Þekkir þú algengar slökkviaðferðir fyrir stál?

Í hitameðhöndlunarferlinu fyrir stál er slökkun kjarnaskref í því að bæta lykileiginleika eins og hörku og styrk. Með því að hita stál að tilteknu hitastigi og stjórna síðan kælingu þess er hægt að breyta innri uppbyggingu þess til að uppfylla frammistöðukröfur vinnustykkisins við mismunandi vinnuskilyrði. Eins og er, eru slökkviaðferðirnar sem almennt eru notaðar í iðnaðarframleiðslu meðal annars einnar-vökvaslökkvi, tveggja-vökvaslökkvi, stigslökkun og austemprun. Hér að neðan munum við ræða hverja þessara slökkviaðferða og eiginleika þeirra.

 

 

1. Einstök-Vökvaslökkun

Einstök-vökvaslökkun er einfaldasta og algengasta slökkviferlið og býður upp á einfaldasta aðgerðina. Nánar tiltekið er stálhlutinn fyrst hitaður að tilgreindu slökkvihitastigi. Þegar innra hitastig hlutarins er einsleitt og vel-einangrað er hann settur beint í einn slökkvimiðil og stöðugt kældur niður í stofuhita og lýkur slökkviferlinu. Algengur stakur slökkvimiðill inniheldur vatnslausnir, ýmsar slökkviolíur og loft. Kæligeta hvers miðils er mismunandi og valið fer eftir eiginleikum stáltegundarinnar og kröfum vinnustykkisins.

 

Mikilvægir kostir þessarar aðferðar liggja í einfaldleika hennar og þægindum, sem krefst ekki flókins búnaðarskipta eða færibreytustjórnunar, sem gerir hana hentuga fyrir stóriðjuframleiðslu.- Hvað varðar notagildi þess, þá hefur eina-fljótandi slökkviaðferðin ákveðnar kröfur um lögun vinnustykkisins. Það hentar betur fyrir einföld vinnustykki með óbrotin lögun, engar skarpar brúnir og engar snöggar breytingar á þversniði. Þegar það er kælt í einum miðli er hitamunurinn á milli innan og utan þessara vinnuhluta tiltölulega lítill, sem dregur úr hættu á aflögun og sprungum. Það er einnig aðlögunarhæft að margs konar stáltegundum og uppfyllir slökkviþarfir hluta með lélega herðni, svo sem lágt-kolefnis- og meðal-kolefnisstál, sem og hluta með góða herðni, eins og ál- og há-blendistál. Það er undirstöðu slökkviferli sem er oft notað í iðnaðarframleiðslu.

 

2. Tvö-fljótandi slökkviaðferð

Ólíkt „eins-skotskælingu“ aðferðinni í einni-vökvaslökkunaraðferðinni, þá notar tvær-vökvaslökkunaraðferðin „stigskælingu“ nálgun, sem notar tvo miðla með mismunandi kæligetu til að ná nákvæmari kælistjórnun. Ferlið felst í því að hita stálhlutann í austenítískt ástand. Eftir að fullkomin austenitization hefur verið tryggð er vinnustykkið fyrst slökkt í miðli með mikla kæligetu og kælt hratt niður í hitastig yfir martensít upphafshitastiginu (Ms punktur) (venjulega um 300 gráður). Þetta stig miðar að því að lækka yfirborðshitastig vinnustykkisins hratt áður en umbreyting á smábyggingu á sér stað, sem leggur grunninn að síðari hæga kælingu. Í kjölfarið er vinnustykkið strax flutt yfir í slökkvimiðil með minni kæligetu til frekari kælingar. Þetta gerir ofurkælda austenítinu kleift að breytast smám saman í martensít með tiltölulega hægum kælingarhraða, sem á endanum nær tilætluðum örbyggingu og vélrænni eiginleikum.

 

Algengar tvær -fljótandi slökkviefni samsetningar eru vatn-olía, vatn-loft, olíu-loft, olíu-saltbað og saltbað-loft. Hægt er að stilla mismunandi efnissamsetningar á sveigjanlegan hátt miðað við efni vinnustykkisins og kröfur um frammistöðu. Kjarni kostur tveggja-fljótandi slökkviaðferðarinnar er að hún dregur verulega úr aflögun og sprungum vinnustykkisins. Þessi samsetning af "hröð kælingu + hæg kæling" dregur í raun úr hitauppstreymi og byggingarálagi sem myndast við kælingu. Í reynd eru vatnsslökkvandi og olíukæling sérstaklega mikið notuð. Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga að það skiptir sköpum að stjórna kælitíma hlutans í vatninu. Of mikil eða ófullnægjandi kæling getur haft áhrif á gæði slökkvibúnaðar og til að ákvarða ákjósanlegur kælitími þarf mikla æfingu og nákvæma útreikninga. Þetta ferli er sérstaklega hentugur til að slökkva á hlutum sem eru viðkvæmir fyrir aflögun og sprungum, eins og há-kolefnisverkfærastáli og stóru lágu-blendi stáli, og krefjast mikillar afkasta.

