熱処理中の焼入れのマイクロスケールの変化は何ですか?

クエンチングプロセス

鋼の焼入れは、鋼を臨界温度Ac3 (hypoeutectoid steel) またはAc1 (hypereutectoid steel) に加熱し、一定期間保持する熱処理プロセスです。完全にまたは部分的にオーステナイトにしてから、Ms未満 (またはMsの近くで等温) に冷却します。 マルテンサイト (またはベイナイト) 変換の臨界冷却速度よりも速い。

プロセス

暖房、绝縁、冷却。

クエンチングの本質

過冷却オーステナイトは、マルテンサイトまたはベイナイト構造を得るためにマルテンサイトまたはベイナイトに変換されます。

クエンチングの目的

(1) さまざまな機械部品や工具のさまざまな要件を満たすために、鋼の剛性、硬度、耐摩耗性、疲労強度、靭性を大幅に向上させます。

(2) いくつかの特殊鋼の強磁性、耐食性および他の特殊な物理的および化学的特性を満たすための焼入れを通して。

アプリケーション

焼入れプロセスは、工具、測定工具、金型、ベアリング、スプリング、自動車、トラクター、ディーゼルエンジン、切削工作機械、空気圧工具、掘削機械など、最も広く使用されています。農業機械、石油機械、化学機械、繊維機械、航空機、その他の部品が焼入れプロセスを使用しています。

焼入れ媒体

ワークピースの焼入れ冷却に使用される媒体は、焼入れ冷却媒体 (または焼入れ媒体) と呼ばれます。 理想的な焼入れ媒体は、あまり多くの焼入れ応力を引き起こすことなく、ワークピースをマルテンサイトに焼入れできるという条件を有するべきである。

一般的に使用されるクエンチング媒体は、水、水溶液、鉱油、溶融塩、溶融アルカリなどである。

水

水は強い冷却能力を有する焼入れ媒体である。

• 利点: 広いソース、低価格、安定した構成は劣化しにくいです。

• 短所: 冷却能力が不安定であるため、ワークピースが変形したり割れたりしやすい。 Cカーブ (約500〜600 ℃) の「ノーズ」領域では、水は蒸気フィルム段階にあり、冷却は十分に速くありません。そして「ソフトポイント」が形成されます。 マルテンサイト転移温度ゾーン (100〜300 ℃) では、水は沸騰段階にあり、冷却が速すぎます。これは、マルテンサイト遷移速度を速すぎて大きな内部応力を生成するのが簡単であり、その結果、ワークピースが変形したり、割れたりすることさえあります。 水温が上昇すると、水にはより多くのガスが含まれているか、水は不溶性の不純物 (油、石鹸、泥など) と混合され、冷却能力が大幅に低下します。

• アプリケーション: 小さなセクションサイズとシンプルな形状の炭素鋼ワークピースの焼入れと冷却に適しています。

塩水とアルカリ水

• 水中に適切な量の塩とアルカリを加えて、高温のワークピースが冷却媒体に浸され、蒸気フィルム段階で塩とアルカリの結晶が沈殿し、すぐに破裂するようにします。蒸気フィルムが破壊され、ワークピースの表面も爆破され、 これは、高温領域における媒体の冷却能力を向上させることができ、その欠点は、媒体が腐食性であることである。

• アプリケーション: 通常の状況下では、塩水の濃度は10% であり、苛性ソーダ水溶液の濃度は10% から15% です。 それは炭素鋼と低合金構造鋼のワークピースのための焼入れ媒体として使用することができます、使用温度は60 ℃ を超えてはいけません、そして焼入れおよび反さび処置の後の時間できれいにされるべきです。

オイル

• 冷却媒体は、一般に、油、変圧器油およびディーゼル油のような鉱油 (鉱油) を使用する。 オイルは通常Noを使用します。10、いいえ。20、いいえ。30オイル、オイルの数が多いほど、粘度が高く、引火点が高いほど、冷却能力が低くなり、それに応じて温度の使用が増加します。

クエンチング方法

1つの液体のクエンチング

これは、オーステナイト化学部品を焼入れ媒体に浸し、室温に冷却する焼入れ操作方法です。 単一の液体焼入れ媒体は、水、塩水、アルカリ水、油および特別に準備された焼入れ剤を含む。

• 利点: 簡単な操作、機械化と自動化に役立ちます。

• 短所: 冷却速度は媒体の冷却特性によって制限され、焼入れの質に影響を与えます。

• 用途: 炭素鋼の場合、単一液体焼入れは単純な形状のワークピースにのみ適しています。

二重焼入れ

オーステナイト化学部品は、最初に強い冷却能力を持つ媒体に浸され、鋼部品は焼入れ媒体の温度の間に取り除かれ、すぐに弱い冷却能力を持つ別の媒体に浸されます。オイルの後の水、空気の後の水など。 二重液体焼入れは変形やひび割れの傾向を減らし、操作をマスターするのは簡単ではなく、アプリケーションには一定の制限があります。

フラクショナルマルテンサイトの消光

• それは、液体媒体 (塩浴またはアルカリ浴) の鋼製マルテンサイト点よりもわずかに高いまたはわずかに低い温度に最初に浸されたオーステナイト化学部品であり、適切な時間を維持し、内層と外層の鋼部分が空冷後の中温に達するまで、 マルテンサイト構造の焼入れプロセスを得るために、分数焼入れとしても知られています。

• 利点: フラクショナルクエンチングは、空冷後、部分温度がワークピースの内外で同じ温度にとどまるため、相変化応力と熱応力を効果的に低減できます。焼入れの変形および割れる傾向を減らして下さい。

• 用途: 変形要件の高い合金鋼および高合金鋼ワークピースに適しており、断面サイズが小さく複雑な形状の炭素鋼ワークピースにも使用できます。

ベイナイトの等温焼入れ

それは鋼のオーステナイト化であり、ベイナイト転移温度範囲 (260〜400 ℃) の等温メンテナンスへの高速冷却により、オーステナイトからベイナイトへの焼入れプロセス (等温焼入れと呼ばれることもあります) 一般的な保持時間は30〜60分です。

組み合わせクエンチング

ワークピースをMs未満に冷却して10% 〜20% のマルテンサイトを取得し、次にベイナイト下部温度ゾーンで等温化します。 この冷却方法は、大きな断面を有するワークピースがM + B構造を得ることを可能にする。 プレクエンチング中に形成されたマルテンサイトは、ベイナイトの変換を促進し、等温でマルテンサイトを和らげることができます。 複合焼入れは、最初のタイプの焼戻し脆性を回避し、残留オーステナイトの体積、つまり変形とひび割れの傾向を減らすために、合金工具鋼加工品に使用されます。