ما هو التبريد والتهدئة؟

يشير التبريد والتراجع إلى طريقة معالجة الحرارة المزدوجة التي تنطوي على تبريد وتخفيف درجات الحرارة العالية ، والتي تهدف إلى نقل الخصائص الميكانيكية الشاملة الممتازة إلى قطعة العمل. تشير ارتفاع درجات الحرارة العالية إلى أن يتم إجراء التخفيف بين 500 درجة و 650 درجة.

يمكن أن يعدل التبريد والخداع بشكل كبير خصائص وجودة الصلب ، مما يؤدي إلى تحسين القوة والليونة والصلابة ، إلى جانب خصائص ميكانيكية شاملة ممتازة. تقع ينتج الدعارة. لا يمكن تمييز البوبايت المقسى ، الذي يتكون أثناء تقهيد مارتينسيت ، إلا تحت المجهر البصري عند تكبير 500-600x. إنه بنية مركبة مكونة من كربيد (بما في ذلك الأسمنت) الشبهات الموزعة داخل مصفوفة الفريت. كما أنه شكل من أشكال martensite ، مزيج من الفريت والكربيدات الحبيبية. في هذه المرحلة ، يكون الفريت خاليًا من التشبع الكربوني ، والكربيدات مستقرة. في درجة حرارة الغرفة ، هو بنية توازن.

 

 

طرق تقع

 

التخفيف: تسمى طريقة المعالجة الحرارية التي تتضمن ارتفاع درجة الحرارة بعد التبريد.

 

طرق الشيخوخة

 

الشيخوخة: للتخلص من التغيرات الأبعاد والمورفولوجية التي قد تحدث مع الاستخدام طويل الأجل لأدوات القياس الدقيقة أو القوالب أو الأجزاء ، يتم إعادة تسخين قطعة العمل إلى 100-150 درجة لمدة 5-20 ساعة بعد تقارير درجة الحرارة المنخفضة (150-250 درجة) وقبل الانتهاء. هذا العلاج ، الذي يستقر على جودة الأجزاء الدقيقة ، يسمى الشيخوخة. يعد الشيخوخة مهمة بشكل خاص للمكونات الفولاذية التي تخضع لدرجات حرارة منخفضة أو أحمال ديناميكية للتخلص من الضغوط المتبقية وتثبيت البنية المجهرية للصلب والأبعاد.

 

الشيخوخة: للتخلص من التغيرات الأبعاد والمورفولوجية التي قد تحدث مع الاستخدام طويل الأجل لأدوات القياس الدقيقة أو القوالب أو الأجزاء ، يتم إعادة تسخين قطعة العمل إلى 100-150 درجة لمدة 5-20 ساعة بعد تقارير درجة الحرارة المنخفضة (150-250 درجة) وقبل الانتهاء. هذا العلاج ، الذي يستقر على جودة الأجزاء الدقيقة ، يسمى الشيخوخة. يعتبر علاج الشيخوخة مهمًا بشكل خاص لمكونات الصلب المعرضة لدرجات حرارة منخفضة أو أحمال ديناميكية للتخلص من الضغوط المتبقية وتثبيت البنية المجهرية للأفلب والأبعاد.

 

أثناء التبريد والتهدئة ، يجب أن يكون المقطع العرضي الكامل لقطعة العمل متشددة تمامًا ، مما يؤدي إلى البنية المجهرية التي يهيمن عليها مارتينيت غرامة تشبه الإبرة. يحقق ارتفاع درجات الحرارة العالية البنية المجهرية التي يهيمن عليها bainite خارقة بشكل موحد. لا يمكن للمصانع الصغيرة إجراء تحليل معدني على كل دفعة وعموما لا تؤدي سوى اختبار الصلابة. هذا يعني أن الصلابة بعد التبريد يجب أن تصل إلى صلابة المواد المطفأة ، ويتم التحقق من الصلابة بعد التخفيف وفقًا لمتطلبات الرسم.

 

التطبيقات ودراسات الحالة

 

غالبًا ما يتم تطبيق التبريد والتراجع على الفولاذ الهيكلي المتوسطة الكربون (منخفضة الكل) وتستخدم أيضًا في الفولاذ المصبوب من جديد. باختصار ، يجب أن تخضع جميع المكونات الهيكلية ذات المتطلبات الميكانيكية العالية للتخفيف والتهدئة. (التصلب والتهدئة ؛ التكرير الحراري) هي عملية معالجة الحرارة للمواد المعدنية. يطلق على درجة حرارة عالية من المواد بعد التبريد تبريد وتهدئة. الغرض من هذا العلاج هو نقل صلابة عالية وقوة كافية لمكونات الصلب ، مما يؤدي إلى خصائص ميكانيكية شاملة ممتازة. ومن الأمثلة على ذلك الأعمدة الرأسية ، مسامير الرصاص ، التروس ، إلخ

 

تقرع 45 الصلب

 

