İnce Kare ve Dikdörtgen Çelik Boruyu Söndürürken Nelere Dikkat Etmelisiniz?

Kare veya dikdörtgen bir tüpün söndürülmesi dışarıdan tek bir işlem gibi görünür - ısıtın, sıvıya bırakın, sertçe dışarı çekin. Üretimde bu, bir dizi ayrı karardan oluşur ve bunlardan herhangi birindeki bir hata, ya bükülmüş bir boru, düzensiz bir sertlik okuması ya da parça hizmet dışı kalana kadar asla görülmeyen bir çatlak olarak ortaya çıkar. Bu, kalitenin mekanik özellik tablosu yerine üretim uygulamasından elde edilen, sonuca gerçekten karar veren kontrol noktalarının bir özetidir.

İster hazneli bir fırında ister banyoda yatay olarak ısıtılan ince bir tüp, sıcaklığa ulaştığı anda kendi ağırlığı altında hafifçe sarkar ve sertliğini kaybeder - çelik, tipik sertleşme sıcaklığına ulaşmadan çok önce oda-sıcaklığı elastik modülünün önemli bir kısmını kaybeder ve desteklenmeyen uzun bir açıklık, yalnızca kendi ağırlığı altında bile ölçülebilir şekilde eğilir.Borunun bir tuz banyosu fırınına veya çukur-tipi bir fırına dikey olarak asılması, bükülme momentini tamamen ortadan kaldırır- tüp, yatay bir açıklık üzerinde durmak yerine eksenel gerilim altında asılı kalır, dolayısıyla daha sonra düzeltilmesi gereken bir kendi-ağırlık sapması yoktur.

Bu, en çok uzunluk---çapraz-kesit oranları için önemlidir; aksi durumda yatay destek noktaları bölümün sertliğine göre birbirinden çok uzak durur. Kısa, tıknaz bir bölüm yatay ısınmayı fazla bir sonuç yaratmadan tolere eder; uzun, ince-duvarlı bir tüp bunu yapmaz. Isıtma yönlendirme kararı, battaniye fırın politikası olarak uygulanmamalı, spesifik tüpün narinliğine göre yapılmalıdır.

Fırınlar nadiren üretim hacminde aynı anda tek bir parça boyutunu çalıştırır. Farklı kesit boyutuna sahip bölümler-bir fırın yükünü paylaştığında,daha küçük bölümler fırın odasının dış ucuna doğru oturmalı, iç tarafa gömülmemelidir- ısıtılacak daha az kütleye sahip oldukları için sıcaklığa daha hızlı ulaşırlar ve kolay çıkarılacak şekilde konumlandırılırlarsa, hala ısınmakta olan daha büyük parçalara zarar vermeden sıcaklığa ulaşır ulaşmaz çekilip söndürülebilirler.

Bunu yanlış anlamanın pratik sonucu açıktır: Eğer küçük ve büyük parçalar bir çıkarma planı olmadan karıştırılırsa, ya büyük parçalar beklenirken küçük parçalar aşırı ısınır ya da büyük parçalar erken çekilip-sıcaklık altında söndürülür.Hem büyük hem de küçük parçalar ayrı ayrı zamanlanmalı ve çıkarılmalıdırfırın yükü, fırın kapısında doğaçlama yapmak yerine bu ayırmayı mümkün kılacak şekilde fiziksel olarak düzenlenmiştir.

Bir fırının sabit bir ısı çıkışı vardır. Bunu, çıkışın dayanabileceğinden daha fazla yüklerseniz ve şarj verildiğinde fırın sıcaklığı düşer -, parçalar gerçekten amaçlanan oranda ısınmaya başlamadan önce fırının ayar noktasına geri dönmek için zaman harcaması gerekir.Aşırı büyük bir şarjın ısınması daha uzun sürmez; bu aynı zamanda parçaların daha uzun süre-amaçlanandan-daha düşük bir sıcaklıkta kalması anlamına da gelirBu, östenitleştirme davranışını, sonradan düzeltilmesi zor olacak şekilde değiştirir.

