Nepakankamo kietumo po gesinimo aptarimas

 

Metalo terminio apdorojimo procesuose gesinimas yra pagrindinis žingsnis siekiant padidinti metalinių medžiagų kietumą ir stiprumą. Tačiau atliekant praktines operacijas, nepakankamas kietumas po grūdinimo yra dažna problema, kuri tiesiogiai veikia medžiagos eksploatacines savybes ir galutinę gaminio kokybę. Šiame straipsnyje bus nagrinėjamos nepakankamo kietumo po gesinimo priežastys, galimas poveikis ir veiksmingi sprendimai.

 

 

I Nepakankamo kietumo priežastys po gesinimo

 

Nepakankamo kietumo po grūdinimo priežastys yra įvairios, susijusios su įvairiais aspektais, tokiais kaip šildymas, vėsinimas, pati medžiaga ir eksploataciniai procesai.

 

1. Nepakankama arba netolygi šildymo temperatūra

Šildymo temperatūra gesinimo proceso metu yra labai svarbi galutiniam kietumui. Jei kaitinimo temperatūra yra per žema arba netolygi, tai lems netinkamą austenito transformaciją medžiagos viduje ir taip paveiks kietumą po grūdinimo. Kai kaitinama nepakankamai, medžiagoje esantis feritas gali nevisiškai ištirpti, o šis neištirpęs feritas sumažins gesinimo kietumą.

 

▲ Šildymo ir atšilimo temperatūrų poveikis likutiniam austenito kiekiui

 

 

▲ Martenzitas

 

1 paveiksle parodyta anglinio įrankių plieno čiaupo mikrostruktūra esant žemai kaitinimo temperatūrai arba trumpam laikymo laikui. Matyti, kad dėl žemos kaitinimo temperatūros ar trumpo laikymo laiko perlitas pliene virsta austenitu, o feritas lieka. Po gesinimo austenitas virsta martensitu, o feritas atsiranda kaip ėsdinimas. Kai hipoeutektoidinis plienas kaitinamas per greitai arba laikomas per trumpai, susidariusiame austenite susidaro netolygus anglies kiekis, todėl po gesinimo susidaro martensito struktūra su juodos ir baltos fazės, kaip parodyta 2 paveiksle.

 

2. Nepakankamas aušinimo greitis

Kietumas po aušinimo labai priklauso nuo aušinimo greičio. Jei aušinimo greitis yra per lėtas, austenitas turės galimybę virsti perlitu arba bainitu, kurių kietumas yra mažesnis, o ne norimą martensitą. Be to, aušinimo terpės aušinimo pajėgumas, temperatūra ir srauto greitis taip pat turės įtakos aušinimo greičiui ir taip turės įtakos gesinimo kietumui.

 

3. Netinkama medžiagos cheminė sudėtis

Cheminė medžiagos sudėtis tiesiogiai veikia jos gesinimo savybes. Pavyzdžiui, dėl nepakankamo anglies kiekio arba per mažai legiruojamųjų elementų pliene po grūdinimo gali būti nepakankamas kietumas. Anglis yra vienas iš pagrindinių elementų formuojant martensitą, o legiruojantys elementai gali patobulinti grūdelius ir pagerinti kietumą.

 

4. Netinkamas gesinimo terpės pasirinkimas

Skirtingiems plieno tipams reikia skirtingų gesinimo terpių. Jei gesinimo terpė netinkama, pvz., nepakankama aušinimo galia arba netinkamai reguliuojama temperatūra, po gesinimo gali būti nepakankamas kietumas. Pavyzdžiui, didelio grūdinimo plieno atveju, jei silpnai aušinanti alyva naudojama kaip gesinimo terpė, gali būti netinkamas kietumas.

 

▲ Plieno aušinimo greitis įvairiose terpėse

 

5. Dekarbonizacija ir oksidacija

Jei medžiagos paviršiuje prieš gesinimą įvyksta dekarbonizacija arba oksidacija, po grūdinimo tai gali žymiai sumažinti kietumą. Dekarbonizacija sumažina anglies kiekį plieno paviršiuje, o oksidacija sukuria geležies oksido nuosėdas, kurios gali turėti įtakos gesinimo efektui.

 

6. Netinkama eksploatavimo praktika

Gesinimo proceso metu vykdomos veiklos aspektai, tokie kaip pakrovimo tankis, iškrovimo metodai ir aušinimo vandens ar alyvos temperatūros kontrolė, taip pat gali turėti įtakos gesinimo kietumui. Pavyzdžiui, tankiai apkrauti ruošiniai gali sukelti netolygų aušinimą, o jei ruošinio temperatūra iškraunant yra per aukšta arba per žema, tai gali turėti įtakos gesinimo efektui.

