כיבוי וטמפרור: תהליך טיפול בחום פלדה ואופטימיזציה של ביצועים
כיבוי וטמפרינג (מרווה + מזג) הוא תהליך נפוץ בטיפול בחום לפלדה, המשמש בדרך כלל לשיפור תכונות הפלדה. המטרה העיקרית של המרווה והמזרה היא להשיג מבנה ארגוני מאוזן של פלדה באמצעות תהליכי חימום וקירור מתאימים, ובכך לשפר את החוזק, הקשיחות והקשיחות שלה. תהליך זה כולל בדרך כלל את השלבים הבאים:
- חימום (אוסטניטיזציה): פלדה מחוממת תחילה מעל הטמפרטורה הקריטית שלה (כלומר, טמפרטורת האוסטניטיזציה), מה שגורם לה להפוך לחלוטין לאוסטניט (אוסטניט), שהוא מבנה פלדה בטמפרטורה גבוהה.
- השרייה: פלדה נשמרת בטמפרטורה גבוהה למשך פרק זמן כדי להבטיח את ההומוגניות של המבנה. שלב זה עוזר לשפר את יכולת ההתקשות של החומר.
- קירור (Quenching): הפלדה מתקררת במהירות, מה שגורם לאוסטניט להפוך במהירות למרטנזיט, ובכך להגביר את הקשיות. בחירת מצע הקירור ובקרת קצב הקירור הם קריטיים מאוד להצלחת תהליך ההמרה והטיפוס.
- טמפרור: פלדה מרווה ומחוסמת היא בדרך כלל שבירה וקשה מדי, ולכן יש צורך לחכך אותה כדי להפחית את הקשיות ולשפר את הקשיחות. שלב זה כולל חימום מחדש של הפלדה לטמפרטורה נמוכה יותר, החזקתה חמה לפרק זמן מסוים ואז קירורה.
לפלדה מרוווה ומחוסמת חוזק וקשיות גבוהים יותר תוך שמירה על דרגת קשיחות מסוימת. זה הופך אותו למתאים ליישומים הנדסיים רבים, במיוחד כאשר נדרש איזון של חוזק וקשיחות. יש לציין שסוגים שונים של פלדה ופרמטרים שונים של מרווה וטמפרור (טמפרטורה, זמן, קצב קירור וכו') יביאו למאפיינים שונים. לכן, בעת ביצוע מרווה וטמפרור, יש לפתח תכנית תהליך מתאימה המבוססת על הרכב הסגסוגת הספציפית ודרישות היישום. לעתים קרובות נעשה שימוש בפלדת פחמן ללא טיפול בחום סופי, אך ניתן לחשל אותה, לנרמל אותה, להקשיח את המארז או לחסום כדי לשפר את תכונות הייצור והמכניות שלה.
ss400 פלדה עדינה
SSS400/Q235 היא פלדה מבנית דלת פחמן רגילה עם תכולת פחמן בין 0.12% ל-0.2%, המקבילה לפלדה מס' 10 ומספר 20. בתיאוריה, ניתן להרוותו כדי להשיג מרטנזיט, אך בשל הפחמן המרטנסיטי, רווית העל נמוכה מאוד, והקשיות לאחר ההמרה נמוכה מאוד, רק כ-170HBS. הקשיות של פלדה זו במצב האספקה שלה היא בערך 144HBS (היא עברה מנורמל לפני היציאה מהמפעל). ניתן לראות שכאשר מרווה עם Q235, עליית החוזק והקשיות אינה ברורה, והיא גם צריכה להתמודד עם חסרונות הטיפול בחום של דפורמציה, סדקים, חמצון, שחרור קרבוריזציה ועלות טיפול בחום, שהיא די לא חסכונית. ss400 פלדה עדינה נרכשת בדרך כלל ללא טיפול בחום. בדרך כלל, הוא משמש בפרויקטים הנדסיים שבהם יש צורך בכמות גדולה של פלדה. הכמות עצומה. הוא משמש בדרך כלל לאחר גלגול חם. גלגול חם פירושו נרמול טיפול בחום. ישנן מספר סיבות לאי טיפול בחום:
- אירועים אלה אינם דורשים דרישות מכניות גבוהות.
