Kaljenje i kaljenje: Proces toplinske obrade čelika i optimizacija performansi
Kaljenje i popuštanje (kaljenje + popuštanje) uobičajeni je postupak toplinske obrade čelika, koji se obično koristi za poboljšanje svojstava čelika. Glavna svrha kaljenja i popuštanja je postizanje uravnotežene organizacijske strukture čelika kroz odgovarajuće procese zagrijavanja i hlađenja, čime se poboljšava njegova čvrstoća, tvrdoća i žilavost. Ovaj proces obično uključuje sljedeće korake:
- Zagrijavanje (austenitizacija): Čelik se prvo zagrijava iznad svoje kritične temperature (tj. temperature austenitizacije), uzrokujući da se potpuno transformira u austenit (austenit), koji je čelična struktura visoke temperature.
- Namakanje: čelik se drži na visokoj temperaturi određeno vrijeme kako bi se osigurala homogenizacija strukture. Ovaj korak pomaže poboljšati očvrsljivost materijala.
- Hlađenje (kaljenje): Čelik se brzo hladi, uzrokujući brzu transformaciju austenita u martenzit, čime se povećava tvrdoća. Odabir rashladnog medija i kontrola brzine hlađenja vrlo su kritični za uspjeh procesa kaljenja i popuštanja.
- Kaljenje: Kaljeni i kaljeni čelik obično je previše krt i tvrd, pa ga je potrebno kaliti kako bi se smanjila tvrdoća i poboljšala žilavost. Ovaj korak uključuje ponovno zagrijavanje čelika na nižu temperaturu, držanje na toplom određeno vrijeme, a zatim hlađenje.
Kaljeni i poboljšani čelik ima veću čvrstoću i tvrdoću uz zadržavanje određenog stupnja žilavosti. To ga čini prikladnim za mnoge inženjerske primjene, posebno tamo gdje je potrebna ravnoteža snage i žilavosti. Treba napomenuti da će različite vrste čelika i različiti parametri kaljenja i popuštanja (temperatura, vrijeme, brzina hlađenja itd.) rezultirati različitim svojstvima. Stoga, kada se provodi kaljenje i popuštanje, mora se razviti odgovarajući plan procesa koji se temelji na specifičnom sastavu legure i zahtjevima primjene. Ugljični čelik često se koristi bez završne toplinske obrade, ali se može žariti, normalizirati, kaliti ili poboljšati kako bi se poboljšala njegova proizvodna i mehanička svojstva.
ss400 meki čelik
SSS400/Q235 obični je konstrukcijski čelik s niskim udjelom ugljika s udjelom ugljika između 0,12% i 0,2%, što je ekvivalentno čeliku br. 10 i br. 20. U teoriji, može se kaliti kako bi se dobio martenzit, ali zbog martenzitnog ugljika supersaturacija je vrlo niska, a tvrdoća nakon kaljenja je vrlo niska, samo oko 170HBS. Tvrdoća ovog čelika u stanju isporuke je oko 144HBS (normalizirana je prije izlaska iz tvornice). Može se vidjeti da kada se kali s Q235, povećanje čvrstoće i tvrdoće nije očito, a također se mora suočiti s nedostacima toplinske obrade kao što su deformacija, pucanje, oksidacija, dekarburizacija i troškovi toplinske obrade, što je prilično neekonomično. ss400 meki čelik općenito se kupuje bez toplinske obrade. Općenito, koristi se u inženjerskim projektima gdje je potrebna velika količina čelika. Količina je ogromna. Obično se koristi nakon vrućeg valjanja. Vruće valjanje znači normalizaciju toplinske obrade. Postoji nekoliko razloga zašto se ne vrši toplinska obrada:
- Ove prilike ne zahtijevaju visoke mehaničke zahtjeve.
- Volumen čeličnih komponenti je prevelik, a toplinska obrada nije praktična.
- Materijal je jeftin, zahtjevi za kvalitetom su relativno niski, a riječ je o niskougljičnom čeliku, tako da učinak toplinske obrade nije baš dobar.
- Ako morate koristiti Q235 da ga stvrdnete, možete ga samo naugljičiti, ali to nije isplativo.
1045/S45C ugljični čelik
Čelik 1045/S45C često je korišten konstrukcijski čelik kaljen i kaljen srednje ugljikom. Hladna plastičnost ovog čelika je prosječna. Žarenje i normaliziranje nešto su bolji od kaljenja i popuštanja. Ima veću čvrstoću i bolju obradivost. Nakon odgovarajuće toplinske obrade može dobiti određeni stupanj žilavosti, plastičnosti i otpornosti na trošenje. Prikladan izvor materijala. Prikladno za zavarivanje vodikom i zavarivanje argonom, ali nije prikladno za zavarivanje plinom. Prije zavarivanja potrebno je prethodno zagrijavanje, a nakon zavarivanja potrebno je izvršiti žarenje za smanjenje naprezanja. Normaliziranje može poboljšati izvedbu rezanja sirovina s tvrdoćom manjom od 160HBS. Nakon obrade kaljenja i popuštanja, sveobuhvatna mehanička svojstva ovog čelika trebala bi se optimizirati u usporedbi s drugim konstrukcijskim čelicima srednjeg udjela ugljika. Međutim, prokaljivost ovog čelika je niska. Kritični promjer kaljenja u vodi je 12~17 mm i ima tendenciju pucanja tijekom kaljenja vodom. Kada je promjer veći od 80 mm, njegova mehanička svojstva su slična nakon kaljenja i popuštanja ili normalizacije. Veća čvrstoća i žilavost mogu se postići nakon tretmana kaljenjem i popuštanjem za srednje i male dijelove kalupa.
Primjene ugljičnog čelika 1045/S45C:
- Može se koristiti kao jedan od materijala za izradu DIN 6883-1956 klinastih klinova; može se koristiti za proizvodnju vijaka razreda 8.8 i 9.8 M16 i nižih, vijaka razreda 10.9 i M22 i nižih, matica razreda 8, 9 i 10 i podložnih pločica razreda 300HV, pogledajte JC/T 5057.40-1995 .
- Može se koristiti za proizvodnju velikih šesterokutnih vijaka visoke čvrstoće za čelične konstrukcije stupnja 8.8S M20 i niže, velikih šesterokutnih matica razreda 10H ili 8H i podložnih pločica visoke čvrstoće stupnja izvedbe 35~45HRC. Pogledajte GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4Čelik Q+T
Gore navedeni materijali su svi legirani čelici s niskim udjelom ugljika, koji sadrže legirane elemente kao što su krom i molibden, te imaju visoku kaljivost i nemaju krtost zbog topline. 25CrMo4 legirani čelik ima dovoljnu čvrstoću na visokim temperaturama ispod 500 stupnjeva, vrlo dobru zavarljivost, malu tendenciju stvaranja hladnih pukotina i dobru obradivost i plastičnost pri hladnoj deformaciji. Čelik 35CrMo4 općenito se koristi u kaljenom i kaljenom ili karburiziranom i kaljenom stanju. Specifikacije toplinske obrade za ovaj čelik: kaljenje na 880 stupnjeva, hlađenje vodom, hlađenje uljem; kaljenje na 500 stupnjeva, hlađenje vodom, hlađenje uljem. 42CrMo4 legirani čelik koristi se za proizvodnju visokotlačnih cijevi i raznih spojnih elemenata, te visokokvalitetnih karburiziranih dijelova kao što su zupčanici i osovine koji rade u nekorozivnim medijima i medijima s radnom temperaturom ispod 250 stupnjeva i sadrže mješavine dušika i vodika.
