kritik Ac3 (asye ipoeutectoid) oswa Ac1 (asye ipereutectoid), kenbe pou yon peryòd de tan fè li totalman oswa pasyèlman ostenitize, ak Lè sa a, refwadi nan yon vitès ki pi gran pase vitès la trempe kritik. Pwosesis tretman chalè ki transfòme austenite supercooled nan martensite oswa bainit pi ba yo rele trempe.
Objektif trempe se transfòme austenite supercooled nan martensite oswa bainit pou jwenn yon estrikti martensite oswa pi ba bainit, ki Lè sa a, konbine avèk tanperaman nan diferan tanperati pou amelyore anpil fòs, dite, ak rezistans nan asye a. Portable, fòs fatig ak severite, elatriye, pou satisfè kondisyon diferan itilizasyon divès pati mekanik ak zouti. Trempe kapab tou itilize pou satisfè pwopriyete espesyal fizik ak chimik sèten asye espesyal tankou ferromagnetism ak rezistans korozyon.
Lè pati asye yo refwadi nan yon mwayen trempe ak chanjman nan eta fizik, pwosesis la refwadisman jeneralman divize an twa etap sa yo: etap fim vapè, etap bouyi ak etap konveksyon.
Hardenability nan asye
Hardenability ak hardenability se de endikatè pèfòmans ki karakterize kapasite asye a sibi trempe. Yo tou se baz enpòtan pou seleksyon materyèl ak itilizasyon.
1. Konsèp yo nan hardenability ak hardenability
Hardenability se kapasite asye pou reyalize pi gwo dite li ka reyalize lè trempe vin di nan kondisyon ideyal yo. Pwensipal faktè ki detèminen hardenability fe a se kontni kabòn fe a, oswa plis jisteman, kabòn kontni fonn nan austenite pandan trempe ak chofaj. Pi wo kontni an kabòn, se pi wo a hardenability nan asye a. Eleman alyaj nan asye gen ti enpak sou hardenability a, men yo gen yon enpak siyifikatif sou hardenability nan asye a.
Hardenability refere a karakteristik ki detèmine pwofondè redi ak distribisyon dite nan asye nan kondisyon espesifye. Sa vle di, kapasite nan jwenn pwofondè nan kouch la fè tèt di lè asye se etenn. Li se yon pwopriyete nannan nan asye. Hardenability aktyèlman reflete fasilite la ak ki austenite transfòme nan martensite lè asye a etenn. Li se sitou ki gen rapò ak estabilite nan austenite a supercooled nan asye a, oswa nan to a refwadisman kritik trempe nan asye a.
Li ta dwe tou fè remake ke hardenability nan asye yo dwe distenge soti nan pwofondè a redi efikas nan pati asye anba kondisyon espesifik trempe. Hardenability nan asye se yon pwopriyete nannan nan asye nan tèt li. Li sèlman depann sou pwòp faktè entèn li yo epi li pa gen anyen fè ak faktè ekstèn. Pwofondè efikas hardenability nan asye pa sèlman depann sou hardenability nan asye a, men tou, depann sou materyèl la itilize. Li gen rapò ak faktè ekstèn tankou mwayen refwadisman ak gwosè materyo. Pou egzanp, anba menm kondisyon yo ostenitize, hardenability nan menm asye a se menm bagay la, men pwofondè a redi efikas nan trempe dlo se pi gwo pase sa yo ki nan trempe lwil oliv, ak ti pati yo pi piti pase trempe lwil oliv. Pwofondè efikas redi gwo pati yo gwo. Sa pa vle di ke trempe dlo gen pi wo hardenability pase lwil oliv trempe, ni li ka di ke ti pati yo gen pi wo hardenability pase gwo pati. Li ka wè ke yo evalye hardenability nan asye, enfliyans nan faktè ekstèn tankou fòm materyo, gwosè, mwayen refwadisman, elatriye dwe elimine.
