คุณควรควบคุมอะไรเมื่อทำการชุบแข็งทรงสี่เหลี่ยมเรียวและท่อเหล็กสี่เหลี่ยม

การดับท่อสี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยมดูเหมือนเป็นการดำเนินการครั้งเดียวจากภายนอก - ทำให้ร้อน หย่อนลงในของเหลว ดึงออกอย่างแรง ในการผลิต มันเป็นลำดับของการตัดสินใจที่แยกจากกัน และข้อผิดพลาดที่จุดใดจุดหนึ่งจะแสดงเป็นท่อโค้งงอ การอ่านค่าความแข็งไม่สม่ำเสมอ หรือรอยแตกร้าวที่ไม่เคยมองเห็นได้จนกว่าชิ้นส่วนจะล้มเหลวในการให้บริการ นี่คือบทสรุปของจุดควบคุมที่ตัดสินผลลัพธ์จริง โดยดึงมาจากวิธีปฏิบัติด้านการผลิตมากกว่าจากตารางคุณสมบัติทางกลของเกรด

ท่อทรงเรียวที่ได้รับความร้อนในแนวนอน ไม่ว่าจะในเตาหลอมแบบห้องหรือในอ่างอาบน้ำ จะทรุดลงเล็กน้อยตามน้ำหนักของมันเองเมื่อถึงอุณหภูมิและสูญเสียความแข็ง - เหล็กจะสูญเสียส่วนสำคัญของอุณหภูมิห้อง-โมดูลัสยืดหยุ่นของอุณหภูมิก่อนที่จะถึงอุณหภูมิชุบแข็งทั่วไป และช่วงที่ไม่ได้รับการสนับสนุนที่ยาวจะโค้งงอได้อย่างวัดได้แม้จะอยู่ภายใต้น้ำหนักของมันเองก็ตามการแขวนท่อในแนวตั้งในเตาอาบเกลือหรือเตาแบบหลุม-จะขจัดโมเมนต์การโค้งงอนั้นออกไปโดยสิ้นเชิง- ท่อแขวนอยู่ใต้แรงตึงในแนวแกนแทนที่จะวางข้ามช่วงแนวนอน ดังนั้นจึงไม่มีการเบี่ยงเบนน้ำหนักตัวเอง-ให้แก้ไขในภายหลัง

สิ่งนี้สำคัญที่สุดสำหรับอัตราส่วนความยาว-ถึง-หน้าตัด- ซึ่งจุดรองรับในแนวนอนอาจอยู่ห่างจากกันมากเมื่อเทียบกับความแข็งของส่วนนั้น ส่วนที่สั้นและแข็งแรงสามารถทนต่อความร้อนในแนวนอนได้โดยไม่มีผลกระทบมากนัก ท่อที่มีผนังบาง-ยาวและบางไม่ได้ การตัดสินใจวางแนวการทำความร้อนควรพิจารณาจากความบางของท่อเฉพาะ ไม่ใช่นโยบายเตาเผาแบบครอบคลุม

เตาเผาไม่ค่อยใช้ชิ้นส่วนทีละขนาดในปริมาณการผลิต เมื่อส่วนที่มีขนาดหน้าตัดต่างกัน-แบ่งภาระภาระของเตาเผาร่วมกันส่วนเล็กๆ ควรนั่งไปทางปลายด้านนอกของห้องเตาเผา ไม่ใช่ฝังไว้ด้านใน- พวกมันเข้าถึงอุณหภูมิได้เร็วกว่าเพราะมีมวลให้ความร้อนน้อยกว่า และหากพวกมันถูกจัดตำแหน่งเพื่อให้ถอดออกได้ง่าย พวกมันก็สามารถดึงและดับทันทีที่พวกมันถึงอุณหภูมิ โดยไม่รบกวนชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่ยังร้อนอยู่

ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติของการทำผิดนั้นตรงไปตรงมา: หากชิ้นส่วนขนาดเล็กและขนาดใหญ่ผสมกันโดยไม่มีแผนการนำออก ชิ้นส่วนขนาดเล็กอาจร้อนเกินไปขณะรอชิ้นส่วนขนาดใหญ่ หรือชิ้นส่วนขนาดใหญ่จะถูกดึงก่อนเวลาและดับลงภายใต้อุณหภูมิ-ทั้งชิ้นส่วนขนาดใหญ่และขนาดเล็กควรกำหนดเวลาและถอดแยกกันโดยมีการจัดเรียงภาระของเตาหลอมทางกายภาพเพื่อให้การแยกนั้นเป็นไปได้ แทนที่จะทำแบบด้นสดที่ประตูเตาหลอม

เตามีเอาต์พุตความร้อนคงที่ โหลดเกินกว่าที่เอาต์พุตจะสามารถคงอยู่ได้ และอุณหภูมิของเตาเผาจะลดลงเมื่อมีการประจุเข้าไป - เตาเผาต้องใช้เวลาในการฟื้นฟูจนถึงจุดที่ตั้งไว้ก่อนที่ชิ้นส่วนจะเริ่มให้ความร้อนตามอัตราที่ต้องการการชาร์จขนาดใหญ่ไม่เพียงแต่ใช้เวลาในการให้ความร้อนนานขึ้นเท่านั้น และยังหมายถึงว่าชิ้นส่วนต่างๆ จะอยู่ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า-กว่า-ที่ตั้งใจไว้เป็นเวลานานกว่าซึ่งเปลี่ยนพฤติกรรมออสเทนไนซ์ไปในทางที่ยากต่อการแก้ไขภายหลังข้อเท็จจริง

กฎในทางปฏิบัติคือการกำหนดขนาดประจุตามพิกัดพลังงานที่แท้จริงของเตาเผา ไม่ใช่ปริมาตรห้อง - เตาเผามักจะสามารถบรรจุวัสดุทางกายภาพได้มากกว่าที่จะให้ความร้อนในอัตราที่ต้องการ เมื่อไม่สามารถหลีกเลี่ยงประจุที่หนักกว่าได้ เวลาในการทำความร้อนจะต้องขยายออกไปเพื่อชดเชยการลดลงของอุณหภูมิเริ่มต้น และส่วนขยายนั้นควรสร้างไว้ในแผนกระบวนการ แทนที่จะค้นพบโดยการดึงชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า-

เกรดเหล็กส่วนใหญ่ระบุช่วงอุณหภูมิในการดับแทนที่จะเป็นตัวเลขเดียว และตัวเลือกภายในช่วงนั้นควรเป็นไปตามตัวกลางในการดับ โดยไม่ได้รับการแก้ไขไม่ว่าชิ้นส่วนจะถูกดับเป็นเท่าใดการชุบน้ำหรือน้ำเกลือจะดึงความร้อนออกมาอย่างรวดเร็วเพียงพอจนอุณหภูมิต่ำสุดปกติจะเพียงพอ- การก้าวไปสู่จุดสูงสุดของช่วงนอกเหนือจากการดับที่รุนแรงแล้ว- จะเพิ่มความเสี่ยงของการแตกร้าวและการบิดเบี้ยวโดยไม่เพิ่มข้อดีด้านความแข็งอย่างมีนัยสำคัญการดับน้ำมันหรือเกลือหลอมเหลว-จะช่วยขจัดความร้อนออกอย่างนุ่มนวล ดังนั้นจึงมักใช้ช่วงบนสุดของช่วงเพื่อให้แน่ใจว่าอัตราการเย็นตัวที่ช้าลงยังคงถึงระดับความลึกของการชุบแข็งเต็มที่

นี่เป็นการตัดสินใจที่ตรงกัน- และถือว่ามันเป็นตัวเลขคงที่เพียงตัวเดียว ไม่ว่าชิ้นส่วนนั้นจะเข้าไปอยู่ในของเหลวชนิดใดก็ตาม เป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของผลลัพธ์ความแข็งที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างสองชุดที่ประมวลผลบนกระดาษที่มีข้อกำหนดเดียวกัน