 

 

II Nepakankamo kietumo poveikis po gesinimo

 

Nepakankamas kietumas po grūdinimo labai paveikia medžiagų eksploatacines savybes ir galutinę gaminių kokybę.

 

1. Sumažintas kietumas ir atsparumas dilimui

Nepakankamas gesinimo kietumas tiesiogiai sumažina medžiagos kietumą ir atsparumą dilimui, o tai turi įtakos jos gebėjimui atlaikyti nusidėvėjimą naudojimo metu.

 

2. Sutrumpintas tarnavimo laikas

Tokiems įrankiams kaip liejimo formos ir pjovimo įrankiai, kuriems reikalingas didelis kietumas ir atsparumas dilimui, nepakankamas gesinimo kietumas gali žymiai sutrumpinti jų tarnavimo laiką. Pelėsių paviršiai gali lengvai susidėvėti ir deformuotis, o pjovimo įrankiai gali greitai susidėvėti dėl nepakankamo kietumo.

 

3. Poveikis bendrai produkto kokybei

Gesinimas yra svarbus metalo terminio apdorojimo etapas; Nepakankamas gesinimo kietumas tiesiogiai paveiks bendrą gaminio kokybę. Pavyzdžiui, automobilių gamyboje dėl nepakankamo kietumo po gesinimo komponentai gali būti nepakankamai tvirti, o tai gali turėti įtakos visos transporto priemonės saugai ir patikimumui.

 

 

III Sprendimai

 

Norint išspręsti nepakankamo kietumo problemą po gesinimo, galima apsvarstyti keletą būdų:

 

1. Optimizuokite šildymo procesus

Įsitikinkite, kad šildymo temperatūra yra pakankama ir vienoda. Tikslus kaitinimo temperatūros ir laikymo trukmės valdymas leidžia tinkamai ir tolygiai transformuotis austenitui medžiagoje.

 

2. Padidinkite aušinimo greitį

Pasirinkite gesinimo terpę su stipresnėmis aušinimo galimybėmis arba padidinkite gesinimo terpės srautą. Be to, atkreipkite dėmesį į gesinimo terpės temperatūros valdymą, kad išlaikytumėte stabilų aušinimo pajėgumą.

 

3. Sureguliuokite cheminę medžiagų sudėtį

Keiskite cheminę medžiagų sudėtį pagal konkrečius reikalavimus, pvz., padidinkite anglies kiekį arba legiruojamųjų elementų kiekį, kad padidintumėte medžiagos kietumą ir kietumą.

 

4. Pasirinkite atitinkamą gesinimo priemonę

Pasirinkite tinkamą gesinimo terpę pagal medžiagos tipą ir dydį. Pavyzdžiui, didelio grūdinimo plieno atveju kaip gesinimo terpė galima pasirinkti stipresnį aušinimo vandenį arba druskos vonias.

 

5. Padidinkite paviršiaus apsaugą

Prieš gesinimą apdorokite medžiagos paviršių, kad išvengtumėte dekarbonizacijos ir oksidacijos. Metodai, tokie kaip kaitinimo be oksidacijos krosnis su apsaugine atmosfera arba vakuuminis kaitinimas ir gesinimas, gali padėti apsaugoti medžiagos paviršių.

 

6. Optimizuokite veiklos praktiką

Atkreipkite dėmesį į tokias detales kaip pakrovimo tankis, iškrovimo būdai ir aušinimo vandens ar alyvos temperatūros kontrolė gesinimo proceso metu. Užtikrinkite, kad gesinimo procesas vyktų sklandžiai, o poveikis būtų stabilus ir patikimas.

 

7. Taikykite dvigubo grūdinimo arba grūdinimo procesus

Jei reikia, apsvarstykite galimybę naudoti dvigubo gesinimo arba grūdinimo būdus, kad pagerintumėte medžiagos kietumą ir visapusišką veikimą. Dvigubas grūdinimas gali padidinti kietumą ir kietumą per du grūdinimo raundus, o grūdinimas gali pagerinti medžiagos kietumą ir plastiškumą išlaikant tam tikrą kietumo lygį.

 

Nepakankamas kietumas po gesinimo yra sudėtinga problema, kuriai išspręsti reikia įvairiapusio požiūrio. Faktinėje gamyboje labai svarbu visapusiškai atsižvelgti į įvairius veiksnius, pagrįstus konkrečiomis aplinkybėmis, ir imtis atitinkamų priemonių, kad gesinimo efektas atitiktų projektinius reikalavimus.