Umfassende Einführung in das Abschrecken

Das Abschrecken ist ein Wärmebehandlungsverfahren für Metall, bei dem das Metallwerkstück auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und für einen bestimmten Zeitraum gehalten und dann zum schnellen Abkühlen in das Abschreckmedium getaucht wird. Das Abschrecken kann die Härte und Verschleißfestigkeit von Metallwerkstücken verbessern, daher wird es häufig in allen Arten von Werkzeugen, Matrizen, Messwerkzeugen und Teilen verwendet, die eine Oberflächenverschleißfestigkeit erfordern.

Was ist Abschrecken?

Abschrecken ist ein Wärmebehandlungsprozess, bei dem der Stahl über die kritische Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit gehalten und dann mit einer Geschwindigkeit abgekühlt wird, die größer als die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit ist, um eine unausgeglichene Struktur zu erhalten, die von Martensit (bzw Bainit oder Einphasenaustenit je nach Bedarf). Abschrecken ist das am weitesten verbreitete Verfahren in der Wärmebehandlung von Stahl.

Es gibt vier grundlegende Verfahren zur Wärmebehandlung von Stahl:Glühen, Normalglühen, Abschrecken und Anlassen.

Zweck des Abschreckens

Es besteht darin, den unterkühlten Austenit einer Martensit- oder Bainit-Umwandlung zu unterziehen, um eine Martensit- oder Bainitstruktur zu erhalten, und dann mit dem Anlassen bei verschiedenen Temperaturen zusammenzuarbeiten, um die Steifigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit, Dauerfestigkeit und Zähigkeit von Stahl erheblich zu verbessern, um die unterschiedliche Nutzungsanforderungen verschiedener mechanischer Teile und Werkzeuge. Es kann auch die besonderen physikalischen und chemischen Eigenschaften wie Ferromagnetismus und Korrosionsbeständigkeit einiger Spezialstähle durch Abschrecken erfüllen.

Der Metallwärmebehandlungsprozess besteht darin, das Metallwerkstück auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen und es für einen Zeitraum beizubehalten und es dann zum schnellen Abkühlen in das Abschreckmedium einzutauchen. Übliche Abschreckmedien sind Sole, Wasser, Mineralöl, Luft usw. Das Abschrecken kann die Härte und Verschleißfestigkeit von Metallwerkstücken verbessern, daher wird es häufig in verschiedenen Werkzeugen, Matrizen, Messwerkzeugen und Teilen verwendet, die eine Oberflächenverschleißfestigkeit erfordern (z. B. Zahnräder). , Walzen, aufgekohlte Teile usw.). Durch Abschrecken und Anlassen bei unterschiedlichen Temperaturen können die Festigkeit, Zähigkeitsminderung und Ermüdungsfestigkeit von Metallen stark verbessert und die Abstimmung zwischen diesen Eigenschaften (umfassende mechanische Eigenschaften) erreicht werden, um unterschiedliche Verwendungsanforderungen zu erfüllen.

Darüber hinaus kann das Abschrecken auch dazu führen, dass einige besondere Eigenschaften von Stahl bestimmte physikalische und chemische Eigenschaften erhalten, wie z. B. Abschrecken zur Verbesserung des Ferromagnetismus von Permanentmagnetstahl, Edelstahl zur Verbesserung seiner Korrosionsbeständigkeit und so weiter. Der Abschreckprozess wird hauptsächlich für Stahlteile verwendet. Beim Erhitzen des üblicherweise verwendeten Stahls über die kritische Temperatur wird das ursprüngliche Gefüge bei Raumtemperatur vollständig oder größtenteils in Austenit umgewandelt. Dann wird der Stahl zur schnellen Abkühlung in Wasser oder Öl getaucht, und Austenit wird in Martensit umgewandelt. Im Vergleich zu anderen Strukturen in Stahl hat Martensit die höchste Härte. Schnelles Abkühlen während des Abschreckens verursacht innere Spannungen im Werkstück, und wenn es bis zu einem gewissen Grad groß ist, wird das Werkstück verzerrt oder sogar gerissen. Daher ist es notwendig, eine geeignete Kühlmethode zu wählen. Je nach Kühlmethode wird der Abschreckprozess in Einzelflüssigkeitsabschreckung, Doppelmediumabschreckung, Martensitschrittabschreckung und Bainit-Isothermabschreckung unterteilt.