น้ำหรือน้ำเกลือดับปานกลาง-แบบคู่ - ก่อน ตามด้วยน้ำมันหรือเกลือหลอมเหลว - ถูกนำมาใช้เป็นพิเศษเพื่อให้ได้อัตราการเย็นเริ่มต้นที่รวดเร็วซึ่งจำเป็นเพื่อหลีกเลี่ยงการเปลี่ยนรูปของเพิร์ลไลท์ ขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงความเสี่ยงในการแตกร้าวของอัตราการทำความเย็นที่รวดเร็วนั้นตลอดทางจนถึงช่วงการเปลี่ยนรูปของมาร์เทนไซต์เวลาคงอยู่ในตัวกลางตัวแรกเป็นไปตามอุณหภูมิ-และ-ตรรกะของหน้าตัดเดียวกันที่ใช้สำหรับการดับกลางตัวกลางเดี่ยว- การถ่ายโอนระหว่างสื่อเป็นส่วนที่ต้องควบคุมแยกกัน

การถ่ายโอนนั้นควรใช้เวลาประมาณ 0.5 ถึง 2 วินาที- นานพอที่จะเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนโดยไม่ทำหล่น สั้นเพียงพอที่พื้นผิวไม่มีเวลาที่จะคืนอุณหภูมิ (การคืนสภาพ) ก่อนที่จะเข้าสู่ตัวกลางที่สอง การถ่ายโอนที่ช้าจะเอาชนะจุดประสงค์ของตัวกลางตัวแรกโดยการปล่อยให้พื้นผิวอุ่นขึ้นก่อนที่ขั้นตอนการทำความเย็นครั้งที่สองจะเริ่มขึ้น การถ่ายโอนอย่างกะทันหันเกินไปอาจเสี่ยงต่อการกระแทกทางกลต่อชิ้นส่วนที่อยู่ในระหว่างการเปลี่ยนรูปแข็งตัวแล้ว ไทม์ไลน์ด้านล่างแสดงตำแหน่งการถ่ายโอนนี้สัมพันธ์กับจุดเริ่มต้นมาร์เทนไซต์ (Ms) และจุดสิ้นสุด (Mf) ที่สร้างลำดับทั้งหมด

การทำความร้อนเหล็กในที่โล่งที่อุณหภูมิชุบแข็งทำหน้าที่สองสิ่งบนพื้นผิวพร้อมกัน: ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับพื้นผิวเพื่อสร้างตะกรัน และคาร์บอนจะกระจายออกจากชั้นผิวได้เร็วกว่าที่จะเติมเข้าไปใหม่ได้ ปล่อยให้ผิวหนังที่ถูกกำจัดคาร์บอนมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า - และด้วยเหตุนี้ ความแข็งที่ทำได้จึงต่ำกว่าแกนกลางสำหรับพื้นผิวท่อที่ไม่สามารถทนต่อสิ่งนี้ได้ ควรทำการให้ความร้อนในเตาเกลืออาบน้ำที่ได้รับการดูแลอย่างเหมาะสมหรือเตาป้องกันบรรยากาศ-ซึ่งทั้งสองอย่างนี้จำกัดการสัมผัสของพื้นผิวกับออกซิเจนอิสระ

ในกรณีที่ไม่มีทั้งสองอย่าง สามารถใช้เตา-ต้านทานบรรยากาศได้ แต่ต้องมีมาตรการป้องกันเท่านั้น - การเคลือบแบบแพ็ค สารประกอบป้องกัน-ออกซิเดชัน หรือการห่อแบบบูชายัญ - เนื่องจากการทำความร้อนในที่โล่งโดยไม่มีการป้องกันใดๆ จะแยกคาร์บอนของชั้นพื้นผิวออกเป็นความลึกซึ่งขึ้นอยู่กับเวลาและอุณหภูมิ และความลึกนั้นยากที่จะคาดเดาได้อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องทดลองกระบวนการเฉพาะ

