ครอบคลุมและมีรายละเอียด! ความรู้ที่สมบูรณ์เกี่ยวกับการดับเหล็ก

การดับของเหล็กเป็นกระบวนการที่สำคัญที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการบำบัดความร้อน การดับสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเหล็กได้อย่างมีนัยสำคัญ

คำจำกัดความและวัตถุประสงค์ของการดับ

เหล็กถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าจุดวิกฤต AC3 (Hypoeutectoid Steel) หรือ AC1 (Hypereutectoid Steel) เก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งที่จะทำให้มันเต็มหรือบางส่วนในออสเทนนิดิสและเย็นลงด้วยความเร็วที่สูงกว่าความเร็วในการดับวิกฤต กระบวนการบำบัดความร้อนที่เปลี่ยนออสเทนไนต์ซูเปอร์คูลให้เป็นมาร์เทนไซต์หรือ bainite ล่างเรียกว่าการดับ

จุดประสงค์ของการดับคือการเปลี่ยนออสเทนไนต์ซูเปอร์คูลให้เป็น Martensite หรือ bainite เพื่อให้ได้โครงสร้าง bainite หรือล่างซึ่งจะรวมกับการแบ่งเบาอารมณ์ที่อุณหภูมิที่แตกต่างกันเพื่อปรับปรุงความแข็งแรงความแข็งและความต้านทานของเหล็ก ความสามารถในการสวมใส่ความแข็งแรงและความเหนียว ฯลฯ เพื่อตอบสนองความต้องการการใช้งานที่แตกต่างกันของชิ้นส่วนและเครื่องมือเชิงกลต่างๆ การดับสามารถใช้เพื่อตอบสนองคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีพิเศษของเหล็กกล้าพิเศษบางอย่างเช่น ferromagnetism และความต้านทานการกัดกร่อน

เมื่อชิ้นส่วนเหล็กถูกทำให้เย็นลงในสื่อดับพร้อมการเปลี่ยนแปลงในสภาพกายภาพกระบวนการระบายความร้อนโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนต่อไปนี้: ขั้นตอนฟิล์มไอขั้นตอนการเดือดและเวทีการพาความร้อน

ความแข็งของเหล็กกล้า

ความแข็งและการแข็งตัวเป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพสองตัวที่แสดงถึงความสามารถของเหล็กในการรับการดับ พวกเขายังเป็นพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการเลือกวัสดุและการใช้งาน

1. แนวคิดเรื่องความแข็งและความแข็ง

การทำให้ชุบแข็งเป็นความสามารถของเหล็กเพื่อให้ได้ความแข็งสูงสุดที่สามารถทำได้เมื่อดับชุบแข็งภายใต้เงื่อนไขในอุดมคติ ปัจจัยหลักที่กำหนดความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กคือปริมาณคาร์บอนของเหล็กหรืออย่างแม่นยำยิ่งขึ้นปริมาณคาร์บอนที่ละลายในออสเทนไนต์ในระหว่างการดับและความร้อน ยิ่งปริมาณคาร์บอนสูงเท่าใดความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น องค์ประกอบการผสมในเหล็กมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อความแข็ง แต่พวกเขามีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความทนทานของเหล็ก

การชุบแข็งหมายถึงลักษณะที่กำหนดความลึกของการแข็งตัวและการกระจายความแข็งของเหล็กภายใต้เงื่อนไขที่กำหนด นั่นคือความสามารถในการได้รับความลึกของชั้นแข็งเมื่อเหล็กดับ มันเป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของเหล็ก การทำให้ชุบแข็งนั้นสะท้อนให้เห็นถึงความสะดวกที่ออสเทนไนต์เปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์เมื่อเหล็กดับ ส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับความเสถียรของออสเทนไนต์ซูเปอร์คูลของเหล็กหรืออัตราการระบายความร้อนที่สำคัญของเหล็ก

