Tērauda rūdīšana
Rūdīšana ir termiskās apstrādes process, kurā atdzesētu sagatavi atkārtoti uzsilda līdz temperatūrai, kas zemāka par A1, notur noteiktu laiku un pēc tam atdzesē līdz istabas temperatūrai. Rūdītu tēraudu nedrīkst lietot tieši; tam ir jāveic rūdīšana, kas nosaka tērauda mikrostruktūru un īpašības un ir izšķirošs termiskās apstrādes posms.
Rūdīšanas mērķis
Lai sasniegtu vēlamās mehāniskās īpašības
Pēc rūdīšanas sagatavei ir augsta cietība, bet zema elastība un stingrība. Lai izpildītu dažādas veiktspējas prasības dažādām detaļām, rūdīšanu izmanto, lai pārveidotu rūdītu mikrostruktūru, pielāgotu cietību un samazinātu trauslumu, kā rezultātā tiek iegūtas vēlamās sagataves mehāniskās īpašības.
Lai stabilizētu sagataves izmērus
Martensīts un aizturētais austenīts, kas veidojas rūdīšanas laikā, ir nestabilas struktūras, kas laika gaitā var sadalīties, izraisot izmēru un formas izmaiņas. Rūdīšana pārveido rūdītu mikrostruktūru par stabilu, nodrošinot, ka apstrādājamā detaļa lietošanas laikā saglabā savus izmērus un formu.
Lai samazinātu vai novērstu iekšējo stresu, ko izraisa dzēšana
Rūdīšana izraisa ievērojamu iekšējo stresu. Ja šie spriegumi netiek nekavējoties atbrīvoti no rūdīšanas, tie var izraisīt sagataves deformāciju vai pat plaisāšanu.
Pārvērtības rūdīta tērauda rūdīšanas laikā
Rūdīts martensīts un saglabātais austenīts ir metastabilas fāzes, kas sadalās ferītā un karbīdos, atlaidinot no istabas temperatūras līdz zem A1. Konkrētās pārvērtības ir atkarīgas no rūdīšanas temperatūras:
Martensīta sadalīšanās ( mazāka vai vienāda ar 200 grādiem )
Atlaidinot zem 80 grādiem, būtiskas mikrostrukturālas izmaiņas nenotiek, izņemot oglekļa atomu grupējumus martensītā. No 80 līdz 200 grādiem martensīts sāk sadalīties, oglekļa atomi izgulsnējas kā ε- karbīdi (Fe2.4C), samazinot oglekļa pārsātinājumu martensītā un samazinot tetragonalitāti. Tā kā rūdīšanas temperatūra ir zema, tikai daļa no liekā oglekļa nogulsnējas, atstājot martensītu kā pārsātinātu cietu oglekļa šķīdumu -Fe. Smalkie ε-karbīdi tiek izkliedēti pa pārsātinātā -cietā šķīduma saskarnēm, saglabājot saskaņotu attiecību (kur fāzu robežās esošie atomi ir kopīgi ar diviem kristāla režģiem). Šo mikrostruktūru, kas sastāv no mazāk pārsātināta -cieta šķīduma un ε-karbīdiem, sauc par rūdītu martensītu. Tā kā ε-karbīdi ir smalki un ļoti izkliedēti, tērauda cietība būtiski nesamazinās, ja to atlaidina zem 200 grādiem. Tomēr ε-karbīdu nokrišņi samazina režģa kropļojumus, samazinot dzēšanas spriegumu un nedaudz palielinot tērauda plastiskumu un stingrību.
Saglabātā austenīta sadalīšanās (200–300 grādi)
Saglabātais austenīts ir līdzīgs nepietiekami atdzesētam austenītam, tāpēc tā atlaidināšanas transformācijas produkti ir tādi paši kā nepietiekami atdzesētam austenītam līdzīgos temperatūras apstākļos, atkarībā no temperatūras veidojot martensītu, bainītu vai perlītu.
Kad tērauds tiek rūdīts no 200 grādiem līdz 300 grādiem, martensīts turpina sadalīties, un saglabājies austenīts sāk pārveidoties par zemāku bainītu (200 grādi – 300 grādi ir zemākais bainīta transformācijas diapazons). Šajā temperatūras diapazonā dzēšanas spriegums vēl vairāk samazinās, bet cietība būtiski nesamazinās.
Karbīdu pārveidošana (250 grādi – 450 grādi)
Atlaidinot virs 250 grādiem, oglekļa atomu palielinātā difūzijas spēja liek ε-karbīdiem pakāpeniski pārveidoties par stabilu cementītu. Par 450 grādiem visi ε-karbīdi pārvēršas ļoti izkliedētā cementītā. Nepārtraukta oglekļa nogulsnēšanās samazina oglekļa saturu -cietajā šķīdumā līdz tā līdzsvara līmenim, pārvēršot to par ferītu, lai gan tas paliek adatas-formā. Šo struktūru, kas sastāv no adatas-līdzīga ferīta un ļoti izkliedēta cementīta, sauc par rūdītu troostītu. Rūdīta 45 tērauda troostīta struktūra ir parādīta attēlā zemāk. Šajā brīdī tērauda cietība samazinās, un tā stingrība un plastiskums vēl vairāk palielinās, un rūdīšanas spriegums gandrīz tiek novērsts.