เมื่อท่อแขวนในแนวตั้งเข้าสู่ตัวกลางดับควรขยับด้วยจังหวะขึ้นและลงเล็กๆ ที่ควบคุมได้-และ- แทนที่จะปล่อยให้สวิงจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง การเคลื่อนไหวแบบสวิงทำให้เกิดการไหลที่ไม่สม่ำเสมอของตัวกลางในการดับกับด้านต่างๆ ของท่อขณะที่มันเคลื่อนที่ผ่านของเหลว ซึ่งทำให้ผิวหน้าเย็นลงในอัตราที่ต่างกัน - และอัตราการทำความเย็นที่ไม่สม่ำเสมอรอบๆ ส่วนตัดขวาง- มีส่วนโดยตรงต่อการบิดเบือนและความไม่สมดุลของความเค้นตกค้างระหว่างใบหน้า

ในทางตรงกันข้าม จังหวะแนวตั้งที่มีการควบคุมจะทำให้การไหลของตัวกลางดับค่อนข้างสม่ำเสมอรอบปริมณฑลเต็มของส่วนขณะที่มันทำงานผ่านของเหลว ซึ่งเป็นจุดรวมของการเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนด้วยความปั่นป่วนทั้งหมด - อยู่ที่นั่นเพื่อดึงผ้าห่มไอที่อาจก่อตัวขึ้นกับพื้นผิวที่อยู่นิ่งและทำให้อัตราการทำความเย็นช้าลงอย่างไม่สม่ำเสมอ เพื่อไม่ให้ชิ้นส่วนเคลื่อนไปรอบๆ ถัง

ชิ้นส่วนบางส่วนต้องการความแข็งที่สูงกว่าที่ตำแหน่งเดียว - หน้าสึกหรอ พื้นที่เบาะนั่งแบริ่ง - มากกว่าการดับแบบเทกองเพียงอย่างเดียวที่สามารถส่งได้อย่างน่าเชื่อถือ โดยทั่วไปแล้วเป็นเพราะมวลหรือรูปทรงของส่วนนั้นดึงความร้อนออกจากโซนเฉพาะนั้นช้ากว่าในระหว่างการดับด้วยการแช่แบบธรรมดาการแก้ไขคือให้แช่ชิ้นส่วนทั้งหมดไว้ตามปกติ แต่ฉีดน้ำยาดับเพิ่มเฉพาะบริเวณที่ต้องการอัตราการทำความเย็นเฉพาะที่เร็วขึ้นด้านบนของความดื่มด่ำอย่างเต็มที่มากกว่าที่จะแทนที่

นี่เป็นอาหารเสริมที่กำหนดเป้าหมาย ไม่ใช่ทดแทนการดับโดยรวมที่ถูกต้อง - ชิ้นส่วนที่เหลือยังคงต้องการลำดับการแช่มาตรฐานเพื่อให้ได้ความแข็งที่ต้องการของตัวเอง และเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ความแข็งไม่ตรงกันรุนแรงพอที่จะทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นของตัวเองที่ขอบเขตระหว่างโซนที่พ่นและส่วนที่เหลือของส่วน

เตาเผาเกลือจะให้ความร้อนผ่านความต้านทานไฟฟ้าระหว่างอิเล็กโทรดที่แช่อยู่ในเกลือหลอมเหลว และชิ้นส่วนที่อยู่ในตำแหน่งใกล้กับอิเล็กโทรดมากเกินไปจะรับความร้อนสูงเกินไปเฉพาะจุดจากเส้นทางกระแสรวมเข้มข้นใกล้กับอิเล็กโทรดนั้น - การให้ความร้อนไม่สม่ำเสมออย่างสมบูรณ์ผ่านปริมาตรของอ่าง และความใกล้ชิดกับอิเล็กโทรดคือจุดที่ความไม่-สม่ำเสมอนั้นรุนแรงที่สุดระยะห่างในการทำงานจากอิเล็กโทรดอย่างน้อย 50 มม. เป็นขั้นต่ำในทางปฏิบัติเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบเฉพาะที่