ควรชี้ให้เห็นว่าการทำให้แข็งของเหล็กต้องแตกต่างจากความลึกของชิ้นส่วนเหล็กที่มีประสิทธิภาพภายใต้เงื่อนไขการดับที่เฉพาะเจาะจง ความแข็งของเหล็กเป็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของเหล็กเอง ขึ้นอยู่กับปัจจัยภายในของตัวเองเท่านั้นและไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับปัจจัยภายนอก ความลึกของเหล็กกล้าที่มีประสิทธิภาพไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับความแข็งของเหล็ก แต่ยังขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ มันเกี่ยวข้องกับปัจจัยภายนอกเช่นสื่อความเย็นและขนาดงาน ตัวอย่างเช่นภายใต้สภาวะออสเทนนิทเดียวกันความแข็งของเหล็กเดียวกันนั้นเหมือนกัน แต่ความลึกของการชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพนั้นมีขนาดใหญ่กว่าการดับน้ำมันและชิ้นส่วนเล็ก ๆ ก็มีขนาดเล็กกว่าการดับน้ำมัน ความลึกของการชุบแข็งที่มีประสิทธิภาพของชิ้นส่วนขนาดใหญ่มีขนาดใหญ่ นี่ไม่ได้หมายความว่าการดับน้ำมีความทนทานต่อการชุบแข็งสูงกว่าการดับน้ำมันและไม่สามารถพูดได้ว่าชิ้นส่วนเล็ก ๆ มีความทนทานสูงกว่าชิ้นส่วนขนาดใหญ่ จะเห็นได้ว่าในการประเมินความแข็งของเหล็กอิทธิพลของปัจจัยภายนอกเช่นรูปร่างชิ้นงานขนาดขนาดสื่อความเย็น ฯลฯ จะต้องถูกกำจัด

นอกจากนี้เนื่องจากความแข็งและการแข็งตัวเป็นสองแนวคิดที่แตกต่างกันเหล็กที่มีความแข็งสูงหลังจากการดับไม่จำเป็นต้องมีความแข็งสูง และเหล็กที่มีความแข็งต่ำอาจมีความทนทานสูง

2. ปัจจัยที่มีผลต่อความทนทาน

ความแข็งของเหล็กขึ้นอยู่กับความเสถียรของออสเทนไนต์ ปัจจัยใด ๆ ที่สามารถปรับปรุงความเสถียรของ Supercooled Austenite เปลี่ยนเส้นโค้ง C ไปทางขวาและลดอัตราการระบายความร้อนที่สำคัญสามารถปรับปรุงความสามารถในการแข็งตัวของเหล็กสูง ความเสถียรของออสเทนไนต์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีขนาดของเมล็ดและความสม่ำเสมอขององค์ประกอบซึ่งเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางเคมีของเหล็กและสภาวะความร้อน

3. วิธีการตัดสินใจของการแข็งตัว

มีวิธีการมากมายในการวัดความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กซึ่งเป็นวิธีการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางที่สำคัญที่สุดคือวิธีการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางที่สำคัญและวิธีการทดสอบความแข็งปลาย

(1) วิธีการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางวิกฤต: หลังจากที่เหล็กดับในสื่อที่กำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดเมื่อมาร์เทนไซต์ทั้งหมดหรือโครงสร้างมาร์เทนไซต์ 50% ในศูนย์กลางเรียกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางวิกฤตแสดงโดย DC วิธีการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางวิกฤตคือการสร้างชุดของแท่งกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่แตกต่างกันและหลังจากการดับวัดความแข็งของเส้นโค้ง U กระจายไปตามเส้นผ่านศูนย์กลางของแต่ละส่วนตัวอย่างและค้นหาก้านที่มีโครงสร้างกึ่ง martensite ตรงกลาง เส้นผ่านศูนย์กลางของก้านกลมที่เป็นเส้นผ่านศูนย์กลางที่สำคัญ ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางวิกฤตยิ่งใหญ่เท่าใดความสามารถในการแข็งตัวของเหล็กก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

