Hartowanie i odpuszczanie rur stalowych

Podgrzej stal do-czerwonego stanu (z przemianą jej wewnętrznej struktury w „austenit”), a następnie szybko ją ochłodź (do postaci wody/oleju/innego ośrodka), zapobiegając „powolnemu cofaniu się” wewnętrznej struktury i zablokowaniu jej w twardym i kruchym „martenzycie”.

1. Ogrzewanie (austenityzacja)- Podgrzej stal do temperatury około 800-950 stopni, powodując przegrupowanie wewnętrznych atomów w wysokotemperaturową strukturę „austenit”. Jest to warunek wstępny; niewystarczająca temperatura oznacza, że ​​jest to strata czasu.
2. Holding - Pozwól, aby ciepło przeniknęło do rdzenia, aby zapewnić dokładne nagrzanie całego elementu i jednolitą strukturę.
3. Rłagodne chłodzenie- Na tym właśnie polega istota słowa „wygaszanie”. Kluczem jest szybkość: schłodź w ciągu kilku sekund do kilkudziesięciu sekund. Nie ma wystarczająco dużo czasu, aby atomy węgla ponownie-rozprzestrzeniły się i ułożyły w tkankę miękką (perlit/ferryt płytkowy), w związku z czym atomy zostają „zamrożone” w przesyconej, zniekształconej siatce, którą jest martenzyt -, który jest niezwykle twardy, ale także niezwykle kruchy.

Na przykład: Podobnie jak gotowanie garnka z wodą (austenityzacja), jeśli pozwolimy mu ostygnąć w sposób naturalny, utworzy się w nim zwykły lód (tkanka miękka); jeśli zostanie natychmiast zamrożony poprzez wlanie go do ciekłego azotu, cząsteczki wody nie będą mogły gromadzić się w kolejce i tworzyć nieuporządkowanego twardego lodu (martenzytu). Hartowanie przypomina „natychmiastowe zamrażanie”.
Kluczowe właściwości:

• Po hartowaniu stal staje się twardsza, mocniejsza i bardziej-odporna na zużycie (dzięki martenzytowi).
• Ale staje się również kruchy i ma duże naprężenia wewnętrzne, co czyni go podatnym na pękanie przy bezpośrednim użyciu.
• Dlatego hartowanie prawie nigdy nie jest stosowane samodzielnie; po nim należy natychmiast przeprowadzić proces odpuszczania (ponowne podgrzanie w niskiej temperaturze i chwilowe wytrzymywanie), aby zmniejszyć kruchość i naprężenia wewnętrzne oraz przywrócić wytrzymałość. Hartowanie + odpuszczanie=obróbka odpuszczająca, która jest faktycznie stosowana w inżynierii.

Zapamiętaj więc mnemonik:

Hartowanie to „hartowanie”, odpuszczanie to „ratowanie kruchości”, to para, jedno i drugie niezbędne.

Proces odpuszczania jest znacznie „łagodniejszy” niż hartowanie - nie ma potrzeby szybkiego chłodzenia. Kluczowe parametry to trzy: temperatura odpuszczania, czas przetrzymywania i metoda chłodzenia po ochłodzeniu. Wśród nich temperatura decyduje o wszystkim.

W przypadku rur stalowych najczęściej spotykane rury hartowane to te, które są poddawane odpuszczaniu-w wysokiej temperaturze: po hartowaniu odpuszczanie w temperaturze 550–650 stopni, aby uzyskać strukturę sorbitu o „wysokiej wytrzymałości i dobrej wytrzymałości”.

1. Odpuszczaj natychmiast po hartowaniu - zasada brzmi: „zahartuj natychmiast i odpuszczaj”, najlepiej przenieść do pieca do odpuszczania, gdy tylko przedmiot nie zostanie całkowicie schłodzony, aby uniknąć pęknięć w wyniku długotrwałego hartowania.

2. Załaduj do pieca w celu podgrzania - przedmiot obrabiany jest ładowany do pieca i podgrzewany lub umieszczany w piecu do temperatury docelowej. Temperaturę wybiera się zgodnie z docelową strukturą podaną w tabeli, np. 550–620 stopni w przypadku odpuszczania-w wysokiej temperaturze.

3. Trzymanie (kluczowy parametr) - pozwala na wystarczającą transformację konstrukcji i równomierną eliminację naprężeń wewnętrznych.

Wzór empiryczny to:

W przypadku stali węglowej i stopowej ogólnie należy oszacować grubość efektywną na 1,5 ~ 2,5 minuty/mm;
Powszechnie stosuje się również „Większy lub równy 2 godzinom jako dolny limit” dla izolacji;
Stal stopowa wymaga dokładniejszej izolacji niż stal węglowa, ponieważ pierwiastki stopowe dyfundują powoli.

4. Rozładunek i chłodzenie - Metoda chłodzenia po odpuszczaniu ma stosunkowo niewielki wpływ. Powszechną praktyką jest:
Stal węglowa: wystarczające jest chłodzenie powietrzem;
Stale stopowe (zwłaszcza zawierające Cr, Mn, Ni) wymagają powolnego chłodzenia (w piecu lub w piasku), aby zapobiec drugiemu rodzajowi kruchości odpuszczania.

5. Kontrola - za pomocą twardościomierza sprawdź, czy twardość mieści się w docelowym zakresie, aby określić, czy temperatura odpuszczania jest odpowiednia (jeśli twardość jest za wysoka, następnym razem zwiększ temperaturę odpuszczania; jeśli jest za niska, zmniejsz ją).

Wyjaśnienie dołu
Unikaj strefy kruchości odpuszczania Część stali stopowej doświadczy nagłego spadku udarności przy 250-400 stopniach (pierwszy typ) i powolnego chłodzenia (drugi typ) - wybierz delikatne chłodzenie lub unikaj tej strefy
Niewystarczający czas przetrzymywania Rdzeń nie odpuszcza w pełni, zewnętrzna część jest miękka, a wewnętrzna twarda, nierówna wydajność
Odchylenie temperatury 20-30 stopni różnicy w odpuszczaniu w wysokiej temperaturze może spowodować spadek twardości o kilka HRC, bardzo ważna jest jednakowa temperatura pieca

Ogrzewanie (austenityzacja 800 ~ 950 stopni) → Trzymanie → Szybkie chłodzenie (woda/olej/PAG) → [Zakończono hartowanie, otrzymano martenzyt]
→ Natychmiast przenieść do pieca do odpuszczania → Utrzymać temperaturę docelową (np. 580 stopni × 2 godz.) → Chłodzenie powietrzem/Powolne chłodzenie → [Hartowanie i odpuszczanie zakończone, otrzymano sorbit]
→ Kontrola twardości/wydajności
Mnemonik: hartowanie określa „twardość”, odpuszczanie określa „wytrzymałość”, dobór temperatury jest dokładny, czas jest wystarczający, chłodzenie zależy od rodzaju stali.