- נפח רכיבי הפלדה גדול מדי, וטיפול בחום אינו מעשי.
- החומר זול, דרישות האיכות נמוכות יחסית וזו פלדת פחמן נמוכה, כך שהאפקט של טיפול החום אינו טוב במיוחד.
- אם אתה צריך להשתמש ב-Q235 כדי להקשיח אותו, אתה יכול רק לקרבור אותו, אבל זה לא חסכוני.
פלדת פחמן 1045/S45C
פלדת 1045/S45C היא פלדה מבנית פחמן בינונית בשימוש נפוץ. הפלסטיות הקרה של פלדה זו היא ממוצעת. חישול ונורמליזציה עדיפים במקצת מאשר כיבוי וטינון. יש לו חוזק גבוה יותר ויכולת עיבוד טובה יותר. לאחר טיפול בחום מתאים, הוא יכול לקבל מידה מסוימת של קשיחות, פלסטיות ועמידות בפני שחיקה. מקור חומר נוח. מתאים לריתוך מימן וריתוך בקשת ארגון, אך לא מתאים לריתוך גז. נדרש חימום מוקדם לפני הריתוך, ויש לבצע חישול הפגת מתחים לאחר הריתוך. נורמליזציה יכולה לשפר את ביצועי החיתוך של חלקים בעלי קשיות נמוכה מ-160HBS. לאחר טיפול הרוויה וטמפרור, יש לייעל את התכונות המכניות המקיפות של פלדה זו בהשוואה לפלדות מבניות פחמן בינוניות אחרות. עם זאת, יכולת ההתקשות של פלדה זו נמוכה. הקוטר הקריטי המתקשה במים הוא 12~17 מ"מ, ויש לו נטייה להיסדק במהלך כיבוי המים. כאשר הקוטר גדול מ-80 מ"מ, התכונות המכניות שלו דומות לאחר כיבוי וטינון או נורמליזציה. ניתן לקבל חוזק וקשיחות גבוהים יותר לאחר טיפול מרווה וטמפרור לחלקי עובש בינוניים וקטנים.
יישומים של פלדת פחמן 1045/S45C:
- יכול לשמש כאחד החומרים לייצור מפתחות טריז DIN 6883-1956; ניתן להשתמש לייצור ברגים בדרגות 8.8 ו-9.8 M16 ומטה, ברגים בדרגות 10.9 ו-M22 ומטה, אומים בדרגות 8, 9 ו-10, ודסקיות בדרגה 300HV , ראה JC/T 5057.40-1995 .
- יכול לשמש לייצור ברגים משושה גדולים בעלי חוזק גבוה עבור מבני פלדה בדרגה 8.8S M20 ומטה, אגוזים משושה גדולים בדרגה 10H או 8H, ודסקיות חוזק גבוה בדרגת ביצועים 35~45HRC. ראה GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4פלדה Q+T
החומרים הנ"ל הם כולן פלדות מסגסוגת דלת פחמן, המכילות יסודות סגסוגת כגון כרום ומוליבדן, והן בעלות התקשות גבוהה וללא שבירות מזג. לפלדה מסגסוגת 25CrMo4 יש חוזק מספיק בטמפרטורה גבוהה מתחת ל-500 מעלות, יכולת ריתוך טובה מאוד, נטייה קטנה ליצור סדקים קרים ויכולת עיבוד טובה וגמישות מתח קר. פלדה 35CrMo4 משמשת בדרך כלל במצב מרוווה ומחוסם או מקרבון ומרווה. מפרטי טיפול בחום לפלדה זו: כיבוי ב-880 מעלות, קירור מים, קירור שמן; מזגה ב-500 מעלות, קירור מים, קירור שמן. פלדה מסגסוגת 42CrMo4 משמשת לייצור צינורות בלחץ גבוה ומחברים שונים, וחלקים מקרבים בדרגה גבוהה יותר כגון גלגלי שיניים וצירים הפועלים במדיה ומדיה לא קורוזיבית עם טמפרטורות עבודה מתחת ל-250 מעלות ומכילות תערובות חנקן ומימן.