ตรรกะการกวาดล้างแบบเดียวกันนี้ใช้กับอีกสองมิติภายในเตาเผา: ระยะห่างจากผนังเตาเผา และความลึกของการแช่ใต้พื้นผิวของเหลวของอ่าง - ทั้งสองควรอยู่ห่างกันอย่างน้อย 50 มม. ชิ้นส่วนที่วางชิดผนังหรือใกล้พื้นผิวของเหลวมากเกินไปต้องเผชิญกับสภาพแวดล้อมทางความร้อนที่แตกต่างไปจากที่มีศูนย์กลางอย่างเหมาะสมในอ่าง และความแตกต่างดังกล่าวปรากฏเป็นความแข็งหรือการบิดเบี้ยวที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างชิ้นส่วนที่เหมือนกันซึ่งถูกประมวลผลในตำแหน่งที่แตกต่างกันภายในโหลดเดียวกัน

การชุบแข็งแบบแบ่งระดับ - หรือที่เรียกว่ามาร์เทมเปอร์ - จะรักษาชิ้นส่วนไว้ที่อุณหภูมิเหนือจุดเริ่มต้นของมาร์เทนไซต์ แทนที่จะดำเนินต่อไปตรงจนถึงอุณหภูมิห้อง ทำให้อุณหภูมิเท่ากันทั่วทั้งส่วนก่อนที่การเปลี่ยนแปลงขั้นสุดท้ายจะเกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันมากขึ้นการเพิ่มอุณหภูมิการชุบออสเทนไนต์สำหรับกระบวนการนี้จะเพิ่มความเสถียรของออสเทนไนต์ที่คงอยู่ซึ่งช่วยลดแนวโน้มที่ออสเทนไนต์นั้นจะสลายตัวเป็นเพิร์ลไลต์ในระหว่างขั้นตอนการกักเก็บความร้อนใต้อุณหภูมิ แทนที่จะเปลี่ยนสภาพเป็นมาร์เทนไซต์อย่างหมดจดเมื่อชิ้นส่วนยังคงเย็นลงต่อไป

นี่เป็นการจงใจเบี่ยงเบนไปจากการเลือกอุณหภูมิที่ตรงกันของตัวกลาง-ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ การดับอย่างช้าๆ ของ - เป็นกระบวนการที่แตกต่างออกไปด้วยลอจิกอุณหภูมิของตัวเอง ซึ่งขับเคลื่อนโดยความเสถียรของออสเทนไนต์ในระหว่างการระงับ มากกว่าโดยความรุนแรงของการทำความเย็นของตัวกลางตัวเดียว

เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีโครงสร้างและธรรมดาทนต่อการถูกอัดเข้าเตาเผาโดยตรงที่อุณหภูมิดับแล้ว หรือสูงกว่านั้น 20 ถึง 30 องศาเซลเซียส โดยไม่ต้องขั้นตอนการอุ่นเครื่อง - ปริมาณโลหะผสมของพวกมันต่ำเพียงพอที่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วและการเติบโตของเกรนในระหว่างการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วไม่ใช่ข้อกังวลหลักเหล็กกล้าคาร์บอนสูง-และเหล็กกล้าโลหะผสมสูง-เป็นอีกกรณีหนึ่ง: การชาร์จโดยตรงเข้าไปในเตาร้อนจะเสี่ยงต่อการขยายตัวทางความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งส่วน และการเติบโตของเกรนที่มากเกินไปใน-เมทริกซ์อัลลอยด์ที่สูงกว่าเกรดเหล่านี้ควรอุ่นไว้ที่ประมาณ 600degC ก่อน จากนั้นจึงยกขึ้นเป็นอุณหภูมิดับสุดท้ายในระยะที่สอง โดยให้เวลาส่วนในการปรับให้เท่ากันก่อนจะดันผ่านช่วงอุณหภูมิที่สูงกว่า-ซึ่งมีความเสี่ยงมากกว่า