Anplis de sa, depi hardenability ak hardenability se de konsèp diferan, asye ak dite segondè apre trempe pa nesesèman gen gwo hardenability; ak asye ak dite ki ba ka tou gen gwo hardenability.
2. Faktè ki afekte hardenability
Hardenability nan asye depann sou estabilite nan austenite. Nenpòt faktè ki ka amelyore estabilite nan austenite supercooled, chanje koub C a sou bò dwat la, epi kidonk diminye pousantaj refwadisman kritik la ka amelyore hardenability nan asye segondè. Estabilite nan austenite depann sitou sou konpozisyon chimik li yo, gwosè grenn ak inifòmite konpozisyon, ki gen rapò ak konpozisyon chimik nan asye a ak kondisyon chofaj.
3.Method pou detèminasyon hardenability
Gen anpil metòd pou mezire hardenability nan asye, sa yo ki pi souvan itilize yo se metòd la mezi dyamèt kritik ak metòd tès la fen-hardenability.
(1) Metòd mezi kritik dyamèt: Apre asye a trempe nan yon sèten mwayen, dyamèt maksimòm lè yo jwenn tout estrikti martensite oswa 50% martensite nan sant la rele dyamèt kritik la, reprezante pa Dc. Metòd mezi kritik dyamèt la se fè yon seri baton wonn ak dyamèt diferan, epi apre asoupi, mezire koub U dite ki distribiye sou dyamèt la sou chak seksyon echantiyon, epi jwenn baton an ak estrikti semi-martensite nan sant la. Dyamèt baton an wonn Sa se dyamèt kritik la. Pi gwo dyamèt kritik la, pi wo a hardenability nan asye a.
(2) Metòd tès fen asouvisman Metòd tès fen asouvisman itilize yon echantiyon estanda gwosè fen (φ25mm × 100mm). Apre ostenitizasyon, dlo a flite sou yon sèl sifas ekipman espesyal pou refwadi li. Apre refwadisman, li refwadi sou direksyon aks la. Metòd tès pou mezire koub relasyon ant dite ak distans soti nan fen refwadisman dlo a. Metòd tès la fen-di se youn nan metòd yo detèmine hardenability nan asye. Avantaj li yo se operasyon senp ak ranje aplikasyon lajè.
4.Quenching estrès, deformation ak fann
(1) Estrès entèn nan materyo-a pandan trempe
Lè materyo a rapidman refwadi nan mwayen trempe a, depi materyo a gen yon gwosè sèten ak koyefisyan konduktiviti tèmik la tou se yon sèten valè, yon sèten gradyan tanperati ap fèt ansanm seksyon enteryè a nan materyo-a pandan pwosesis refwadisman an. Tanperati sifas la ba, tanperati debaz la wo, ak tanperati sifas ak debaz yo wo. Gen yon diferans tanperati. Pandan pwosesis la refwadisman nan materyo-a, gen tou de fenomèn fizik: youn se ekspansyon tèmik, kòm tanperati a gout, longè liy lan nan materyo-a ap retresi; lòt la se transfòmasyon nan austenite nan martensite lè tanperati a desann nan pwen an transfòmasyon martensite. , ki pral ogmante volim espesifik la. Akòz diferans tanperati a pandan pwosesis refwadisman an, kantite ekspansyon tèmik yo pral diferan nan diferan pati sou koup transvèsal materyo-a, epi yo pral pwodwi estrès entèn nan diferan pati nan materyo-a. Akòz egzistans diferans tanperati nan materyo a, ka gen tou pati kote tanperati a desann pi vit pase pwen kote martensite rive. Transfòmasyon, volim elaji, ak pati yo ak tanperati ki wo yo toujou pi wo pase pwen an epi yo toujou nan eta a austenite. Pati sa yo diferan pral jenere tou estrès entèn akòz diferans ki genyen nan chanjman volim espesifik. Se poutèt sa, de kalite estrès entèn yo ka pwodwi pandan pwosesis trempe ak refwadisman: youn se estrès tèmik ak lòt la se estrès tisi.
