عملية التخفيف من البينيت السفلي
البينيت السفلي هو بنية صغيرة في الصلب ذات قوة وصلابة ممتازة تتشكل أثناء التحول الحراري. The quenching process for lower bainite (commonly referred to as "lower bainite isothermal quenching") focuses on precisely controlling temperature and time to enable the complete transformation of austenite into lower bainite within the low-temperature range (typically 200~350°C)، وبالتالي تحقيق خصائص تجمع بين القوة العالية والصلابة العالية والصلابة الجيدة. فيما يلي وصف مفصل للعملية والنقاط الرئيسية ذات الصلة:
يتوقف تكوين البينيت السفلي علىآلية التحويل العازل الحرارية: يتم تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة الاستينيتية والاحتفاظ به للحصول على بنية استينيتية موحدة. It is then rapidly cooled to the temperature range for lower bainite transformation (avoiding the transformation zones of pearlite and upper bainite) and held at this temperature for a sufficient time to allow complete transformation of austenite into lower bainite، تليها تبريد الهواء إلى درجة حرارة الغرفة.
مقارنة مع التخفيف المارتنسيتيك (التبريد السريع تحت نقطة Ms للحصول على المارتنسيت) ،التخفيف السفلي للبينيت يتجنب هشاشة المارتينسيت من خلال "التحول الحراري" مع الحفاظ على قوة عاليةوذلك لأن البينيت السفلي يتكون من سلاسل الفيريت الدقيقة للغاية والكربيدات الموزعة بالتساوي ، مع مسافة أقل بكثير من البينيت العلوي ،والكربيدات حبيبية بدلا من الصفائح، مما يؤدي إلى توازن أفضل بين القوة والصلابة.
- الغرض: إذابة الكربيدات بالكامل في الصلب والحصول على بنية أوستينيتية موحدة ودقيقة، مما يضع الأساس للتحول اللاحق.
- معايير العملية:
- درجة الحرارة المثقلة: يحددها تكوين الصلب، عادة ما يكون 30 ~ 50 درجة مئوية فوق Ac3 (بالنسبة للصلبات النظيفة) أو بين Ac1 و Ac3 (بالنسبة للصلبات النظيفة ، لتجنب الكربيد الشبكي). على سبيل المثال:
- الفولاذ الكربوني المتوسط (مثل الفولاذ 45): 820-860 درجة مئوية.
- الفولاذ ذو السبائك المنخفضة الكربونية المتوسطة (على سبيل المثال ، 40Cr): 840 ~ 880 °C ؛
- الفولاذ ذو الكربون العالي (على سبيل المثال ، الفولاذ T8): 780 ~ 820 درجة مئوية (لمنع الحبوب الخام من الإفراط في الحرارة).
- وقت الاحتفاظ: يتم تحديدها من خلال سمك القطعة وقدرة الحمل لضمان توحيد الأوستينيت. عادةً 1 ~ 3 ساعات (أقصر للقطاعات الصغيرة ، تصل إلى 30 دقيقة ؛ أطول للقطاعات الكبيرة)تجنب الحرارة المنخفضة (التجفيف غير الكامل) أو الإفراط في الحرارة (الحبوب الخام)، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء).
- الغرض: لتبريد بسرعة قطعة العمل austenitized إلى نطاق درجة حرارة تحويل bainite السفلى (200 ~ 350 °C) ،منع التحول المبكر في مناطق اللؤلؤية (500 ~ 600 ° C) أو البينيت العلوي (350 ~ 500 ° C)، مما يضمن التحويل "التوجيهي" لأوستنيت إلى باينيت أقل.
- معايير العملية:
- وسط التبريد: يجب أن توفر معدل تبريد كاف (تجاوز معدل تبريد الحرج للصلب).
- الملحات المنصهرة (على سبيل المثال حمامات النترات والنيترات، مع نقاط انصهار منخفضة وسهولة التحكم في درجة الحرارة)
- الزيوت المعدنية (مناسبة لقطع العمل الصغيرة، مع تبريد أبطأ قليلا من الأملاح المنصهرة)
- محلولات البوليمر (مثل محلولات الكحول البوليفينيل، مع قدرة التبريد القابلة للتعديل).
- نقطة نهاية التبريد: تبريد القطعة بسرعة إلى 200 ~ 350 °C (درجة الحرارة المحددة بواسطة منحنى TTT للصلب ؛ على سبيل المثال ، 250 ~ 300 °C للصلبات ذات السبائك المنخفضة).
- الغرض: الاحتفاظ في درجة حرارة منخفضة محددة لتحويل الأوستينيت بالكامل إلى باينيت أقل (تقليل الأوستينيت المتبقي إلى أدنى حد ممكن).
- معايير العملية:
- درجة الحرارة المعادلة للحرارة: عادة ما تكون 200 ~ 350 درجة مئوية (المجموعة المميزة للبينيت السفلي) ، وتنتج درجات الحرارة المنخفضة سلاسل البينيت السفلي الأكثر دقة.زيادة القوة والصلابة ولكن تباطؤ التحول (التي تتطلب عقد أطول)؛ درجات الحرارة العالية (تقريباً 350 درجة مئوية) يمكن أن تشكل جزءاً من البينيت العلوي ، مما يقلل من صلابة.