(2) วิธีการทดสอบการดับแบบสิ้นสุดวิธีการทดสอบการดับปลายใช้ชิ้นงานขนาดมาตรฐานที่มีขนาดมาตรฐาน (φ25mm× 100 มม.) หลังจากออสเทนดิเซชั่นน้ำจะถูกพ่นบนพื้นผิวด้านหนึ่งของอุปกรณ์พิเศษเพื่อทำให้เย็นลง หลังจากระบายความร้อนมันจะถูกทำให้เย็นตามทิศทางแกน วิธีทดสอบสำหรับการวัดเส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างความแข็งและระยะทางจากปลายระบายความร้อนด้วยน้ำ วิธีการทดสอบการชุบแข็งปลายเป็นหนึ่งในวิธีการในการกำหนดความสามารถในการแข็งตัวของเหล็ก ข้อดีของมันคือการทำงานที่ง่ายและช่วงแอปพลิเคชันที่กว้าง

4. ความเครียดความเครียดความผิดปกติและการแตกร้าว

(1) ความเครียดภายในของชิ้นงานในระหว่างการดับ

เมื่อชิ้นงานเย็นลงอย่างรวดเร็วในสื่อดับเนื่องจากชิ้นงานมีขนาดที่แน่นอนและค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนก็มีค่าที่แน่นอนการไล่ระดับอุณหภูมิที่แน่นอนจะเกิดขึ้นตามส่วนด้านในของชิ้นงานในระหว่างกระบวนการระบายความร้อน อุณหภูมิพื้นผิวต่ำอุณหภูมิแกนสูงสูงและอุณหภูมิพื้นผิวและแกนกลางสูง มีความแตกต่างของอุณหภูมิ ในระหว่างกระบวนการระบายความร้อนของชิ้นงานมีสองปรากฏการณ์ทางกายภาพ: หนึ่งคือการขยายตัวทางความร้อนเมื่ออุณหภูมิลดลงความยาวของเส้นของชิ้นงานจะหดตัว; อีกอย่างคือการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนต์เป็นมาร์เทนไซต์เมื่ออุณหภูมิลดลงไปที่จุดเปลี่ยนมาร์เทนไซต์ ซึ่งจะเพิ่มปริมาณเฉพาะ เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิในระหว่างกระบวนการทำความเย็นปริมาณการขยายตัวทางความร้อนจะแตกต่างกันในส่วนต่าง ๆ ตามส่วนตัดของชิ้นงานและความเครียดภายในจะถูกสร้างขึ้นในส่วนต่าง ๆ ของชิ้นงาน เนื่องจากการมีอยู่ของความแตกต่างของอุณหภูมิภายในชิ้นงานอาจมีส่วนที่อุณหภูมิลดลงเร็วกว่าจุดที่มาร์เทนไซต์ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรขยายตัวและชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิสูงยังคงสูงกว่าจุดและยังอยู่ในสถานะออสเทนไนต์ ส่วนต่าง ๆ เหล่านี้จะสร้างความเครียดภายในเนื่องจากความแตกต่างในการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงเฉพาะ ดังนั้นความเครียดภายในสองชนิดอาจถูกสร้างขึ้นในระหว่างการดับและกระบวนการระบายความร้อน: หนึ่งคือความเครียดจากความร้อนและอีกชนิดหนึ่งคือความเครียดของเนื้อเยื่อ

ตามลักษณะเวลาการดำรงอยู่ของความเครียดภายในมันสามารถแบ่งออกเป็นความเครียดทันทีและความเครียดที่เหลืออยู่ ความเครียดภายในที่เกิดจากชิ้นงานในช่วงเวลาหนึ่งในระหว่างกระบวนการระบายความร้อนเรียกว่าความเครียดทันที หลังจากชิ้นงานเย็นลงความเครียดที่เหลืออยู่ภายในชิ้นงานจะเรียกว่าความเครียดที่เหลืออยู่

ความเครียดจากความร้อนหมายถึงความเครียดที่เกิดจากการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่สอดคล้องกัน (หรือการหดตัวของเย็น) เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิในส่วนต่าง ๆ ของชิ้นงานเมื่อมันถูกทำให้ร้อน (หรือเย็น)

