Anlassen von Stahl
① Härte für Bearbeitungsvorgänge anpassen. Wenn das Werkstück zu hart ist, kann es nicht geschnitten werden; wenn es zu weich ist, wird die Spanabhebung beim Schneiden erschwert. Typischerweise ist ein Härtebereich von
170–250 HB für die allgemeine Bearbeitung geeignet.
② Restspannungen beseitigen, um Verformungen oder Risse von Stahlteilen während der nachfolgenden Verarbeitung oder Wärmebehandlung zu verhindern. Restspannungen entstehen an der Oberfläche und im Inneren des Werkstücks während der Rohlingsformgebungsprozesse (wie Gießen, Schmieden, Schweißen) oder der Bearbeitung. Diese Spannungen verteilen sich während der nachfolgenden Bearbeitung des Werkstücks neu, was zu Verformungen oder Rissen führt.
③ Korngröße verfeinern, Mikrostruktur verbessern, mechanische Eigenschaften verbessern und die Struktur für die endgültige Wärmebehandlung vorbereiten.
2. Klassifizierung der Anlassprozesse
- Anlassen oberhalb der kritischen Temperatur (Ac1, Ac3)
Diese Kategorie umfasst das vollständige Anlassen, das unvollständige Anlassen, das Kugelglühen und das Diffusionsglühen.
- Anlassen unterhalb der kritischen Temperatur
Beispiele sind das Rekristallisationsglühen und das Spannungsarmglühen.
3. Gängige Anlassprozesse
Eine Art von Anlassprozess, bei dem das Werkstück langsam auf eine Temperatur von 30–50°C über Ac3erhitzt, für eine bestimmte Zeit bei dieser Temperatur gehalten (Halten) und dann langsam abgekühlt wird. Es ist auch bekannt als konventionelles Anlassen oder Rekristallisationsglühen.
Es wird als "vollständig" bezeichnet, da die Struktur des Stahls durch Rekristallisation (Keimbildung und Kornwachstum) eine vollständige Austenitisierungsumwandlung durchlaufen kann.
Einschränkungen: Das vollständige Anlassen verwendet eine langsame Ofenkühlung, was zu einem langen Prozesszyklus und einer längeren Gerätebelegung führt. Um die Geräteauslastung zu verbessern, wird häufig das isotherme Anlassen als Ersatz verwendet.
2) Isothermisches Anlassen
Der isotherme Anlassprozess ist wie folgt: Hypoeutektoider Stahl wird auf eine Temperatur von 30–50°C über Ac3erhitzt, und eutektoider Stahl und hypereutektoider Stahl werden auf eine Temperatur von 30–50°C über Ac1erhitzt. Nach dem Halten bei den jeweiligen Temperaturen für eine angemessene Zeit wird das Heizen gestoppt und die Ofentür geöffnet, um das Werkstück schnell auf eine bestimmte Temperatur unterhalb von Ar1 abzukühlen. Halten Sie das Werkstück bei dieser Temperatur, bis sich der gesamte Austenit in lamellaren Perlit umwandelt – hypoeutektoider Stahl bildet auch proeutektoiden Ferrit, während hypereutektoider Stahl auch proeutektoiden Zementit bildet. Schließlich wird das Werkstück mit beliebiger Geschwindigkeit abgekühlt, normalerweise indem es aus dem Ofen genommen und an der Luft abgekühlt wird.
Die isotherme Temperatur darf nicht zu niedrig oder zu hoch sein. Wenn sie zu niedrig ist, ist die Härte nach dem Anlassen relativ hoch; wenn sie zu hoch ist, muss die isotherme Haltezeit verlängert werden.
Das isotherme Anlassen hat den gleichen Zweck wie das vollständige Anlassen. Es kann die Verweilzeit des Werkstücks im Ofen verkürzen und eine gleichmäßigere Mikrostruktur und Härte erzielen.