Abschreckmethode

Einzelne mittlere Abschreckung

Das Werkstück wird in einem Medium gekühlt, wie Wasserabschrecken und Ölabschrecken. Die Vorteile sind einfache Bedienung, leichte Mechanisierung und breite Anwendung. Der Nachteil ist, dass die Abschreckspannung in Wasser groß ist und das Werkstück leicht verformt und reißt; Abschrecken in Öl, die Abkühlgeschwindigkeit ist klein, der Abschreckdurchmesser ist klein und große Werkstücke sind nicht leicht zu härten.

Doppelte mittlere Abschreckung

Das Werkstück wird in einem Medium mit starker Kühlkapazität auf etwa 300 ℃ gekühlt und dann in einem Medium mit schwacher Kühlkapazität gekühlt, wie z Verformung und Rissbildung. Es kann zum Abschrecken von Werkstücken mit komplexer Form und ungleichmäßigem Querschnitt verwendet werden. Der Nachteil des Dual-Flüssigkeits-Quenchens besteht darin, dass es schwierig ist, die Zeit der Dual-Flüssigkeits-Umwandlung zu beherrschen. Es ist leicht zu härten, wenn die Konvertierung zu früh erfolgt, und es ist leicht zu knacken, wenn die Konvertierung zu spät erfolgt. Um diesen Mangel zu überwinden, wurde das Step-Quenching-Verfahren entwickelt.

Stufenlöschung

Das Werkstück wird in einem Niedertemperatur-Salzbad- oder Alkalibadofen abgeschreckt. Die Temperatur des Salzbades oder Alkalibades liegt nahe am MS-Punkt. Das Werkstück bleibt 2 bis 5 Minuten auf dieser Temperatur und wird dann zur Luftkühlung herausgenommen. Dieses Kühlverfahren wird als abgestuftes Abschrecken bezeichnet. Der Zweck des stufenweisen Abkühlens besteht darin, die Temperatur innerhalb und außerhalb des Werkstücks gleichmäßiger zu machen und gleichzeitig eine martensitische Umwandlung durchzuführen, wodurch die Abschreckspannung stark verringert und Verformungen und Risse verhindert werden können. Die Klassifikationstemperatur wurde zuvor auf einen etwas höheren Punkt als Ms eingestellt. Nachdem die Temperatur innerhalb und außerhalb des Werkstücks gleichförmig war, trat es in die Martensitzone ein. Es wird verbessert, um bei einer etwas niedrigeren Temperatur als Ms zu sortieren. Die Praxis zeigt, dass die Wirkung der Sortierung unter dem MS-Punkt besser ist. Zum Beispiel werden Formen aus kohlenstoffreichem Stahl weit verbreitet verwendet, da sie in einem Alkalibad von 160 ℃ mit geringer Verformung abgeschreckt werden können.

Isothermes Abschrecken

Das Werkstück wird in einem isothermen Salzbad abgeschreckt, und die Salzbadtemperatur liegt im unteren Teil der Bainitzone (etwas höher als MS). Das Werkstück bleibt lange Zeit isotherm, bis die Bainit-Umwandlung abgeschlossen ist, und wird dann zur Luftkühlung herausgenommen. Isothermes Abschrecken wird für Stähle mit über mittlerem Kohlenstoffgehalt verwendet, um einen niedrigeren Bainit zu erhalten, um die Festigkeit, Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit zu verbessern. Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt nimmt im Allgemeinen kein isothermes Abschrecken an.