ตอนนี้ใช้กระบอกสูบที่เป็นของแข็งเป็นตัวอย่างเพื่อแสดงให้เห็นถึงการก่อตัวและการเปลี่ยนแปลงกฎของความเครียดภายในในระหว่างกระบวนการทำความเย็น เฉพาะความเครียดตามแนวแกนเท่านั้นที่กล่าวถึงที่นี่ ที่จุดเริ่มต้นของการระบายความร้อนเนื่องจากพื้นผิวเย็นลงอย่างรวดเร็วอุณหภูมิต่ำและหดตัวมากในขณะที่แกนเย็นช้าลงอุณหภูมิสูงและการหดตัวมีขนาดเล็ก เป็นผลให้พื้นผิวและด้านในรบกวนซึ่งกันและกันส่งผลให้เกิดความเครียดแรงดึงบนพื้นผิวในขณะที่แกนอยู่ภายใต้ความกดดัน ความเครียด. เมื่อดำเนินการระบายความร้อนความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอกจะเพิ่มขึ้นและความเครียดภายในก็เพิ่มขึ้นตามลำดับ เมื่อความเครียดเพิ่มขึ้นเกินความแข็งแรงของผลผลิตที่อุณหภูมินี้การเปลี่ยนรูปพลาสติกจะเกิดขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิของแกนกลางสูงกว่าพื้นผิวแกนกลางจะหดตัวเป็นแกนก่อนเสมอ อันเป็นผลมาจากการเสียรูปของพลาสติกความเครียดภายในจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป หลังจากเย็นลงในช่วงระยะเวลาหนึ่งอุณหภูมิพื้นผิวจะค่อยๆชะลอตัวลงและการหดตัวของมันก็จะค่อยๆลดลงเช่นกัน ในเวลานี้แกนยังคงหดตัวลงดังนั้นความเครียดแรงดึงบนพื้นผิวและความเครียดจากแรงอัดบนแกนจะค่อยๆลดลงจนกว่าพวกเขาจะหายไป อย่างไรก็ตามเมื่อการระบายความร้อนยังคงดำเนินต่อไปความชื้นของพื้นผิวจะลดลงและต่ำลงและปริมาณการหดตัวจะน้อยลงเรื่อย ๆ หรือหยุดการหดตัว เนื่องจากอุณหภูมิของแกนกลางยังคงสูงจึงจะลดลงต่อไปและในที่สุดความเครียดแรงอัดจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของชิ้นงานในขณะที่แกนจะมีความเครียดแรงดึง อย่างไรก็ตามเนื่องจากอุณหภูมิต่ำจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะผลิตการเสียรูปพลาสติกดังนั้นความเครียดนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อการระบายความร้อนดำเนินไป มันยังคงเพิ่มขึ้นและในที่สุดก็ยังคงอยู่ในชิ้นงานเป็นความเครียดที่เหลืออยู่

จะเห็นได้ว่าความเครียดจากความร้อนในระหว่างกระบวนการทำความเย็นในขั้นต้นทำให้ชั้นพื้นผิวยืดออกและแกนจะถูกบีบอัดและความเครียดที่เหลืออยู่ที่เหลือคือชั้นพื้นผิวที่จะบีบอัดและแกนที่จะยืด

โดยสรุปแล้วความเครียดจากความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างการทำความเย็นแบบดับนั้นเกิดจากความแตกต่างของอุณหภูมิแบบตัดขวางในระหว่างกระบวนการทำความเย็น ยิ่งอัตราการระบายความร้อนและความแตกต่างของอุณหภูมิแบบตัดขวางมากเท่าใดก็ยิ่งเกิดความเครียดจากความร้อนมากขึ้นเท่านั้น ภายใต้สภาวะการระบายความร้อนแบบเดียวกันยิ่งอุณหภูมิความร้อนของชิ้นงานมีขนาดใหญ่ขึ้นเท่าใดค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของเหล็กจะยิ่งมีความแตกต่างของอุณหภูมิมากขึ้นเท่านั้น หากชิ้นงานเย็นลงอย่างไม่สม่ำเสมอที่อุณหภูมิสูงมันจะบิดเบี้ยวและผิดรูป หากความเครียดแรงดึงทันทีที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการระบายความร้อนของชิ้นงานมีค่ามากกว่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุการดับจะเกิดขึ้น

