Quenching er en varmebehandlingsproces, hvor stålstøbegods opvarmes til en temperatur over Ac3 eller Ac1 og derefter hurtigt afkøles efter at have holdt i en periode for at opnå en komplet martensitisk struktur. Stålstøbegodset bør hærdes i tide for at eliminere bratkølingsspændingen og opnå de nødvendige omfattende mekaniske egenskaber. Derfor anvendes den tempererende varmebehandling normalt efter quechingen. De kaldes også QT. Den anden almindeligt anvendte varmebehandling omfatter udglødning, normalisering og fast opløsning.
SLUKNING
1. Slukningstemperatur
Slukningsopvarmningstemperaturen for hypoeutectoid stål er 30 grader -50 grader over Ac3; slukningsopvarmningstemperaturen for eutectoid stål og hypereutectoid stål er 30 grader -50 grader over Ac1. Hypoeutectoid kulstofstål opvarmes ved ovennævnte bratkølingstemperatur for at opnå finkornet austenit, og fin martensitstruktur kan opnås efter bratkøling. Det eutektoide stål og det hypereutectoide stål er blevet sfæroidiseret og udglødet før bratkøling og opvarmning, så efter opvarmning til 30 grader -50 grader over Ac1 og ufuldstændigt austenitiseret, er strukturen austenit og delvist uopløst finkornet infiltration Carbon kropspartikler. Efter bratkøling omdannes austenit til martensit, og uopløste cementitpartikler tilbageholdes. På grund af den høje hårdhed af cementit reducerer det ikke kun stålets hårdhed, men forbedrer også dets slidstyrke. Den normale quenchede struktur af hypereutectoid stål er fin flaget martensit, og fin granulær cementit og en lille mængde tilbageholdt austenit er jævnt fordelt på matrixen. Denne struktur har høj styrke og slidstyrke, men har også en vis grad af sejhed.
2. Kølemedium til bratkøling af varmebehandlingsprocessen
Formålet med quenching er at opnå fuldstændig martensit. Derfor skal afkølingshastigheden af støbestålet under bratkøling være større end den kritiske afkølingshastighed af støbestålet, ellers kan martensitstrukturen og tilsvarende egenskaber ikke opnås. En for høj afkølingshastighed kan dog let føre til deformation eller revnedannelse af støbegodset. For at opfylde ovenstående krav på samme tid skal det passende kølemedium vælges i henhold til støbematerialets materiale, eller metoden til trinvis afkøling bør vedtages. I temperaturområdet 650 grader -400 grader er den isotermiske omdannelseshastighed af superkølet austenit af stål den største. Derfor bør hurtig afkøling sikres i dette temperaturområde, når støbningen er bratkølet. Under Ms-punktet bør afkølingshastigheden være langsommere for at forhindre deformation eller revner. Kølemediet anvender normalt vand, vandig opløsning eller olie. I stadiet quenching eller austempering omfatter de almindeligt anvendte medier varm olie, smeltet metal, smeltet salt eller smeltet alkali.
Kølekapaciteten af vand i højtemperaturzonen på 650 grader -550 grader er stærk, og kølekapaciteten af vand i lavtemperaturzonen på 300 grader -200 grader er meget stærk. Vand er mere velegnet til bratkøling og afkøling af kulstofstålstøbegods med enkle former og store tværsnit. Når det bruges til bratkøling og afkøling, er vandtemperaturen generelt ikke højere end 30 grader. Derfor er det generelt vedtaget at styrke vandcirkulationen for at holde vandtemperaturen inden for et rimeligt område. Desuden vil opvarmning af salt (NaCl) eller alkali (NaOH) i vand i høj grad øge opløsningens kølekapacitet.
Den største fordel ved olie som kølemedium er, at afkølingshastigheden i lavtemperaturzonen på 300 grader -200 grader er meget lavere end for vand, hvilket i høj grad kan reducere den indre spænding af det bratkølede emne og reducere muligheden for deformation og revner i støbningen. Samtidig er oliens kølekapacitet i det høje temperaturområde på 650 grader -550 grader relativt lav, hvilket også er den største ulempe ved olie som et bratkølingsmedium. Temperaturen på bratkølende olie styres generelt til 60 grader -80 grader. Olie bruges hovedsageligt til bratkøling af legeret stålstøbegods med komplekse former og bratkøling af kulstofstålstøbegods med små tværsnit og komplekse former.
