Das Abschrecken ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stahlgussteile auf eine Temperatur über Ac3 oder Ac1 erhitzt und dann nach längerem Halten schnell abgekühlt werden, um eine vollständige martensitische Struktur zu erhalten. Die Stahlgussteile sollten rechtzeitig angelassen werden, um die Abschreckspannung zu beseitigen und die erforderlichen umfassenden mechanischen Eigenschaften zu erhalten. Daher wird die Anlasswärmebehandlung üblicherweise nach dem Abschrecken durchgeführt. Sie werden auch QT genannt. Zu den anderen häufig verwendeten Wärmebehandlungen gehören Glühen, Normalisieren und Mischkristallisieren.
LÖSCHEN
1. Abschrecktemperatur
Die Abschrecktemperatur von untereutektoidem Stahl beträgt 30 Grad -50 Grad über Ac3; Die Abschrecktemperatur von eutektoidem Stahl und übereutektoidem Stahl liegt 30 Grad -50 Grad über Ac1. Untereutektoider Kohlenstoffstahl wird auf die oben genannte Abschrecktemperatur erhitzt, um feinkörnigen Austenit zu erhalten, und nach dem Abschrecken kann eine feine Martensitstruktur erhalten werden. Der eutektoide Stahl und der übereutektoide Stahl wurden vor dem Abschrecken und Erhitzen sphäroidisiert und geglüht. Nach dem Erhitzen auf 30 bis 50 Grad über Ac1 und unvollständiger Austenitisierung besteht die Struktur aus Austenit und teilweise ungelösten feinkörnigen Infiltrationskohlenstoffkörperpartikeln. Nach dem Abschrecken wandelt sich Austenit in Martensit um und ungelöste Zementitpartikel bleiben erhalten. Aufgrund der hohen Härte von Zementit verringert es nicht nur nicht die Härte von Stahl, sondern verbessert auch seine Verschleißfestigkeit. Die normale abgeschreckte Struktur von übereutektoidem Stahl besteht aus feinem, flockigem Martensit, und feinkörniger Zementit und eine kleine Menge Restaustenit sind gleichmäßig auf der Matrix verteilt. Diese Struktur weist eine hohe Festigkeit und Verschleißfestigkeit auf, weist aber auch eine gewisse Zähigkeit auf.
2. Kühlmedium für den Abschreckwärmebehandlungsprozess
Der Zweck des Abschreckens besteht darin, vollständigen Martensit zu erhalten. Daher muss die Abkühlgeschwindigkeit des Gussstahls beim Abschrecken größer sein als die kritische Abkühlgeschwindigkeit des Gussstahls, andernfalls können die Martensitstruktur und die entsprechenden Eigenschaften nicht erhalten werden. Eine zu hohe Abkühlgeschwindigkeit kann jedoch leicht zu Verformungen oder Rissen im Gussstück führen. Um die oben genannten Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen, sollte das geeignete Kühlmedium entsprechend dem Material des Gussstücks ausgewählt oder die Methode der stufenweisen Kühlung übernommen werden. Im Temperaturbereich von 650 bis 400 Grad ist die isotherme Umwandlungsrate von unterkühltem Austenit aus Stahl am größten. Daher sollte beim Abschrecken des Gussstücks in diesem Temperaturbereich auf eine schnelle Abkühlung geachtet werden. Unterhalb des Ms-Punktes sollte die Abkühlgeschwindigkeit langsamer sein, um Verformungen oder Risse zu verhindern. Als Abschreckmedium werden üblicherweise Wasser, wässrige Lösungen oder Öl verwendet. Zu den üblicherweise verwendeten Medien beim Abschrecken oder Austempern gehören heißes Öl, geschmolzenes Metall, geschmolzenes Salz oder geschmolzenes Alkali.
Die Kühlkapazität von Wasser in der Hochtemperaturzone von 650 Grad -550 Grad ist stark und die Kühlkapazität von Wasser in der Niedertemperaturzone von 300 bis 200 Grad ist sehr hoch. Wasser eignet sich besser zum Abschrecken und Kühlen von Kohlenstoffstahlgussteilen mit einfachen Formen und großen Querschnitten. Beim Einsatz zum Abschrecken und Kühlen beträgt die Wassertemperatur im Allgemeinen nicht mehr als 30 Grad. Daher wird im Allgemeinen die Wasserzirkulation verstärkt, um die Wassertemperatur in einem angemessenen Bereich zu halten. Darüber hinaus erhöht das Erhitzen von Salz (NaCl) oder Alkali (NaOH) in Wasser die Kühlkapazität der Lösung erheblich.
Der Hauptvorteil von Öl als Kühlmedium besteht darin, dass die Abkühlgeschwindigkeit in der Tieftemperaturzone von 300 Grad -200 Grad viel niedriger ist als die von Wasser, was die innere Spannung des abgeschreckten Werkstücks erheblich reduzieren und die Möglichkeit von Verformungen und Rissen im Gussstück verringern kann. Gleichzeitig ist die Kühlleistung von Öl im Hochtemperaturbereich von 650 bis 550 Grad relativ gering, was auch den Hauptnachteil von Öl als Abschreckmedium darstellt. Die Temperatur des Abschrecköls wird im Allgemeinen auf 60 bis 80 Grad geregelt. Öl wird hauptsächlich zum Abschrecken von Gussteilen aus legiertem Stahl mit komplexen Formen und zum Abschrecken von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl mit kleinen Querschnitten und komplexen Formen verwendet.