ความเครียดการเปลี่ยนแปลงเฟสหมายถึงความเครียดที่เกิดจากช่วงเวลาที่แตกต่างกันของการเปลี่ยนแปลงเฟสในส่วนต่าง ๆ ของชิ้นงานในระหว่างกระบวนการบำบัดความร้อนหรือที่เรียกว่าความเครียดของเนื้อเยื่อ

ในระหว่างการดับและการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วเมื่อชั้นพื้นผิวถูกทำให้เย็นลงไปที่จุด MS การเปลี่ยนแปลงของ Martensitic จะเกิดขึ้นและทำให้เกิดการขยายตัวของปริมาณ อย่างไรก็ตามเนื่องจากการอุดตันของแกนกลางที่ยังไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงชั้นพื้นผิวจะสร้างความเค้นแรงอัดในขณะที่แกนกลางมีความเครียดแรงดึง เมื่อความเครียดมีขนาดใหญ่พอมันจะทำให้เกิดการเสียรูป เมื่อแกนกลางเย็นลงไปที่จุด MS มันจะได้รับการเปลี่ยนแปลง martensitic และขยายในปริมาณ อย่างไรก็ตามเนื่องจากข้อ จำกัด ของชั้นพื้นผิวที่ถูกแปลงด้วยพลาสติกต่ำและความแข็งแรงสูงความเครียดที่เหลืออยู่สุดท้ายจะอยู่ในรูปของแรงตึงผิวและแกนจะอยู่ภายใต้แรงกดดัน จะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงและสถานะสุดท้ายของความเครียดการเปลี่ยนแปลงเฟสนั้นตรงข้ามกับความเครียดจากความร้อน ยิ่งไปกว่านั้นเนื่องจากความเครียดเปลี่ยนเฟสเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำที่มีพลาสติกต่ำการเสียรูปเป็นเรื่องยากในเวลานี้ดังนั้นความเครียดการเปลี่ยนเฟสจึงมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการแตกร้าวของชิ้นงาน

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อขนาดของความเครียดการเปลี่ยนแปลงเฟส ยิ่งอัตราการระบายความร้อนของเหล็กในช่วงอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของ Martensite เร็วเท่าใดก็ยิ่งมีขนาดของชิ้นส่วนเหล็กมากขึ้นเท่าใดการนำความร้อนของเหล็กก็ยิ่งยิ่งมีปริมาณมาร์เทนไซต์มากขึ้นเท่าใด ยิ่งใหญ่ นอกจากนี้ความเครียดจากการแปลงเฟสยังเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของเหล็กและความทนทานของเหล็ก ตัวอย่างเช่นเหล็กกล้าอัลลอยสูงคาร์บอนสูงเพิ่มปริมาณที่เฉพาะเจาะจงของ Martensite เนื่องจากปริมาณคาร์บอนสูงซึ่งควรเพิ่มความเครียดจากการเปลี่ยนแปลงเฟสของเหล็ก อย่างไรก็ตามเมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้นจุด MS จะลดลงและมีออสเทนไนต์ที่เก็บรักษาไว้จำนวนมากหลังจากดับ การขยายตัวของปริมาตรลดลงและความเครียดที่เหลืออยู่ต่ำ

(2) การเสียรูปของชิ้นงานในระหว่างการดับ

ในระหว่างการดับมีสองประเภทหลักของการเสียรูปในชิ้นงาน: หนึ่งคือการเปลี่ยนแปลงในรูปร่างทางเรขาคณิตของชิ้นงานซึ่งปรากฏเป็นการเปลี่ยนแปลงของขนาดและรูปร่างซึ่งมักเรียกว่าการเสียรูปแปรปรวนซึ่งเกิดจากการดับความเครียด; อีกอย่างคือปริมาณการเสียรูป ซึ่งแสดงให้เห็นว่าตัวเองเป็นการขยายตัวสัดส่วนหรือการหดตัวของปริมาตรของชิ้นงานซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรเฉพาะระหว่างการเปลี่ยนเฟส