Dapre karakteristik tan egzistans estrès entèn yo, li kapab tou divize an estrès enstantane ak estrès rezidyèl. Estrès entèn ki te pwodwi pa materyo a nan yon sèten moman pandan pwosesis refwadisman an rele estrès enstantane; apre materyo a refwadi, estrès ki rete andedan pyès la rele estrès rezidyèl.
Estrès tèmik refere a estrès ki te koze pa ekspansyon tèmik enkonsistan (oswa kontraksyon frèt) akòz diferans tanperati nan diferan pati nan materyo a lè li chofe (oswa refwadi).
Koulye a, pran yon silenn solid kòm yon egzanp pou ilistre fòmasyon an ak chanjman règ nan estrès entèn pandan pwosesis refwadisman li yo. Se sèlman estrès axial la diskite isit la. Nan kòmansman an nan refwadisman, paske sifas la refwadi byen vit, tanperati a ba, ak retresi anpil, pandan y ap nwayo a refwadi tou dousman, tanperati a wo, ak kontraksyon an piti. Kòm yon rezilta, sifas la ak andedan an ap entèfere youn ak lòt, sa ki lakòz estrès tansyon sou sifas la, pandan y ap nwayo a se anba presyon. estrès. Kòm refwadisman ap kontinye, diferans tanperati ant andedan ak deyò ogmante, ak estrès entèn la tou ogmante kòmsadwa. Lè estrès la ogmante depase fòs sede nan tanperati sa a, deformation plastik rive. Depi tanperati nwayo a pi wo pase sifas la, nwayo a toujou kontra axial an premye. Kòm yon rezilta nan deformation plastik, estrès entèn la pa ogmante ankò. Apre refwadisman nan yon sèten peryòd tan, diminisyon nan tanperati sifas la pral piti piti ralanti, ak kontraksyon li yo ap tou piti piti diminye. Nan moman sa a, nwayo a toujou diminye, kidonk estrès la tensile sou sifas la ak estrès la konpresiv sou nwayo a ap diminye piti piti jiskaske yo disparèt. Sepandan, kòm refwadisman ap kontinye, imidite sifas la vin pi ba ak pi ba, ak kantite lajan an nan kontraksyon vin pi piti ak mwens, oswa menm sispann retresi. Paske tanperati nwayo a toujou wo, li pral kontinye retresi, epi finalman yon estrès konpresiv pral fòme sou sifas materyo a, pandan y ap nwayo a ap gen yon estrès tansyon. Sepandan, paske tanperati a ba, li pa fasil pou pwodwi deformation plastik, kidonk estrès sa a ap ogmante pandan refwadisman an ap kontinye. Li kontinye ogmante epi finalman rete andedan pyès la kòm estrès rezidyèl.
Li ka wè ke estrès la tèmik pandan pwosesis la refwadisman okòmansman lakòz kouch sifas la dwe lonje ak nwayo a yo dwe konprese, ak estrès rezidyèl ki rete a se kouch sifas yo dwe konprese ak nwayo a yo dwe lonje.
Pou rezime, estrès la tèmik ki te pwodwi pandan refwadisman asouvisman ki te koze pa diferans nan tanperati kwa-seksyonèl pandan pwosesis la refwadisman. Pi gwo pousantaj refwadisman an ak pi gwo diferans nan tanperati kwa-seksyonèl, se pi gwo estrès la tèmik pwodwi. Anba menm kondisyon yo refwadisman mwayen, pi wo tanperati chofaj nan materyo-a, pi gwo gwosè a, pi piti koyefisyan konduktiviti tèmik nan asye a, pi gwo diferans tanperati a nan materyo-a, ak pi gwo estrès la tèmik. Si materyo a refwadi inegal nan tanperati ki wo, li pral defòme ak defòme. Si tansyon tansyon enstantane ki te pwodwi pandan pwosesis refwadisman materyo a pi gran pase fòs rupture materyèl la, fant asoupi yo pral rive.