Darüber hinaus wird häufig auch geschmolzenes Salz als Abschreckmedium verwendet, das zu diesem Zeitpunkt zu einem Salzbad wird. Das Salzbad zeichnet sich durch einen hohen Siedepunkt aus und seine Kühlleistung liegt zwischen Wasser und Öl. Salzbäder werden häufig zum Austemperieren und Stufenhärten sowie zur Behandlung von Gussteilen mit komplexen Formen, kleinen Abmessungen und strengen Verformungsanforderungen verwendet.
Temperierung
Unter Tempern versteht man einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem die abgeschreckten oder normalgeglühten Stahlgussteile auf eine ausgewählte Temperatur unterhalb des kritischen Punktes Ac1 erhitzt und nach einer bestimmten Zeitspanne mit einer angemessenen Geschwindigkeit abgekühlt werden. Durch die Anlasswärmebehandlung kann die nach dem Abschrecken oder Normalisieren erhaltene instabile Struktur in eine stabile Struktur umgewandelt werden, um Spannungen zu beseitigen und die Plastizität und Zähigkeit von Stahlgussteilen zu verbessern. Im Allgemeinen wird der Wärmebehandlungsprozess des Abschreckens und der Hochtemperatur-Anlassbehandlung als Abschreck- und Anlassbehandlung bezeichnet. Die Gussteile aus vergütetem Stahl müssen rechtzeitig angelassen werden, und die Gussteile aus normalisiertem Stahl sollten bei Bedarf angelassen werden. Die Leistung von Stahlgussteilen nach dem Anlassen hängt von der Anlasstemperatur, der Dauer und der Häufigkeit des Anlassens ab. Die jederzeitige Erhöhung der Anlasstemperatur und die Verlängerung der Haltezeit können nicht nur die Abschreckspannung von Stahlgussteilen abbauen, sondern auch instabilen abgeschreckten Martensit in angelassenen Martensit, Troostit oder Sorbit umwandeln. Die Festigkeit und Härte von Stahlgussteilen wird reduziert und die Plastizität deutlich verbessert. Bei einigen mittellegierten Stählen mit Legierungselementen, die stark Karbide bilden (wie Chrom, Molybdän, Vanadium und Wolfram usw.), nimmt die Härte zu und die Zähigkeit ab, wenn sie bei 400 bis 500 Grad angelassen werden. Dieses Phänomen wird als Sekundärhärtung bezeichnet, d. h. die Härte des Gussstahls im angelassenen Zustand erreicht ihr Maximum. In der tatsächlichen Produktion muss mittellegierter Gussstahl mit sekundären Härtungseigenschaften viele Male angelassen werden.
Die Wirkung von QT auf Stahlgussteile
Neben der Leistungsfähigkeit von Stahlgussteilen in Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung und dem Gießverfahren können auch unterschiedliche Wärmebehandlungsmethoden eingesetzt werden, um ihm hervorragende umfassende mechanische Eigenschaften zu verleihen. Der allgemeine Zweck des Wärmebehandlungsprozesses besteht darin, die Qualität der Gussteile zu verbessern, das Gewicht der Gussteile zu reduzieren, die Lebensdauer zu verlängern und die Kosten zu senken. Die Wärmebehandlung ist ein wichtiges Mittel zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Gussteilen. Die mechanischen Eigenschaften von Gussteilen sind ein wichtiger Indikator für die Beurteilung der Wirkung einer Wärmebehandlung. Zusätzlich zu den folgenden Eigenschaften muss die Gießerei bei der Wärmebehandlung von Stahlgussteilen auch Faktoren wie Verarbeitungsverfahren, Schneidleistung und die Verwendungsanforderungen der Gussteile berücksichtigen.
1. Der Einfluss von QT auf die Festigkeit von Gussstücken
Bei gleicher Stahlgusszusammensetzung nimmt die Festigkeit von Stahlgussteilen nach unterschiedlichen Wärmebehandlungsprozessen tendenziell zu. Im Allgemeinen kann die Zugfestigkeit von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl und Gussteilen aus niedrig legiertem Stahl nach dem Abschrecken und Anlassen 414 MPa bis 1724 MPa erreichen.
2. Der Einfluss von QT auf die Plastizität von Stahlgussteilen
Die Gussstruktur der Stahlgussteile ist grob und die Plastizität gering. Nach der Wärmebehandlung werden seine Mikrostruktur und Plastizität entsprechend verbessert. Insbesondere die Plastizität von Stahlgussteilen nach der Abschreck- und Anlassbehandlung (Abschrecken + Hochtemperaturanlassen) wird deutlich verbessert.
3. Der Einfluss von Abschrecken und Anlassen auf die Zähigkeit von Stahlgussteilen
Der Zähigkeitsindex von Stahlgussteilen wird häufig durch Schlagversuche bewertet. Da Festigkeit und Zähigkeit von Stahlgussteilen zwei widersprüchliche Indikatoren sind, muss die Gießerei umfassende Überlegungen anstellen, um ein geeignetes Wärmebehandlungsverfahren auszuwählen, um die von den Kunden geforderten umfassenden mechanischen Eigenschaften zu erreichen.
4. Der Einfluss von QT auf die Härte von Gussstücken
Bei gleicher Härtbarkeit des Stahlgusses kann die Härte des Stahlgusses nach der Wärmebehandlung in etwa die Festigkeit des Stahlgusses widerspiegeln. Daher kann die Härte als intuitiver Index zur Abschätzung der Leistung von Gussstahl nach der Wärmebehandlung verwendet werden. Im Allgemeinen kann die Härte von Gussteilen aus Kohlenstoffstahl nach der Wärmebehandlung 120 HBW - 280 HBW erreichen.