การเสียรูปที่แปรปรวนยังรวมถึงการเสียรูปรูปร่างและการเปลี่ยนรูปแบบบิด การเปลี่ยนรูปแบบบิดส่วนใหญ่เกิดจากการจัดวางชิ้นงานที่ไม่เหมาะสมในเตาในระหว่างการให้ความร้อนหรือขาดการรักษารูปร่างหลังจากการแก้ไขการเสียรูปก่อนดับหรือการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอของชิ้นงานชิ้นงานเมื่อชิ้นงานเย็นลง การเสียรูปนี้สามารถวิเคราะห์และแก้ไขสำหรับสถานการณ์เฉพาะ ส่วนใหญ่จะกล่าวถึงการเสียรูปของปริมาณและการเสียรูปรูปร่าง

1) สาเหตุของการดับการเสียรูปและกฎที่เปลี่ยนแปลง

ปริมาณการเสียรูปที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสถานะโครงสร้างของชิ้นงานก่อนที่การดับโดยทั่วไปเป็นไข่มุกนั่นคือโครงสร้างผสมของเฟอร์ไรต์และซีเมนต์และหลังจากดับมันเป็นโครงสร้าง martensitic ปริมาณเฉพาะที่แตกต่างกันของเนื้อเยื่อเหล่านี้จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงก่อนและหลังการดับทำให้เกิดการเสียรูป อย่างไรก็ตามการเสียรูปนี้จะทำให้ชิ้นงานขยายและทำสัญญาตามสัดส่วนเท่านั้นดังนั้นจึงไม่เปลี่ยนรูปร่างของชิ้นงาน

นอกจากนี้ยิ่งมาร์เทนไซต์มากขึ้นในโครงสร้างหลังการรักษาด้วยความร้อนหรือปริมาณคาร์บอนที่สูงขึ้นใน Martensite ยิ่งมีการขยายตัวของปริมาณมากขึ้นและปริมาณของออสเทนไนท์ที่เก็บรักษาได้มากขึ้น ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมเนื้อหาสัมพัทธ์ของ Martensite และเก็บรักษาออสเทนไนต์ในระหว่างการรักษาด้วยความร้อน หากควบคุมได้อย่างถูกต้องปริมาณจะไม่ขยายหรือหดตัว

(A) การเปลี่ยนรูปรูปร่างที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปความร้อนที่เกิดจากความเครียดจากความร้อนเกิดขึ้นในพื้นที่อุณหภูมิสูงซึ่งชิ้นส่วนเหล็กมีความแข็งแรงต่ำพลาสติกสูงการระบายความร้อนพื้นผิวอย่างรวดเร็วและความแตกต่างของอุณหภูมิที่ใหญ่ที่สุดระหว่างภายในและนอกชิ้นงาน ในเวลานี้ความเครียดจากความร้อนในทันทีคือความเครียดแรงดึงพื้นผิวและความเครียดจากแรงอัดหลัก เนื่องจากอุณหภูมิแกนสูงในเวลานี้ความแข็งแรงของผลผลิตต่ำกว่าพื้นผิวมากดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าการเสียรูปภายใต้การกระทำของความเครียดแรงอัดหลายทิศทางนั่นคือลูกบาศก์เป็นทรงกลมในทิศทาง ความหลากหลาย. ผลที่ได้คือยิ่งมีขนาดใหญ่ขึ้นและยิ่งมีขนาดเล็กลง ตัวอย่างเช่นกระบอกสูบยาวจะสั้นลงในทิศทางความยาวและขยายในทิศทางเส้นผ่านศูนย์กลาง

(b) การเสียรูปรูปร่างที่เกิดจากการเปลี่ยนรูปแบบความเครียดของเนื้อเยื่อที่เกิดจากความเครียดของเนื้อเยื่อก็เกิดขึ้นในช่วงเวลาแรกเมื่อความเครียดของเนื้อเยื่อสูงสุด ในเวลานี้ความแตกต่างของอุณหภูมิแบบตัดขวางมีขนาดใหญ่อุณหภูมิแกนจะสูงกว่ามันยังคงอยู่ในสถานะออสเทนไนท์พลาสติกดีและความแข็งแรงของผลผลิตต่ำ ความเครียดของเนื้อเยื่อทันทีคือความเครียดจากการบีบอัดพื้นผิวและความเครียดแรงดึงหลัก ดังนั้นการเสียรูปจึงปรากฏว่าเป็นการยืดตัวของแกนกลางภายใต้การกระทำของความเครียดแรงดึงหลายทิศทาง ผลที่ได้คือภายใต้การกระทำของความเครียดของเนื้อเยื่อด้านที่ใหญ่กว่าของชิ้นงานยืดยาวในขณะที่ด้านที่เล็กกว่าจะสั้นลง ตัวอย่างเช่นการเสียรูปที่เกิดจากความเครียดของเนื้อเยื่อในกระบอกสูบยาวคือการยืดตัวของความยาวและการลดลงของเส้นผ่านศูนย์กลาง ตารางต่อไปนี้แสดงกฎการเปลี่ยนรูปแบบดับของชิ้นส่วนเหล็กทั่วไปต่างๆ