Derudover er smeltet salt også almindeligt brugt som et quenching medium, som bliver et saltbad på dette tidspunkt. Saltbadet er kendetegnet ved et højt kogepunkt og dets køleevne ligger mellem vand og olie. Saltbad bruges ofte til austemperering og scenehærdning, samt til behandling af støbegods med komplekse former, små dimensioner og strenge deformationskrav.
TEMPERING
Anløbning refererer til en varmebehandlingsproces, hvor de bratkølede eller normaliserede stålstøbegods opvarmes til en valgt temperatur, der er lavere end det kritiske punkt Ac1, og efter at have holdt dem i en periode, afkøles de med en passende hastighed. Tempererende varmebehandling kan omdanne den ustabile struktur opnået efter bratkøling eller normalisering til en stabil struktur for at eliminere stress og forbedre plasticiteten og sejheden af stålstøbegods. Generelt kaldes varmebehandlingsprocessen med bratkøling og højtemperatur-tempereringsbehandling bratkøling og tempereringsbehandling. De afkølede stålstøbegods skal hærdes i tide, og de normaliserede stålstøbegods skal hærdes, når det er nødvendigt. Ydeevnen af stålstøbegods efter anløbning afhænger af hærdningstemperaturen, tiden og antallet af gange. Forøgelsen af hærdningstemperaturen og forlængelsen af holdetiden til enhver tid kan ikke kun lindre bratkølingsspændingen af stålstøbegods, men også omdanne ustabilt bratkølet martensit til hærdet martensit, troostit eller sorbit. Styrken og hårdheden af stålstøbegods reduceres, og plasticiteten er væsentligt forbedret. For nogle mellemlegerede stål med legeringselementer, der stærkt danner carbider (såsom krom, molybdæn, vanadium og wolfram osv.), øges hårdheden og sejheden falder ved anløbning ved 400 grader -500 grader. Dette fænomen kaldes sekundær hærdning, det vil sige, at hårdheden af det støbte stål i hærdet tilstand når maksimum. I den faktiske produktion skal mellemlegeret støbestål med sekundære hærdningsegenskaber hærdes mange gange.
EFFEKTEN AF QT PÅ STØBESTØB
Ud over ydeevnen af stålstøbegods afhængigt af den kemiske sammensætning og støbeproces, kan forskellige varmebehandlingsmetoder også bruges til at få det til at have fremragende omfattende mekaniske egenskaber. Det generelle formål med varmebehandlingsprocessen er at forbedre kvaliteten af støbegodset, reducere vægten af støbegodset, forlænge levetiden og reducere omkostningerne. Varmebehandling er et vigtigt middel til at forbedre de mekaniske egenskaber af støbegods; de mekaniske egenskaber af støbegods er en vigtig indikator for at bedømme effekten af varmebehandling. Ud over følgende egenskaber skal støberiet også tage hensyn til faktorer som forarbejdningsprocedurer, skæreydelse og brugskravene til støbegodset ved varme-behandling af stålstøbegods.
1. Indflydelsen af QT på støbningens styrke
Under betingelsen af den samme støbestålsammensætning har styrken af stålstøbegods efter forskellige varmebehandlingsprocesser en tendens til at stige. Generelt kan trækstyrken af kulstofstålstøbegods og lavlegeret stålstøbegods nå 414 MPa-1724 MPa efter bratkøling og anløbning.
2. Effekten af QT på plasticiteten af stålstøbegods
Stålstøbegodsets som-støbte struktur er grov, og plasticiteten er lav. Efter varmebehandling vil dens mikrostruktur og plasticitet blive forbedret tilsvarende. Især plasticiteten af stålstøbegods efter bratkøling og tempereringsbehandling (quenching + højtemperaturtempering) vil blive væsentligt forbedret.
3. Indflydelsen af bratkøling og hærdning på sejheden af stålstøbegods
Stålstøbegodsets sejhedsindeks vurderes ofte ved slagtest. Da styrken og sejheden af stålstøbegods er et par modstridende indikatorer, skal støberiet gøre omfattende overvejelser for at vælge en passende varmebehandlingsproces for at opnå de omfattende mekaniske egenskaber, som kunderne kræver.
4. Effekten af QT på hårdheden af støbegods
Når hærdbarheden af støbestålet er den samme, kan hårdheden af støbestålet efter varmebehandling groft afspejle styrken af støbestålet. Derfor kan hårdheden bruges som et intuitivt indeks til at estimere ydeevnen af støbestål efter varmebehandling. Generelt kan hårdheden af støbegods af kulstofstål nå 120 HBW - 280 HBW efter varmebehandling.