- الزمن المعادل للحرارة: يتم تحديدها بواسطة منحنى TTT للصلب لضمان تحويل الأوستنيت الكامل. أمثلة:
- فولاذ 40Cr عند 280 درجة مئوية: ~ 2-4 ساعات.
- 60Si2Mn فولاذ رباعي عند 250 درجة مئوية: ~ 3-5 ساعات.
- معايير الحكم: الفحص الميكروهيكلي (البينيت السفلي يظهر كهياكل داكنة شبيهة بالإبرة / لاميلر بدون بيرليت أو مارتينسيت) أو الصيغ التجريبية (على سبيل المثال ، تمديد الوقت بمقدار 0.5 ~ 1 ساعة لكل سمك 10 ملم).
- بعد الحفاظ على الحرارة المعادلة ، يمكن تبريد القطعة إلى درجة حرارة الغرفة (لا حاجة إلى استمرار التبريد السريع).لذلك تبريد الهواء يتجنب تشكيل مارتينسيت أو غيرها من الهياكل السلبية ويمنع التشقق الإجهاد من معدلات تبريد مفرطة.
يتم تطبيق إطفاء البينيت السفلي علىالفولاذ ذو الكربون المتوسط والفولاذ ذو الكربون المتوسط والفولاذ ذو السبائك المنخفضة(مع صلابة جيدة للتحول العازل الحراري) ، بما في ذلك:
- الفولاذ الكربوني المتوسط: 45، 50، الخ؛
- الفولاذ ذو السبائك المنخفضة الكربونية المتوسطة: 40Cr، 42CrMo، 35CrMo، الخ؛
- الفولاذ الرئيسي: 60Si2Mn، 50CrVA، الخ؛
- الفولاذ العامل: GCr15 (تحكم في درجة حرارة التثبيت لتجنب الحبوب الخام).
السبب: تحتوي هذه الفولاذات على Cr ، Mn ، Mo ، الخ ، والتي تبطئ تحويل اللؤلؤة (تأخير منحنى TTT "الأنف") ، وتوسيع استقرار الأوستينيت في منطقة درجة الحرارة المنخفضة ،وتسهل تشكيل البينيت السفليالفولاذ المنخفض الكربون أو الفولاذ ذو السبائك العالية (على سبيل المثال ، الفولاذ المقاوم للصدأ austenitic) غير مناسب بسبب حركية التحول غير المتطابقة.
- مزايا الأداء: يحتوي البانيت السفلي على صلابة HRC45 ~ 55 (قريبة من المارتنسيت) ولكن صلابة الصدمة أعلى بـ 2 ~ 3 مرات (αk) من المارتنسيت (على سبيل المثال ، 40Cr بعد إطفاء البانيت السفلي لديه αk≥80J / cm2 مقابل30 ~ 50J / cm2 للتخفيف المارتنسيتيك)، مع قوة التعب الممتازة ومقاومة الارتداء.
- التطبيقات: الأجزاء التي تتطلب "موازنة القوة والصلابة"، مثل العجلات، وأعمدة القيادة، وعصي الاتصال، والريشات، وحلقات المحامل.
- مراقبة التجفيف: درجات الحرارة المرتفعة بشكل مفرط تسبب حبيبات أوستنيت ضخمة وباينيت منخفض الخام، مما يقلل من صلابة؛ درجات الحرارة المنخفضة تؤدي إلى الاستنيتية غير الكاملة.مع الكربيدات المتبقية التي تضعف توحيد التحول.
- معدل التبريد: يجب أن يمر بسرعة من خلال منطقة اللؤلؤية (500 ~ 600 ° C) ؛ خلاف ذلك ، تتشكل اللؤلؤية ، مما يقلل بشكل كبير من القوة (اختيار الوسائط ذات القدرة التبريدية المناسبة ، على سبيل المثال ، حمامات الملح المنصهر ،لضمان تجاوز المعدلات للقيم الحرجة).
- المعايير الحرارية: اتباع منحنيات TTT بدقة لدرجة الحرارة والوقت الانتقالات تسبب احتفاظًا مفرطًا بالأوستينيت (انخفاض في صلابة) أو البينيت العلوي الجزئي (انخفاض في صلابة).
- هندسة القطعة: بالنسبة للأجزاء الكبيرة أو المعقدة ، قم بتحكم معدلات التسخين / التبريد لتجنب تشقق الإجهاد (استخدام التسخين المتدفق أو التبريد المسبق إلى درجات حرارة أعلى قبل الاحتفاظ بالحراري).
هذه العملية تحقق توازن ممتاز بين القوة والصلابةمما يجعلها بديلاً حاسماً للتخفيف المارتنسيتي التقليدي (لتطبيقات تركز على القسوة) في صناعات الآلات والسيارات.
يجب أن تكون رسالتك بين 20-3000 حرف!