Estrès transfòmasyon faz refere a estrès ki te koze pa distribisyon an diferan nan transfòmasyon faz nan divès pati nan materyo a pandan pwosesis tretman chalè a, ke yo rele tou estrès tisi.
Pandan trempe ak refwadisman rapid, lè kouch sifas la refwadi nan pwen Ms, transfòmasyon martensitic rive epi lakòz ekspansyon volim. Sepandan, akòz obstak nan nwayo a ki poko sibi transfòmasyon, kouch sifas la jenere estrès konpresiv, pandan y ap nwayo a gen estrès tansyon. Lè estrès la gwo ase, li pral lakòz deformation. Lè nwayo a refwadi nan pwen Ms la, li pral tou sibi transfòmasyon martensitic ak elaji nan volim. Sepandan, akòz kontrent yo nan kouch sifas transfòme ak plastisit ki ba ak gwo fòs, estrès final rezidyèl li yo pral nan fòm lan nan tansyon sifas, ak nwayo a pral Anba presyon. Li ka wè ke chanjman an ak eta final la nan estrès transfòmasyon faz yo egzakteman opoze a estrès tèmik. Anplis, depi estrès chanjman faz rive nan tanperati ki ba ak plastisit ki ba, deformation difisil nan moman sa a, kidonk estrès chanjman faz gen plis chans lakòz fann nan materyo-a.
Gen anpil faktè ki afekte gwosè estrès transfòmasyon faz la. Pi vit vitès la refwadisman nan asye a nan seri a tanperati transfòmasyon martensite, pi gwo gwosè a nan moso asye a, vin pi mal la konduktiviti nan tèmik nan asye a, pi gwo volim nan espesifik nan martensite, pi gwo a estrès transfòmasyon faz la. Pi gwo a. Anplis de sa, estrès transfòmasyon faz la tou ki gen rapò ak konpozisyon asye a ak hardenability nan asye a. Pou egzanp, segondè kabòn segondè alyaj asye ogmante volim espesifik nan martensite akòz kontni segondè kabòn li yo, ki ta dwe ogmante estrès transfòmasyon faz nan asye a. Sepandan, kòm kontni an kabòn ogmante, pwen an Ms diminye, e gen yon gwo kantite austenite kenbe apre asouvisman. Ekspansyon volim li yo diminye ak estrès rezidyèl la ba.
(2) Deformation pyès la pandan trempe
Pandan trempe, gen de kalite prensipal deformation nan materyo-a: youn se chanjman nan fòm nan jeyometrik nan materyo-a, ki se manifeste kòm chanjman nan gwosè ak fòm, souvan yo rele deformation deformation, ki se ki te koze pa estrès asouvisman; lòt la se deformation volim. , ki manifeste tèt li kòm yon ekspansyon pwopòsyonèl oswa kontraksyon nan volim nan materyo a, ki se ki te koze pa chanjman nan volim espesifik pandan chanjman faz.
Deformation deformation gen ladan tou deformation fòm ak deformation trese. Deformation tòde se sitou ki te koze pa move plasman nan materyo-a nan gwo founo dife a pandan chofaj, oswa mank de tretman fòm apre koreksyon deformation anvan trempe, oswa refwadisman inegal nan divès pati nan materyo-a lè materyo-a refwadi. Deformation sa a ka analize ak rezoud pou sitiyasyon espesifik. Sa ki anba la yo sitou diskite sou deformation volim ak deformation fòm.
1) Kòz deformation asouvisman ak règ chanje li yo
Deformation volim ki te koze pa transfòmasyon estriktirèl Eta a estriktirèl nan materyo a anvan asouvisman se jeneralman pearlite, se sa ki, yon estrikti melanje nan ferit ak simanit, epi apre asouvisman li se yon estrikti martensitic. Diferan volim espesifik tisi sa yo pral lakòz chanjman volim anvan ak apre trempe, sa ki lakòz deformation. Sepandan, deformation sa a sèlman lakòz materyo a elaji ak kontra pwopòsyonèl, kidonk li pa chanje fòm nan materyo a.