การรักษาเหล็กทุกประเภทด้วยประจุตรง-แบบเดียวกันเป็นทางลัดทั่วไปในการทำงานขนาดเล็ก และโดยเฉพาะเกรด-คาร์บอนและโลหะผสมสูง- ซึ่งทางลัดนั้นสร้างปัญหาที่เหล็กกล้าคาร์บอนที่มีโครงสร้างจะไม่แสดงออกมา

ในกรณีที่ท่อต้องการกล่องชุบแข็งแบบลึก - ส่วนหนาที่รับภาระการสึกหรอผ่าน-ส่วนตัดขวางส่วนใหญ่ - อุณหภูมิการชุบแข็งที่ค่อนข้างสูงกว่าภายในช่วงที่อนุญาตของเกรดจะรองรับความลึกในการชุบแข็งที่ลึกกว่า ในกรณีที่จำเป็นต้องใช้ชั้นชุบแข็งแบบตื้น อุณหภูมิที่ต่ำกว่าภายในช่วงเป็นตัวเลือกที่ดีกว่า เนื่องจากจะจำกัดผลการชุบแข็งให้อยู่ใกล้พื้นผิวมากขึ้น และลดความเสี่ยงที่แกนจะเปราะและการบิดเบี้ยวที่มาพร้อมกับการออสเทนไนซ์ของส่วนต่างๆ มากกว่าที่การใช้งานจริงต้องการ

นี่คือแกนอิสระแกนที่สามสำหรับการเลือกอุณหภูมิควบคู่ไปกับตรรกะที่จับคู่-ตัวกลางและตรรกะการดับแบบให้คะแนน-ที่อธิบายไว้ข้างต้น - กรณี-ข้อกำหนดเชิงลึก ตัวกลางในการดับ และประเภทกระบวนการ (เดี่ยว-ตัวกลางเทียบกับแบบให้คะแนน) แต่ละตัวสามารถผลักดันตัวเลือกอุณหภูมิไปในทิศทางที่แตกต่างกัน และการเลือกขั้นสุดท้ายจะต้องกระทบยอดทั้งสามอย่างกับข้อกำหนดการบริการที่แท้จริงของชิ้นส่วน

ตัวกลางดับนั้นจะต้องสะอาดและ{0}}ควบคุมอุณหภูมิเพื่อให้ทำงานได้อย่างคาดเดาได้น้ำมัน สบู่ที่ตกค้าง หรือการปนเปื้อนอื่นๆ ในน้ำดับจะเปลี่ยนลักษณะการทำความเย็นอย่างไม่อาจคาดเดาได้- อ่างที่ปนเปื้อนสามารถสร้างไอระเหยที่ไม่สม่ำเสมอบนพื้นผิวของชิ้นส่วน ทำให้อัตราการเย็นตัวช้าลงในลักษณะที่ยากต่อการตรวจจับจนกว่าผลความแข็งจะกลับมาไม่สอดคล้องกันโดยทั่วไปอุณหภูมิของน้ำควรอยู่ต่ำกว่า 40degC และอุณหภูมิน้ำมันต่ำกว่า 80degC- ตัวกลางทั้งสองจะสูญเสียความรุนแรงของการทำความเย็นในขณะที่พวกมันอุ่นขึ้น และอ่างที่พุ่งเกินอุณหภูมิที่ตั้งใจไว้ผ่านการใช้งานซ้ำ ๆ โดยไม่ทำให้เย็นลงจะดับลงอย่างรุนแรงน้อยกว่ากระบวนการที่ออกแบบไว้

ติดต่อได้เลย