 

3. Sviðsslökkvandi aðferð

Slökkviaðferðin í þrepum er einnig byggð á hugmyndinni um stigskælingu og er nokkuð svipuð -fljótandi slökkviaðferðinni sem fjallað var um í fyrri hlutanum, en hún krefst flóknari kælihitastýringar og meðalvals. Ferlið felur í sér að hluti sem hitaður er í austenítískt ástand er hraðslökktur í bráðið saltbað aðeins fyrir ofan eða neðan Ms punktinn. Stöðugir hitaeiginleikar bráðna saltbaðsins leyfa vinnustykkinu að kólna hratt niður í hitastig nálægt Ms punktinum. Vinnustykkið er síðan í baðinu í nokkurn tíma og leyfir yfirborði og kjarnahitastigi vinnustykkisins að renna smám saman saman og ná sama hitastigi og miðillinn. Á meðan á þessu ferli stendur á sér engin martensitic umbreyting fram. Eftir að geymslutímabilinu er lokið er vinnustykkið fjarlægt úr baðinu og hægt kælt í lofti eða olíu, sem stuðlar að hægfara umbreytingu ofurkældu austenítsins í martensít.

 

Venjulega er baðið sem notað er til að slökkva í skrefum nítrat-, basískt eða saltbað við 150-260 gráður. Innan þessa hitastigs á sér stað martensitic umbreyting fyrst og fremst í lofti. Í samanburði við tveggja vökva quenching myndar þrepa quenching með slökkvimiðli um 200 gráður minna hitaálag við kælingu. Ennfremur leyfa nokkrar mínútur af stöðugu hitastigi sumu austeníti að breytast í martensít við loftkælingu, sem dregur enn frekar úr burðarvirki og lágmarkar sprungur í vinnustykkinu. Hvað varðar notagildi, þá hentar skrefslökkvun örlítið fyrir ofan Ms punktinn betur fyrir smærri hluta eins og álstál, kolefnisstál og verkfærastál. Skrefslökkun örlítið fyrir neðan Ms punktinn hentar fyrir stærri stál með lakari herðni, sem býður upp á betra jafnvægi á milli hertanleika og aflögunarstýringar.

 

4. Austempering

Austempering er háþróað slökkviferli með strangari stjórn á kælihita og biðtíma. Það felur fyrst og fremst í sér bainít austempering og martensít austempering. Hægt er að velja viðeigandi vinnsluleið út frá æskilegri örbyggingu vinnustykkisins og frammistöðu.

 

Fyrir bainít austempering felur ferlið í sér að hita hlutann í austenítískt ástand og síðan slökkva hann hratt í miðil við hitastig á bainít umbreytingarsvæðinu með meiri kælihraða en mikilvægur kælihraði. Hlutnum er síðan haldið við þetta hitastig í nægjanlega langan tíma til að tryggja fullkomna bainít umbreytingu á ofkælda austenítinu, sem á endanum nær fram bainisbyggingu. Martensitic austempering, aftur á móti, felur í sér að slökkva hluta sem er hitaður í austenítískt ástand í heitt bað (eins og saltbað eða málmbað) við hitastig aðeins yfir Ms punktinum í langan tíma, sem gerir ofkælda austenítinu kleift að breytast smám saman í martensít við stöðugt hitastig.

 

Framúrskarandi kostur austemperunar er að það getur náð framúrskarandi vélrænni eiginleikum í vinnustykkinu, sameinað mikla hörku með góðri höggseigu en lágmarkar aflögun. Þess vegna er þetta ferli oft notað fyrir verkfæri og mót með flókin lögun, strangar aflögunarkröfur og þörf fyrir mikla hörku og höggseigju. Austempering getur einnig í raun bætt frammistöðu hluta úr kolefnisstáli með meira kolefnisinnihald en 0,6%, sem uppfyllir sérstakar rekstrarkröfur.

 

5. Samantekt

Í stuttu máli má segja að ein-vökvaslökkun, tvö-vökvaslökkun, stigslökkun og austemprun hafa hver sína einstöku kosti, sem henta stálhlutum af mismunandi lögun, efnum og afkastakröfum. Í raunverulegri framleiðslu krefjast sérstakar aðstæður vinnustykkisins vandlega val á slökkviaðferðum og nákvæmri stjórn á ferlibreytum til að fullnýta slökkviferlið og framleiða hágæða stálhluta sem uppfylla umsóknarkröfur. Þó að það séu margar mismunandi slökkviaðferðir, er grundvallarreglan að ná viðeigandi örbyggingu til að uppfylla nauðsynlegan árangur, eða að breyta slökkviaðferðinni til að forðast aflögun og sprungur. Hitameðferðarverkfræðingur sem getur náð góðum tökum á þessum tveimur lykilþáttum er mjög fær.