Anplis de sa, plis martensite nan estrikti a apre tretman chalè, oswa pi wo kontni an kabòn nan martensite, pi gwo ekspansyon volim li yo, ak pi gwo kantite austenite kenbe, mwens ekspansyon volim. Se poutèt sa, chanjman nan volim ka kontwole pa kontwole kontni relatif la nan martensite ak kenbe austenite pandan tretman chalè. Si yo byen kontwole, volim la p ap ni elaji ni retresi.
(a) Deformation fòm ki te koze pa estrès tèmik Deformation ki te koze pa estrès tèmik rive nan zòn ki wo tanperati kote pati asye gen fòs sede ki ba, gwo plastisit, refwadisman sifas rapid, ak pi gwo diferans tanperati ant andedan ak deyò nan materyo-a. Nan moman sa a, estrès tèmik enstantane a se estrès tansyon sifas ak estrès konpresiv nwayo. Depi tanperati debaz la wo nan moman sa a, fòs sede a pi ba anpil pase sifas la, kidonk li manifeste kòm deformation anba aksyon estrès konpresiv milti-direksyon, se sa ki, kib la se esferik nan direksyon. Varyete. Rezilta a se ke yon sèl la pi gwo retresi ak yon sèl la pi piti elaji. Pou egzanp, yon silenn long vin pi kout nan direksyon longè ak elaji nan direksyon an dyamèt.
(b) Deformation fòm ki te koze pa estrès tisi Deformation ki te koze pa estrès tisi tou rive nan moman bonè lè estrès tisi a maksimòm. Nan moman sa a, diferans tanperati kwa-seksyon an gwo, tanperati debaz la pi wo, li toujou nan eta austenite, plastisit la bon, ak fòs sede a ba. Estrès tisi enstantane a se estrès konpresiv sifas ak estrès tansyon nwayo. Se poutèt sa, se deformation la manifeste kòm elongasyon nan nwayo a anba aksyon an nan estrès rupture milti-direksyon. Rezilta a se ke anba aksyon an nan estrès tisi, bò ki pi gwo nan materyo a alonje, pandan y ap pi piti bò a vin pi kout. Pou egzanp, deformation ki te koze pa estrès tisi nan yon silenn long se elongasyon nan longè ak rediksyon an dyamèt. Tablo ki anba la a montre règ yo deformation trempe nan divès kalite pati asye tipik.
foto
2) Faktè ki afekte deformation trempe
Faktè ki afekte deformation trempe yo se sitou konpozisyon chimik asye a, estrikti orijinal la, jeyometri pati yo ak pwosesis tretman chalè.
(3) Trempe fant
Fant nan pati sitou rive nan etap an reta nan asouvisman ak refwadisman, se sa ki, apre yo fin transfòmasyon nan martensitic fondamantalman fini oswa apre refwadisman konplè, echèk frajil rive paske estrès la tensile nan pati yo depase fòs la ka zo kase nan asye a. Fant yo anjeneral pèpandikilè ak direksyon maksimòm deformation tansyon, kidonk diferan fòm fant nan pati sitou depann sou eta distribisyon estrès la.
Kalite komen nan fant trempe: Longitudinal (axial) fant yo sitou pwodwi lè tanjansyèl la tanjansyèl estrès depase fòs la kraze nan materyèl la; fant transverse yo fòme lè gwo estrès rupture axial ki fòme sou sifas enteryè pati a depase fòs rupture materyèl la. Fant; fant rezo yo fòme anba aksyon an nan de dimansyon estrès tansyon sou sifas la; fant penti kap dekale rive nan yon kouch trè mens fè tèt di, ki ka rive lè estrès la chanje sevè ak twòp tansyon estrès aji nan direksyon radial la. Kalite krak.