รูปภาพ

2) ปัจจัยที่มีผลต่อการปราบปรามการเสียรูป

ปัจจัยที่มีผลต่อการเสียรูปแบบดับเป็นส่วนใหญ่องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กโครงสร้างดั้งเดิมรูปทรงเรขาคณิตของชิ้นส่วนและกระบวนการบำบัดความร้อน

(3) การดับรอยแตก

รอยแตกในส่วนที่ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงปลายของการดับและการระบายความร้อนนั่นคือหลังจากการเปลี่ยนแปลงของ Martensitic นั้นเสร็จสมบูรณ์โดยทั่วไปหรือหลังจากการระบายความร้อนที่สมบูรณ์ความล้มเหลวที่เปราะบางเกิดขึ้นเนื่องจากความเครียดแรงดึงในชิ้นส่วนเกินความต้านทานการแตกหักของเหล็ก รอยแตกมักจะตั้งฉากกับทิศทางของการเสียรูปแรงดึงสูงสุดดังนั้นรูปแบบที่แตกต่างกันของรอยแตกในส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสถานะการกระจายความเครียด

ประเภทที่พบบ่อยของรอยแตกดับ: รอยแตกตามยาว (แกน) ส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นเมื่อความเครียดแรงดึงแทนเจนต์เกินกว่าความแข็งแรงในการแตกของวัสดุ; รอยแตกตามขวางจะเกิดขึ้นเมื่อความเครียดแรงดึงตามแนวแกนขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวด้านในของชิ้นส่วนเกินกว่าความแข็งแรงของวัสดุ รอยแตก; รอยแตกของเครือข่ายเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของความเครียดแรงดึงสองมิติบนพื้นผิว การปอกเปลือกแตกเกิดขึ้นในชั้นแข็งที่บางมากซึ่งอาจเกิดขึ้นเมื่อความเครียดเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและความเครียดแรงดึงมากเกินไปทำหน้าที่ในทิศทางรัศมี ชนิดของรอยแตก

รอยแตกตามยาวเรียกว่ารอยแตกตามแนวแกน รอยแตกเกิดขึ้นที่ความเครียดแรงดึงสูงสุดใกล้กับพื้นผิวของชิ้นส่วนและมีความลึกที่แน่นอนไปยังศูนย์กลาง ทิศทางของรอยแตกมักจะขนานกับแกน แต่ทิศทางอาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อมีความเข้มข้นของความเครียดในส่วนหรือเมื่อมีข้อบกพร่องโครงสร้างภายใน

หลังจากชิ้นงานมีการดับอย่างสมบูรณ์รอยแตกตามยาวมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้น สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความเครียดแรงดึงแบบสัมผัสขนาดใหญ่บนพื้นผิวของชิ้นงานที่ดับ เมื่อปริมาณคาร์บอนของเหล็กเพิ่มขึ้นแนวโน้มที่จะเกิดรอยแตกตามยาวเพิ่มขึ้น เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำมีปริมาณ martensite ขนาดเล็กและความเครียดจากความร้อนที่แข็งแกร่ง มีความเครียดแรงอัดที่ตกค้างขนาดใหญ่บนพื้นผิวดังนั้นจึงไม่ง่ายที่จะดับ เมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้นความเครียดจากการบีบอัดพื้นผิวจะลดลงและความเครียดของโครงสร้างจะเพิ่มขึ้น ในเวลาเดียวกันความเครียดแรงดึงสูงสุดจะเคลื่อนไปทางชั้นผิว ดังนั้นเหล็กกล้าคาร์บอนสูงจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยร้าวในระยะยาวเมื่อร้อนเกินไป