Pratik kural, yükü fırının oda hacmine göre değil, gerçek güç oranına göre boyutlandırmaktır - bir fırın çoğu zaman fiziksel olarak amaçlanan oranda ısıtabileceğinden daha fazla malzeme sığdırabilir. Daha ağır bir yükleme kaçınılmaz olduğunda, başlangıçtaki sıcaklık düşüşünü telafi etmek için ısıtma süresinin uzatılması gerekir ve bu uzatma, düşük sıcaklıklı bir parçanın çekilmesiyle keşfedilmek yerine süreç planına dahil edilmelidir.

Çoğu çelik kalitesi, tek bir sayı yerine bir su verme sıcaklığı aralığı belirtir ve bu aralık içindeki seçim, su verme ortamına uygun olmalı ve parçanın neye su verildiğine bakılmaksızın sabitlenmemelidir.Su veya tuzlu suyla söndürme, sıcaklık aralığının alt ucunun normalde yeterli olmasını sağlayacak kadar ısıyı yeterince hızlı çeker- Zaten ciddi olan- bir söndürmenin üzerine aralığın en üstüne çıkmak, anlamlı bir sertlik avantajı sağlamadan çatlama ve bozulma riskini artırır.Yağ veya erimiş-tuzla söndürme, ısıyı daha yumuşak bir şekilde giderir, bu nedenle genellikle aralığın üst ucu kullanılırDaha yavaş olan soğutma hızının hala tam sertleşme derinliğine ulaştığından emin olmak için.

Bu, orta düzeyde{0}eşleşen bir karardır ve parçanın hangi sıvıya girdiğine bakılmaksızın bunu tek bir sabit sayı olarak ele almak, aynı spesifikasyona göre kağıt üzerinde işlenen iki parti arasındaki tutarsız sertlik sonuçlarının en yaygın kaynaklarından biridir.

İlk olarak ikili-orta söndürme - su veya tuzlu su, ardından yağ veya erimiş tuz - özellikle perlit dönüşümünü önlemek için gereken hızlı ilk soğutma oranını elde etmek ve bu hızlı soğutma hızını martensit dönüşüm aralığının sonuna kadar taşımanın çatlama riskini ortadan kaldırmak için kullanılır.Birinci ortamdaki bekleme süresi, tekli-ortamlı söndürme için kullanılan aynı sıcaklık-ve-bölüm mantığını izler; medyalar arasındaki aktarım ayrı kontrol gerektiren kısımdır.

Bu transfer yaklaşık 0,5 ila 2 saniye sürecektir- parçayı düşürmeden hareket ettirecek kadar uzun, ikinci ortama girmeden önce yüzeyin sıcaklığı geri kazanmaya (yeniden yükselme) zamanı olmayacak kadar kısa. Yavaş bir transfer, ikinci soğutma aşaması başlamadan önce yüzeyin tekrar ısınmasına izin vererek birinci ortamın amacını boşa çıkarır; Çok ani bir transfer, zaten sertleşme dönüşümünün yarısına gelmiş olan bir parçanın mekanik şok alması riskiyle karşı karşıya kalır. Aşağıdaki zaman çizelgesi, bu transferin, tüm dizinin etrafında oluşturulduğu martensit başlangıç ​​(Ms) ve bitiş (Mf) noktalarına göre nerede bulunduğunu gösterir.

Çeliğin açık havada sertleşme sıcaklığında ısıtılması yüzeye aynı anda iki şey yapar: oksijen yüzeyle reaksiyona girerek kireç oluşturur ve karbon, yüzey katmanından yenilenebileceğinden daha hızlı yayılır, böylece daha düşük karbon içeriğine ({0}} ve dolayısıyla çekirdekten daha düşük ulaşılabilir sertliğe - sahip dekarbürize edilmiş bir yüzey kalır.Bunun tolere edilemediği tüp yüzeyleri için ısıtma, uygun şekilde bakımı yapılan bir tuz banyosu fırınında veya koruyucu-atmosfer fırınında yapılmalıdır.her ikisi de yüzeyin serbest oksijene maruz kalmasını sınırlar.

Her ikisinin de mevcut olmadığı durumlarda, hava-atmosfere dirençli bir fırın yine de kullanılabilir, ancak yalnızca koruyucu önlemler - bir paket kaplama, bir {-oksidasyon önleyici bileşik veya kurbanlık bir sargı - mevcutsa kullanılabilir; çünkü herhangi bir koruma olmadan açık havada ısıtma, yüzey katmanını zamana ve sıcaklığa bağlı bir derinliğe kadar karbondan arındırır ve bu derinliğin belirli bir işlem denemesi olmadan kesin olarak tahmin edilmesi zordur.

