Как термическая обработка улучшает производительность ручки углеродистой стали? ​

Отжиг: снять внутреннее напряжение и оптимизировать производительность обработки
Отжиг - это процесс нагрева углеродистая сталь ручка к соответствующей температуре, сохраняя его в течение определенного периода времени, а затем медленно охлаждая его. Этот процесс предназначен для того, чтобы атомы внутри ручки получили достаточное количество энергии, чтобы изменить себя, что устраняет остаточное напряжение, создаваемое во время предыдущей обработки. Наличие остаточного напряжения приведет к деформированию ручки или даже трещины во время последующего использования, а отжиг может эффективно снизить этот риск. ​
При работе температура отжига отличается для ручек из углеродной стали с различным содержанием углерода. Определение времени удержания необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как размер, форма и состав ручки, чтобы гарантировать, что тепло может равномерно проникнуть в все части ручки. Процесс охлаждения обычно принимает метод охлаждения печи. Это медленное охлаждение позволяет внутренней организации полностью трансформироваться в сбалансированное состояние. ​
Ручка из углеродной стали, которая была отожжена, имеет более низкую твердость и значительно улучшенную пластичность. Это делает ручку более гладкой во время последующей механической обработки, такой как поворот, фрезерование, бурение и т. Д., А износ инструмента будет соответственно снижена, а точность обработки может быть улучшена. Отжиг является важным процессом предварительной обработки для некоторых ручек, которые требуют высокой точности и качества поверхности. Например, при изготовлении ручек из углеродной стали для точных инструментов отжиг может обеспечить хорошую основу для последующей высокой обработки, обеспечить размерную стабильность ручки и избежать деформации обработки, вызванной внутренним напряжением. ​
Нормализация: усовершенствование структуры, улучшение силы и твердости
Нормализация аналогична отжигу, но существует значительная разница в скорости охлаждения. Нормализация состоит в том, чтобы нагреть ручку из углеродистой стали до 30-50 ℃ над AC3 или ACM, сохранить ее в тепле, а затем охладить ее в воздухе. Из -за относительно быстрой скорости воздушного охлаждения расстояние между жемчужной ламеллой, образованное в ручке во время процесса охлаждения, меньше, а структура более тонкая. ​
Стадия нагрева также требует точного контроля температуры, чтобы гарантировать, что внутренняя структура рукоятки углеродистой стали полностью аустинитизирована. Контроль времени удержания должен гарантировать, что аустенит гомогенизируется, закладывая основу для образования идеальной структуры в последующем охлаждении. При охлаждении он естественно охлаждается в воздухе. Этот метод охлаждения относительно прост и недорогой. ​
Прочность и твердость ручки углеродистой стали после нормализации значительно улучшаются. Эта характеристика делает нормализацию широко используемой при обработке низкоуглеродистой стали и среднеуглеродной стали. Для низкоуглеродных стальных ручек нормализация может надлежащим образом повысить их твердость, повысить производительность резки, облегчить их сокращение во время обработки и повысить эффективность обработки. При обработке ручек со средней углеродной стали, нормализация может иногда заменить гашение и отпуск (гашение высокотемпературного отпуска), чтобы подготовить организацию к высокочастотному гашению. В то же время нормализация может снизить деформацию стальных деталей и снизить затраты на обработку. Это особенно подходит для некоторых сценариев применения, которые имеют определенные требования к комплексной производительности, но не необходимы для достижения высоких затрат в инвестициях в гашение и отпуск. Например, при изготовлении углеродных стальных ручек для некоторых обычных ручных инструментов нормализация может не только соответствовать требованиям прочности и твердости ручки во время использования, но и обеспечить экономику производства. ​
Угашение: значительно улучшить твердость и стойкость к износу
Утоление - это процесс нагрева углеродной стальной ручки выше критической температуры, сохраняя его в тепле в течение определенного периода времени, а затем быстро ее охлаждение. Этот процесс может превратить аустенит внутри ручки в мартенсит, который имеет чрезвычайно высокую твердость, тем самым значительно улучшая твердость и стойкость к износу.