45 الصلب عبارة عن فولاذ هيكلي متوسطة الكربون مع خصائص عمل ساخنة وباردة ممتازة ، وخصائص ميكانيكية جيدة ، وسعر منخفض وتوافر واسع ، مما يجعله يستخدم على نطاق واسع. أكبر ضعفها هو قابلية الصلابة المنخفضة ، مما يجعلها غير مناسبة لقطاعات العمل ذات المقاطع العرضية الكبيرة أو المتطلبات العالية. درجة حرارة التبريد لـ 45 من الصلب هي درجة3+ (30-50) ، ولكن في الممارسة العملية ، يتم استخدام هذا الحد الأعلى بشكل عام. يمكن أن تؤدي درجة حرارة التبريد العالية إلى تسريع تسخين الشغل ، وتقليل أكسدة السطح ، وتحسين كفاءة العمل.

 

لتحقيق تكوين أوستنيت موحد في قطعة العمل ، يلزم وقت الاحتفاظ الكافي. إذا كان حمل الفرن الفعلي كبيرًا ، فيجب تمديد وقت الاحتفاظ بشكل مناسب. خلاف ذلك ، قد يؤدي التدفئة غير المستوية إلى عدم كفاية صلابة. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي أوقات الاحتفاظ الطويلة المفرطة أيضًا إلى الحبوب الخشنة والأكسدة الشديدة والكرز ، مما يؤدي إلى تسوية جودة التبريد. نوصي بتوسيع وقت التدفئة والاحتفاظ بمقدار خمسة إذا كان تحميل الفرن يتجاوز وثائق العملية المحددة. نظرًا لأن 45 من الصلب لديه قابلية منخفضة ، يجب استخدام محلول ملحي بنسبة 10 ٪ مع معدل تبريد مرتفع. بعد الانغماس في الماء ، يجب أن تكون قطعة العمل متشددة تمامًا ، ولكن لا يتم تبريدها تمامًا. إذا تم تبريد الشغل بالكامل في الماء المالح ، فقد تتساقط. هذا لأنه عندما تبرد قطعة العمل إلى حوالي 180 درجة ، تتحول الأوستينيت بسرعة إلى martensite ، مما يسبب الإجهاد الهيكلي المفرط.

 

لذلك ، عندما تبرد قطعة العمل التي تم إخمادها بسرعة إلى نطاق درجة الحرارة هذا ، يجب اعتماد طريقة تبريد بطيئة. نظرًا لأنه من الصعب التحكم في درجة حرارة ماء المخرج ، فمن الضروري الاعتماد على التجربة. عندما تتوقف الشغل في الماء عن الهز ، يمكن إزالته من الماء لتبريد الهواء (يفضل تبريد الزيت). علاوة على ذلك ، يجب نقل قطعة العمل بدلاً من الانغماس في الماء ، مع حركة منتظمة تتفق مع هندسة الشغل. ينتج عنه سائل تبريد ثابت مع قطعة عمل ثابتة صلابة وضغط غير متساوٍ ، مما قد يؤدي إلى تشوه كبير وحتى تكسير.

 

بعد التبريد ، يجب أن تصل صلابة 45 من الأجزاء التي تم تبريدها والمخففة إلى HRC 56-59. قد يكون هذا أقل بالنسبة للمقاطع العرضية الأكبر ، ولكن لا ينبغي أن يقل عن HRC 48. وإلا ، فإن الشغل لا يتم تبريده بالكامل ، وقد يظهر البسكويت أو حتى الفريت في البنية المجهرية. سيبقى هذا الهيكل في المصفوفة بعد التخفيف ، وهزيمة الغرض من التبريد والتهدئة. ارتفاع درجات الحرارة المرتفعة من 45 فولاذ بعد التبريد يحدث عادة في درجات حرارة تتراوح بين 560-600 درجة ، مع متطلبات صلابة من HRC 22-34. نظرًا لأن الهدف من التبريد والتهدئة هو تحقيق خصائص ميكانيكية شاملة ، فإن نطاق الصلابة واسع نسبيًا. ومع ذلك ، إذا تم تحديد متطلبات الصلابة

 

في الرسم ، يجب ضبط درجة حرارة التخفيف وفقًا لذلك لضمان صلابة. على سبيل المثال ، تتطلب بعض أجزاء العمود قوة عالية وبالتالي تتطلب صلابة أعلى ، في حين أن بعض التروس والأجزاء العمود مع الممرات تتطلب صلابة أقل لأنها ستخضع للطحن والإدراج بعد التبريد والتهدئة. يعتمد وقت التخفيف والاحتفاظ على الصلابة المطلوبة وحجم الشغل. نحن نعتقد أن الصلابة بعد التخفيف يتم تحديدها من خلال درجة حرارة التخفيف ولا علاقة لها بالوقت المتنوع. ومع ذلك ، يجب أن تكون التهدئة شاملة ، ويجب أن يكون وقت الاحتفاظ بالتهدئة على قطعة العمل عمومًا ساعة واحدة على الأقل.