Dikey olarak asılı bir tüp söndürme ortamına girdiğinde,sallanmasına izin vermek yerine küçük, kontrollü yukarı-ve-aşağı hareketlerle hareket ettirilmelidiryan yana. Salınım hareketi, sıvı içinde hareket ederken söndürme ortamının tüpün farklı yüzlerine karşı eşit olmayan yerel akışını oluşturur; bu, bu yüzleri farklı hızlarda - soğutur ve enine-kesit etrafındaki eşit olmayan bir soğuma hızı, bozulmaya ve yüzler arasındaki artık gerilim dengesizliğine doğrudan katkıda bulunur.

Bunun tersine, kontrollü bir dikey darbe, sıvı boyunca çalışırken söndürme ortamının akışını bölümün tüm çevresi etrafında nispeten eşit tutar; parçayı hareket ettirmenin asıl amacı budur - çalkalama, parçayı tankın etrafında hareket ettirmek için değil, aksi takdirde sabit bir yüzeye karşı oluşacak buhar örtüsünü soymak ve soğutma hızını eşit olmayan bir şekilde yavaşlatmak için oradadır.

Bazı parçalar tek bir konumda - bir aşınma yüzü, bir yatak yuvası alanında - toplu söndürmenin tek başına güvenilir bir şekilde sağladığından daha yüksek sertliğe ihtiyaç duyar, bunun nedeni tipik olarak o bölümün kütlesinin veya geometrisinin düz daldırmalı söndürme sırasında ısıyı söz konusu belirli bölgeden daha yavaş bir şekilde çekmesidir.Çözüm, tüm parçayı normal şekilde suya batırılmış halde tutmak, ancak özellikle daha hızlı yerel soğutma hızına ihtiyaç duyan bölgeye ek bir söndürme sıvısı spreyi yönlendirmektir., bunun yerine tam daldırmanın üstüne.

Bu, hedefe yönelik bir ektir, doğru genel söndürmenin yerine geçmez - parçanın geri kalanı, kendi gerekli sertliğine ulaşmak ve püskürtmeli bölge ile bölümün geri kalanı arasındaki sınırda kendi gerilim konsantrasyonunu oluşturacak kadar şiddetli bir sertlik uyumsuzluğunu önlemek için hala standart daldırma sırasına ihtiyaç duyar.

Tuz banyosu fırınları, erimiş tuza batırılmış elektrotlar arasındaki elektrik direnci yoluyla ısıtır ve elektrota çok yakın konumlandırılmış bir parça, bu elektrotun yakınındaki konsantre akım yolundan lokal aşırı ısınma alır -, ısıtma banyo hacmi boyunca tam olarak tek biçimli değildir ve elektrota yakınlık, bu tekdüzeliğin- en güçlü olduğu yerdir.Elektrotlardan en az 50 mm'lik bir çalışma mesafesi, bu lokal etkiyi önlemek için pratik minimum değerdir.

Aynı açıklık mantığı fırın içindeki diğer iki boyut için de geçerlidir: fırın duvarından olan mesafe ve banyonun sıvı yüzeyinin altındaki daldırma derinliği - her ikisi de en az 50 mm'de tutulmalıdır. Duvara yakın veya sıvı yüzeyine çok yakın duran bir parça, banyoda uygun şekilde merkezlenen parçadan farklı bir termal ortama maruz kalır ve bu fark, aynı yük içinde farklı konumlarda işlenen, aksi takdirde özdeş olan parçalar arasındaki tutarsız sertlik veya distorsiyon olarak ortaya çıkar.

Martemperleme - olarak da adlandırılan kademeli söndürme -, doğrudan oda sıcaklığına kadar devam etmek yerine parçayı martenzit başlangıç ​​noktasının hemen üzerindeki bir sıcaklıkta tutar ve son dönüşüm daha düzgün bir şekilde gerçekleşmeden önce sıcaklığın bölüm boyunca eşitlenmesine olanak tanır.Bu işlem için östenitleme söndürme sıcaklığının bir miktar yükseltilmesi, tutulan östenitin stabilitesini arttırır.parça soğumaya devam ettikten sonra ostenitin temiz bir şekilde martenzite dönüşmesi yerine izotermal tutma aşaması sırasında perlite dönüşme eğilimini azaltır.