ขนาดของชิ้นส่วนโดยตรงมีผลโดยตรงต่อขนาดและการกระจายของความเครียดที่เหลือและแนวโน้มการแตกร้าวดับก็แตกต่างกันเช่นกัน รอยแตกตามยาวนั้นเกิดขึ้นได้อย่างง่ายดายโดยการดับภายในช่วงขนาดหน้าตัดที่เป็นอันตราย นอกจากนี้การอุดตันของวัตถุดิบเหล็กมักจะทำให้เกิดรอยแตกตามยาว เนื่องจากชิ้นส่วนเหล็กส่วนใหญ่ทำโดยการกลิ้ง, การรวมที่ไม่ใช่ทอง, คาร์ไบด์ ฯลฯ ในเหล็กจะถูกกระจายไปตามทิศทางการเสียรูปทำให้เหล็กเป็น anisotropic ตัวอย่างเช่นหากเหล็กเครื่องมือมีโครงสร้างเหมือนแถบความแข็งแรงของการแตกหักตามขวางหลังจากการดับมีขนาดเล็กกว่าความแข็งแรงของการแตกหักตามยาว 30% ถึง 50% หากมีปัจจัยต่าง ๆ เช่นการรวมที่ไม่ใช่ทองในเหล็กที่ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเครียดแม้ว่าความเครียดแทนเจนต์จะมากกว่าความเครียดตามแนวแกนรอยแตกตามยาวนั้นง่ายต่อการเกิดขึ้นภายใต้สภาวะความเครียดต่ำ ด้วยเหตุนี้การควบคุมระดับอย่างเข้มงวดของระดับการรวมที่ไม่ใช่โลหะและน้ำตาลในเหล็กเป็นปัจจัยสำคัญในการป้องกันการดับ

ลักษณะการกระจายความเครียดภายในของรอยแตกตามขวางและรอยแตกโค้งคือ: พื้นผิวอาจเกิดจากความเครียดแรงอัด หลังจากออกจากพื้นผิวในระยะทางที่กำหนดความเครียดแรงอัดจะเปลี่ยนเป็นความเครียดแรงดึงขนาดใหญ่ รอยแตกเกิดขึ้นในพื้นที่ของความเครียดแรงดึงและเมื่อความเครียดภายในมันแพร่กระจายไปยังพื้นผิวของชิ้นส่วนก็ต่อเมื่อมีการแจกจ่ายซ้ำหรือความเปราะบางของเหล็กเพิ่มขึ้น

รอยแตกตามขวางมักเกิดขึ้นในชิ้นส่วนเพลาขนาดใหญ่เช่นลูกกลิ้งใบพัดกังหันหรือชิ้นส่วนเพลาอื่น ๆ ลักษณะของรอยแตกคือพวกเขาตั้งฉากกับทิศทางแกนและแตกจากด้านในไปด้านนอก พวกเขามักจะเกิดขึ้นก่อนที่จะแข็งตัวและเกิดจากความเครียดจากความร้อน การตีพิมพ์ขนาดใหญ่มักจะมีข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาเช่นรูขุมขนการรวมการปลอมแปลงรอยแตกและจุดสีขาว ข้อบกพร่องเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นของการแตกหักและทำลายภายใต้การกระทำของความเครียดแรงดึงตามแนวแกน รอยแตกโค้งเกิดจากความเครียดจากความร้อนและมักจะกระจายในรูปโค้งที่ชิ้นส่วนที่รูปร่างของชิ้นส่วนเปลี่ยนแปลง ส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในชิ้นงานหรือใกล้ขอบคมร่องและรูและกระจายในส่วนโค้ง เมื่อชิ้นส่วนเหล็กคาร์บอนสูงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหรือความหนา 80 ถึง 100 มม. หรือมากกว่านั้นจะไม่ดับพื้นผิวจะแสดงความเครียดจากการบีบอัดและศูนย์จะแสดงความเครียดแรงดึง ความเครียดในชั้นแข็งเป็นที่ไม่ใช่