Fant Longitudinal yo rele tou fant axial. Fant rive nan estrès nan tansyon maksimòm tou pre sifas la nan pati a, epi yo gen yon pwofondè sèten nan direksyon sant lan. Direksyon fant yo jeneralman paralèl ak aks la, men direksyon an ka chanje tou lè gen konsantrasyon estrès nan pati a oswa lè gen domaj estriktirèl entèn yo.
Apre pyès travay la konplètman etenn, fant longitudinal yo gen tandans rive. Sa a se ki gen rapò ak gwo tanjansyèl tansyonal estrès la sou sifas la nan materyo a trempe. Kòm kontni an kabòn nan asye a ogmante, tandans nan fòme fant longitudinal ogmante. Low kabòn asye gen yon ti volim espesifik nan martensite ak fò estrès tèmik. Gen yon gwo estrès rezidyèl konpresiv sou sifas la, kidonk li pa fasil yo dwe etenn. Kòm kontni an kabòn ogmante, estrès konpresiv sifas la diminye ak estrès estriktirèl la ogmante. An menm tan an, pik tansyon estrès la deplase nan direksyon kouch sifas la. Se pou sa, fe kabòn anwo nan syèl la gen tandans pou longitudinal trempe fant lè surchof.
Gwosè a nan pati yo dirèkteman afekte gwosè a ak distribisyon estrès rezidyèl, ak tandans trempe fann li yo tou diferan. Fant Longitudinal yo tou fasil fòme pa trempe nan seri a ki gen danje ladan gwosè kwa. Anplis de sa, blokaj la nan matyè premyè asye souvan lakòz fant longitudinal. Piske pifò pati asye yo fèt pa woule, enklizyon ki pa lò, karbid, elatriye nan asye a distribye nan direksyon deformation, sa ki lakòz asye a dwe anisotropik. Pou egzanp, si zouti asye a gen yon estrikti ki sanble ak bann, fòs ka zo kase transverse li apre trempe se 30% a 50% pi piti pase fòs ka zo kase longitudinal. Si gen faktè tankou enklizyon ki pa lò nan asye a ki lakòz konsantrasyon estrès, menm si estrès tanjansyèl la pi gran pase estrès axial la, fant Longitudinal yo fasil pou fòme anba kondisyon estrès ki ba. Pou rezon sa a, kontwòl strik nan nivo enklizyon ki pa metalik ak sik nan asye se yon faktè enpòtan nan anpeche fant trempe.
Karakteristik distribisyon estrès entèn yo nan fant transverse ak fant arc yo se: sifas la se sijè a estrès konpresiv. Apre yo fin kite sifas la pou yon distans sèten, estrès konpresiv la chanje nan yon gwo estrès tansyon. Krak la rive nan zòn nan estrès tansyon an, ak Lè sa a, lè estrès la entèn Li gaye nan sifas la nan pati a sèlman si li redistribiye oswa frajil nan asye a ogmante plis.
Fant transverse souvan rive nan pati gwo arbr, tankou woulèt, rotor turbine oswa lòt pati arbr. Karakteristik yo nan fant yo se yo ke yo pèpandikilè ak direksyon aks la epi yo kraze soti nan andedan an deyò. Yo souvan fòme anvan yo te fè tèt di epi yo ki te koze pa estrès tèmik. Forgings gwo souvan gen domaj métallurgique tankou porositë, enklizyon, forge fant ak tach blan. Defo sa yo sèvi kòm pwen depa nan ka zo kase ak kraze anba aksyon an nan estrès tansyon axial. Fant arc yo ki te koze pa estrès tèmik epi yo anjeneral distribye nan yon fòm arc nan pati yo kote fòm nan pati a chanje. Li sitou fèt andedan pyès la oswa toupre kwen byen file, genyen siyon ak twou, epi li distribye nan yon arc. Lè pati asye segondè-kabòn ki gen yon dyamèt oswa epesè 80 a 100 mm oswa plis yo pa etenn, sifas la pral montre estrès konpresiv ak sant la ap montre estrès tansyon. Estrès, nan kouch la fè tèt di toujou