При нагревании для гипоэтэктоидной стали необходимо нагревать до определенной температуры выше AC3, чтобы гарантировать, что феррит полностью преобразуется в аустенит; Для гиперэтэктоидной стали она нагревается до AC1 (начальная температура перлита в аустенитовое преобразование во время нагрева) и ниже ACM, сохраняя немного нерастворенного цементита для повышения износостойкости ручки. Время проведения должно обеспечить гомогенизацию аустенита, но не должно быть слишком долго, чтобы предотвратить рост зерна. При охлаждении быстрое охлаждение имеет решающее значение. Обычно используемая охлаждающая среда включают рассол, воду, минеральное масло и т. Д. Например, рассол имеет быструю скорость охлаждения, что может сделать ручку углеродистой стали иметь более высокую твердость, но внутреннее напряжение также большое; Скорость охлаждения масла относительно медленная, что может уменьшить внутреннее напряжение, но увеличение твердости относительно невелико. ​
Твердость ручки из углеродистой стали после гашения значительно улучшается, и износостойкость значительно повышается. Он широко используется при изготовлении некоторых ручек для инструментов, которые необходимо противостоять частым трениям и износу. Ручки таких инструментов, как оси и молотки, могут поддерживать хорошую износостойкость в долгосрочном использовании после гашения, уменьшить сбой ручки, вызванные износом, и продлить срок службы инструментов. Тем не менее, быстрое охлаждение во время гашения приведет к большому остаточному напряжению внутри ручки, что может привести к деформированию ручки или даже трещины, поэтому после гашения обычно требуется отпуск. ​
Удерживание: сбалансировать твердость и выносливость, чтобы стабилизировать производительность ручки
Удерживание - это процесс, при котором ручка с гашной углеродистой сталью нагревается до соответствующей температуры ниже более низкой критической температуры AC1, в течение определенного периода времени согревает, а затем охлаждается в воздухе или воде, нефти и других средах. Его основная цель - устранение остаточного напряжения, создаваемого за счет гашения, отрегулировать баланс между твердостью и вязкостью ручки, и позволить ручке получить хорошие всеобъемлющие характеристики. ​
Выбор температуры отпуска определяет производительность окончательной ручки. В соответствии с диапазоном температуры отпуска, его можно разделить на низкотемпературное отпуск, средне-температурное отпуск и высокотемпературное отпуск. Низкотемпературное отпуск может поддерживать высокую твердость и устойчивость к износу уточенной ручки, одновременно снижая остаточное напряжение и хрупкость. Он часто используется для обработки ручек различных типов инструментов с высоким содержанием углерода, режущих инструментов, измерения инструментов, плесени и т. Д. Средне-температурное отпуск может заставить ручку получить более высокую эластичность и точку урожая, а также подходящую вязкость и подходит для изготовления ручек с аналогичными функциями, такими как пружины и пружины. Высокотемпературное отпуск может заставить ручку получить хорошие комплексные механические свойства прочности, пластичности и вязкости, и широко используется в ручках различных важных конструкционных деталей, несущих нагрузку, такие как соединительные шатуны, болты, шестерни и детали вала. ​
Во время процесса отпуска, когда температура повышается, мартенсит постепенно разлагается, карбиды осаждают, трансформируют, собирают и выращивают, а феррит также подвергается таким изменениям, как восстановление и рекристаллизация. Эти изменения в микроструктуре напрямую влияют на макроскопические свойства ручки. Например, во время высокотемпературного отпуска мартенсит трансформируется в закаленный тростит, а тонкие сферические карбиды распределяются во внутренней матрице ферритовых фронта. Эта организационная форма заставляет ручку обладать определенной силой, имея хорошую пластичность и прочность, и может противостоять большим внешним воздействиям, не ломая легко.