Bu, daha önce açıklanan orta-uyumlu sıcaklık seçiminden kasıtlı bir sapmadır. - kademeli söndürme, tek bir ortamın soğuma ciddiyetinden ziyade tutma sırasındaki ostenit stabilitesi tarafından yönlendirilen, kendi sıcaklık mantığına sahip farklı bir işlemdir.

Yapısal ve sade karbonlu çelikler, bir ön ısıtma aşaması olmaksızın halihazırda söndürme sıcaklığında veya hatta bu sıcaklığın 20 ila 30°C üzerinde olan bir fırına doğrudan yüklenmeyi tolere eder - alaşım içerikleri, hızlı ısıtma sırasında termal şok ve tanecik büyümesinin önemli sorunlar oluşturmayacak kadar düşüktür.Yüksek-karbonlu ve yüksek-alaşımlı çelikler farklı bir durumdur: bunları doğrudan sıcak bir fırına yüklemek, kesit boyunca eşit olmayan termal genleşme ve yüksek-alaşımlı matriste aşırı tane büyümesi riskini taşır.Bu kaliteler önce yaklaşık 600°C'ye ısıtılmalı, ardından son söndürme sıcaklığına yükseltilmelidir.ikinci aşamada, bölüme, risklerin daha yüksek olduğu daha yüksek-sıcaklık aralığına geçmeden önce eşitlenmesi için zaman verilir.

Her çelik türüne aynı doğrudan-yükleme uygulamasıyla işlem yapmak, daha küçük operasyonlarda yaygın bir kısayoldur ve özellikle yüksek-karbon ve yüksek-alaşım kalitelerinde bu kısayol, yapısal karbon çeliğinin asla göstermeyeceği sorunları yaratır.

Borunun derin sertleştirilmiş bir kasaya - enine-kesitinin çoğu boyunca aşınma yükünü taşıyan kalın bir kesite - ihtiyaç duyduğu durumlarda, kalitenin izin verilen aralığı dahilinde biraz daha yüksek bir söndürme sıcaklığı, daha derin bir sertleştirme derinliğini destekler. Yalnızca yüzeysel sertleştirilmiş bir katmanın gerekli olduğu durumlarda, bu aralık dahilinde daha düşük bir sıcaklık daha iyi bir seçimdir, çünkü sertleştirme etkisini yüzeye daha yakın olacak şekilde sınırlandırır ve uygulamanın gerçekte ihtiyaç duyduğundan daha fazla bölümün östenitlenmesiyle ortaya çıkan çekirdek kırılganlığını ve distorsiyon riskini azaltır.

Bu, yukarıda açıklanan orta-uyumlu mantık ve kademeli-söndürme mantığının yanı sıra sıcaklık seçimi için üçüncü, bağımsız bir eksendir - durum-derinlik gereksinimi, söndürme ortamı ve işlem tipinin (tek-ortaya karşı kademeli) her biri sıcaklık seçimini farklı bir yöne itebilir ve son seçimin bu üçünü parçanın gerçek servis gereksinimiyle uzlaştırması gerekir.

Tahmin edilebilir bir şekilde davranabilmesi için söndürme ortamının kendisinin temiz olması ve sıcaklığının-kontrol edilmesi gerekir.Söndürme suyundaki yağ, sabun kalıntısı veya diğer kirlilikler, soğutma özelliklerini tahmin edilemeyecek şekilde değiştirir- kirlenmiş bir banyo, parçanın yüzeyinde düzgün olmayan bir buhar örtüsü oluşturabilir ve sertlik sonucu tutarsız hale gelinceye kadar soğuma hızını tespit edilmesi zor bir şekilde yavaşlatabilir.Su sıcaklığı genellikle 40 derecenin altında ve yağ sıcaklığı 80 derecenin altında kalmalıdır.- her iki ortam da ısındıkça soğutma şiddetini kaybeder ve soğutma olmadan tekrarlanan kullanım nedeniyle amaçlanan sıcaklığın üzerine çıkan bir banyo, prosesin tasarlandığından daha az agresif bir şekilde söndürme işlemini gerçekleştirir.

Şimdi iletişime geçin