Anwendung: Das isotherme Anlassen wird hauptsächlich für hochkohlenstoffhaltige Stähle und legierte Stähle mit langer Inkubationszeit verwendet. Der unterkühlte Austenit dieser Stähle wandelt sich im Perlit-Umwandlungstemperaturbereich recht langsam um. Wenn das vollständige Anlassen angewendet wird, dauert es oft Dutzende von Stunden, was sehr unwirtschaftlich ist.
Ein Kugelglühprozess beinhaltet das Erhitzen von eutektoidem oder hypereutektoidem Stahl auf eine Temperatur von 10–20°C über Ac1, wodurch sich mehr ungelöste Karbidpartikel während des langfristigen Haltens spontan kugelförmig ausbilden können. Nach dem Halten für eine bestimmte Zeit wird der Stahl langsam auf unter 600 °C abgekühlt und dann aus dem Ofen genommen, um an der Luft abgekühlt zu werden, wodurch der Zementit im Perlit kugelförmig wird.
Die Mikrostruktur, die durch das Kugelglühen erhalten wird, ist durch granulare Zementitpartikel gekennzeichnet, die in einer Ferritmatrix dispergiert sind, was als kugelförmiger Perlit (oder knolliger Perlit) bezeichnet wird.
Hinweis: Wenn vor dem Kugelglühen starkes Netzwerkkarbid im Stahl vorhanden ist, sollte zuerst normalisiert werden, um den Netzwerkzementit zu eliminieren, gefolgt vom Kugelglühen. Andernfalls wird der Kugelglüheffekt beeinträchtigt.
Es bezieht sich auf einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem das Werkstück langsam mit dem Ofen auf 500–600°Cerhitzt, für eine bestimmte Zeit bei dieser Temperatur gehalten und dann langsam mit dem Ofen auf unter 200–300°Cabgekühlt wird, bevor es aus dem Ofen genommen wird. Bemerkenswert ist, dass während dieses Prozesses keine mikrostrukturelle Umwandlung im Werkstück stattfindet.
Zweck: Es ist hauptsächlich auf Rohlingswerkstücke und Teile anwendbar, die bearbeitet wurden. Das Ziel ist es, Restspannungen in Rohlingen und Teilen zu beseitigen, die Abmessungen und die Form des Werkstücks zu stabilisieren und die Neigung zur Verformung und zum Reißen von Teilen während der Bearbeitung und des Betriebs zu verringern.
Hinweis: Es ist zu beachten, dass das Spannungsarmglühen die inneren Spannungen nicht vollständig beseitigen kann, sondern nur teilweise, wodurch ihre schädlichen Auswirkungen neutralisiert werden.
Es bezieht sich auf einen Wärmebehandlungsprozess, bei dem Stahl auf eine relativ hohe Temperatur unterhalb der Solidustemperatur der Legierung erhitzt, für einen längeren Zeitraum (10–15 Stunden) gehalten und dann langsam abgekühlt wird.
Es ist eine Anlassmethode, die auf Blöcke oder Gussteile aus Stahl und Nichteisenlegierungen (wie Zinnbronze, Siliziumbronze, Kupfernickel usw.) angewendet wird.
Zweck: Das Homogenisierungsglühen fördert die Festkörperdiffusion von Elementen in der Legierung, um die chemische Zusammensetzungsentmischung und die mikrostrukturelle Inhomogenität innerhalb der Korngrößen (intragranulare Entmischung, auch bekannt als dendritische Entmischung) zu reduzieren, die in Stahlblöcken, Stahlgussteilen oder Gussknüppeln während der Erstarrung auftreten.
Der Grund, warum die Homogenisierungsglühtemperatur so hoch ist, ist, die Diffusion von Legierungselementen zu beschleunigen und die Haltezeit so weit wie möglich zu verkürzen. Die Homogenisierungsglühtemperatur für legierte Stähle ist viel höher als Ac3 und liegt typischerweise im Bereich von 1050 °C bis 1200 °C.
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