 

2. تبريد وتهدئة الصلب 40CR

 

يزيد CR من صلابة الصلب ، مما يؤدي إلى تحسين قوته واستقراره المتداعي ، مما يؤدي إلى خصائص ميكانيكية ممتازة. يجب استخدام CR Steel للأبعاد المستعرضة الكبيرة أو قطع العمل الحرجة والخسارة. ومع ذلك ، يعرض CR الصلب من النوع الثاني هشاشة المدفدة. يتم تحديد المعلمات المختلفة للتخفيف وقطع عمل 40CR في المخططات العملية. كانت تجربتنا العملية على النحو التالي:

 

• بعد التبريد ، يجب أن يتم تبريد 4 قطع عمل من الفولاذ . 40 cr الصلب الممتاز ويمكن تصلبه بالتبريد في الزيت ، مع تقليل التشوه والتكسير. ومع ذلك ، يمكن للشركات الصغيرة التي تواجه ظروف إمدادات النفط المحدودة إخماد قطع عمل بسيطة في الماء ، حيث لم يتم ملاحظة التكسير. ومع ذلك ، يجب على المشغلين الاعتماد على الخبرة للتحكم الصارم في درجات حرارة مدخل المياه والمخرج.

 

• إذا ظلت صلابة قطع العمل 40CR عالية بعد التبريد والتهدئة ، فيجب زيادة درجة حرارة التهدئة الثانية بمقدار 20-50 درجة ؛ خلاف ذلك ، سيكون من الصعب تقليل صلابة.

 

• بعد ارتفاع درجة حرارة ارتفاع درجة الحرارة من قطع العمل 40CR ، يجب تبريد الأشكال المعقدة بالزيت ، في حين يجب تبريد الأشكال البسيطة في الماء لتجنب تأثيرات هشاشة من النوع الثاني. يجب أن تتعرض قطع العمل بعد التبريد السريع بعد التخفيف لعلاج تخفيف الإجهاد إذا لزم الأمر.

 

ثالثا. تتأثر جودة قطع العمل التي تم إخمادها ومخففة بشكل كبير بمهارة المشغل ، لكن العوامل الأخرى تشمل أيضًا المعدات والمواد ومعالجة ما قبل التدفق. نعتقد ما يلي:

 

(1) يؤدي النقل البطيء للنقابة العمل من فرن التدفئة إلى خزان التبريد إلى درجة حرارة الشغل التي تدخل المياه إلى أسفل النقطة الحرجة AR⁻ ، مما يؤدي إلى تحلل جزئي والبنية المجهرية غير المكتملة ، وفشل في تلبية متطلبات الصلابة. لذلك ، يجب الحفاظ على سرعة التبريد للأجزاء الصغيرة ، في حين يجب التحكم في وقت التبريد المسبق لقطع العمل الكبيرة.

 

(2) يجب أن تكون سعة تحميل قطعة الشغل معقولة ، ويفضل أن تكون طبقة واحدة إلى طبقتين. سوف تتسبب قطع العمل المتداخلة في التدفئة غير المتكافئة والصلابة غير المتكافئة.

 

(3) يجب أن تكون قطع العمل متباعدة عند دخول الماء. إن قرب المسافة بين قطع العمل سوف يعيق تمزق فيلم البخار بالقرب من قطع العمل ، مما يؤدي إلى انخفاض صلابة في المناطق القريبة من السطح.

 

(4) أثناء التبريد المفتوح ، لا تقم بإعادة إخماد قطعة العمل بأكملها. اعتمادًا على درجة انخفاض درجة حرارة الفرن ، يجب إغلاق الفرن وإعادة تسخينه في منتصف الطريق لضمان صلابة ثابتة بين قطعتي العمل بعد التبريد.

 

(5) انتبه إلى درجة حرارة سائل التبريد . 10 ٪ من محلول محلول ملحي إذا كانت درجة حرارته أعلى من 60 درجة. يجب أن يكون المبرد خاليًا من الشوائب ، مثل الزيت والطين ؛ خلاف ذلك ، ستحدث صلابة غير كافية أو غير متساوية.

 

(6) لن تؤدي قطع العمل غير المجهزة المجهزة تجهيزًا إلى صلابة موحدة. لتحقيق جودة جيدة جيدة ، يجب إجراء الدوران الخشن على قطع العمل ، ويجب إجراء التزوير على القضبان.

 

(7) جودة التحكم بدقة. إذا كانت الصلابة بعد التبريد أقل من 1-3 وحدة ، فيمكن ضبط درجة حرارة التخفيف لتلبية الصلابة المطلوبة. ومع ذلك ، إذا كانت صلابة الشغل بعد التبريد منخفضة للغاية ، وأحيانًا تكون منخفضة من HRC 25-35 ، فمن الضروري إعادة التفاعل. لا تهدف أبدًا إلى درجة حرارة متوسطة أو منخفضة لتلبية متطلبات الرسم. خلاف ذلك ، فإن الغرض من التخفيف يضيع ، وقد ينتج عن عواقب وخيمة.