Cementīta agregācija un augšana un ferīta pārkristalizācija (450–700 grādi)
Virs 450 grādiem ļoti izkliedētais cementīts pakāpeniski sferoidizējas smalkās daļiņās, un, temperatūrai paaugstinoties, šīs daļiņas aug. Vienlaikus ferīts sāk pārkristalizēties par 500 grādiem un 600 grādiem, pārvēršoties no līstes vai adatas formām daudzstūra graudos.
Šo struktūru, kas sastāv no granulēta cementīta, kas sadalīts uz daudzstūra ferīta matricas, sauc par rūdītu sorbītu. Rūdīta 45 tērauda sorbīta struktūra ir parādīta attēlā zemāk. Ja temperatūru vēl vairāk paaugstina līdz 650 grādiem –A1, granulētais cementīts rupjējas, veidojot daudzstūraina ferīta un lielāka granulēta cementīta mikrostruktūru, ko sauc par rūdīto perlītu.
Rūdīta tērauda transformācija rūdīšanas laikā notiek dažādos temperatūras diapazonos. Pat tajā pašā rūdīšanas temperatūrā var notikt vairāku veidu transformācijas. Rūdīta tērauda īpašības ir atkarīgas no šīm mikrostrukturālajām izmaiņām, kas savukārt ietekmē tā mehānisko veiktspēju. Parasti, paaugstinoties rūdīšanas temperatūrai, izturība un cietība samazinās, bet elastība un stingrība uzlabojas, un šīs izmaiņas kļūst izteiktākas augstākās temperatūrās.
Rūdīšanas veidi un pielietojums
Galvenais faktors, kas nosaka tērauda mikrostruktūru un īpašības, ir rūdīšanas temperatūra. Rūdīšana ir iedalīta trīs veidos, pamatojoties uz temperatūru un iegūto mikrostruktūru:
Zemas-temperatūras rūdīšana (150 grādi–250 grādi)
Rūdīšana zemā-temperatūra rada rūdītu martensītu. Mērķis ir saglabāt rūdītā tērauda augsto cietību un nodilumizturību, vienlaikus samazinot iekšējo spriegumu un trauslumu, kā arī uzlabojot elastību un stingrību. Šo metodi galvenokārt izmanto augstas-oglekļa un leģētajiem tēraudiem griezējinstrumentos, mērinstrumentos, aukstās štancēšanas presformās, rites gultņos, pārkarsētās daļās un virsmas{4}}rūdītajās daļās. Cietība pēc rūdīšanas parasti ir no 58 līdz 64 HRC.
Vidēja{0}}Temperatūras rūdīšana (350 grādi–500 grādi)
Šī metode dod rūdītu troostītu. Tās mērķis ir sasniegt augstu tecēšanas robežu, elastības robežu un ievērojamu stingrību. Vidēja-temperatūras rūdīšana galvenokārt tiek izmantota dažādām elastīgām detaļām un karstās -apstrādes presformām. Cietība pēc rūdīšanas parasti svārstās no 35 līdz 50 HRC.
Augsta{0}}temperatūra (500–650 grādi)
Ar šo metodi tiek iegūts rūdīts sorbīts. Mērķis ir panākt spēka, cietības, lokanības un stingrības līdzsvaru. Apvienojot rūdīšanu un rūdīšanu augstā -temperatūrā, process parasti tiek saukts par "rūdīšanu un rūdīšanu". To plaši izmanto kritiskām strukturālām sastāvdaļām automašīnu, traktoru un darbgaldu ražošanā (piemēram, klaņi, tapas, zobrati un transmisijas vārpstas). Cietība pēc rūdīšanas parasti svārstās no 200 līdz 330 HBW.
Lai gan tērauda cietības vērtības pēc normalizēšanas un rūdīšanas{0}}ir diezgan līdzīgas, svarīgākie strukturālie komponenti ražošanā parasti tiek pakļauti rūdīšanai, nevis normalizēšanai. Tas ir tāpēc, ka rūdīta sorbīta mikrostruktūrā ir granulēts cementīts, savukārt sorbītā, kas iegūts, normalizējot, ir lamelārais cementīts. Tāpēc rūdītam un rūdītam tēraudam ir ne tikai lielāka izturība, bet arī labāka elastība un stingrība salīdzinājumā ar normalizēto stāvokli.
Rūdīšana un rūdīšana var kalpot kā pēdējais termiskās apstrādes process vai kā priekšapstrāde pirms virsmas sacietēšanas un ķīmiskās termiskās apstrādes. Tā kā rūdīta tērauda cietība nav augsta, tas nodrošina vieglu apstrādi un zemas virsmas raupjuma vērtības.
Papildus šīm trim izplatītajām rūdīšanas metodēm daži augstas{0}leģētie tēraudi tiek pakļauti augstas-temperatūras rūdīšanai 20–40 grādos zem A1, lai iegūtu rūdītu perlītu kā alternatīvu sferoidējošajai atlaidināšanai.
Lai nodrošinātu rūpīgu mikrostrukturālo transformāciju rūdīšanas laikā, sagatave ir jāuztur rūdīšanas temperatūrā pietiekami ilgu laiku, parasti no 1 līdz 3 stundām, atkarībā no materiāla, temperatūras, biezuma, slodzes un sildīšanas metodes. Dzesēšanas metode pēc rūdīšanas maz ietekmē oglekļa tērauda veiktspēju, taču, lai izvairītos no jaunu spriegumu radīšanas, sagataves pēc rūdīšanas parasti lēnām atdzesē gaisā.
Sazinieties ar mums
Lai iegūtu vairāk informācijas, lūdzu, sazinieties ar mums pa tālrmetal@welongpost.com.
