Η επαναφορά είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας κατά την οποία ένα σβησμένο τεμάχιο επαναθερμαίνεται σε κατάλληλη θερμοκρασία κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία Ac₁, διατηρείται σε αυτή τη θερμοκρασία για ένα ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια ψύχεται με συγκεκριμένο ρυθμό για να ενισχυθεί η σκληρότητα του υλικού. Είναι μια κρίσιμη διαδικασία που καθορίζει τη μικροδομή και τις ιδιότητες του χάλυβα στην κατάσταση λειτουργίας του.
Αν και ο σβησμένος χάλυβας (π.χ., χάλυβας με μαρτενσιτική δομή) παρουσιάζει εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, έχει δύο βασικά προβλήματα: πρώτον, παραμένει ένα μεγάλο ποσό υπολειπόμενης εσωτερικής τάσης σβέσης, η οποία προκαλεί εύκολα ρωγμές ή παραμορφώσεις στο χαλύβδινο τμήμα. δεύτερον, έχει εξαιρετικά κακή σκληρότητα και υψηλή ευθραυστότητα, καθιστώντας το ανίκανο να αντέξει σε κρούσεις ή σύνθετα φορτία. Προσαρμόζοντας τη θερμοκρασία θέρμανσης και τον χρόνο διατήρησης, η επαναφορά αντιμετωπίζει ειδικά αυτά τα προβλήματα, με τους ακόλουθους συγκεκριμένους στόχους:
- Εξάλειψη εσωτερικής τάσης: Η θέρμανση παρέχει στα άτομα χάλυβα ένα ορισμένο βαθμό κινητικότητας, ανακουφίζοντας την εσωτερική τάση που δημιουργείται από την ταχεία μικροδομική μετατροπή κατά τη διάρκεια της σβέσης (π.χ., ταχεία ψύξη του ωστενίτη σε μαρτενσίτη) και μειώνοντας τον κίνδυνο ρωγμών κατά την επακόλουθη επεξεργασία ή λειτουργία του χαλύβδινου τμήματος.
- Ρύθμιση μηχανικών ιδιοτήτων: "Προσαρμογή" των ιδιοτήτων του χάλυβα σύμφωνα με τις απαιτήσεις. Για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή σκληρότητα (π.χ., εργαλεία κοπής, μήτρες), μπορεί να επιλεγεί επαναφορά χαμηλής θερμοκρασίας για να διατηρηθεί το μεγαλύτερο μέρος της σκληρότητας σβέσης. για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή σκληρότητα (π.χ., άξονες, γρανάζια), μπορεί να χρησιμοποιηθεί επαναφορά υψηλής θερμοκρασίας για σημαντική βελτίωση της σκληρότητας, μειώνοντας παράλληλα κάποια σκληρότητα.
- Σταθεροποίηση μικροδομής και διαστάσεων: Μετατροπή της ασταθούς σβησμένης μικροδομής (π.χ., μαρτενσίτης, διατηρημένος ωστενίτης) σε μια πιο σταθερή (π.χ., επαναφερμένος μαρτενσίτης, σορβίτης), αποτρέποντας τις διακυμάνσεις των διαστάσεων που προκαλούνται από συνεχείς μικροδομικές αλλαγές κατά τη μακροχρόνια λειτουργία και εξασφαλίζοντας ακρίβεια.
- Βελτίωση της μηχανικής κατεργασίας: Μείωση της σκληρότητας του σβησμένου χάλυβα για διευκόλυνση της επακόλουθης μηχανικής επεξεργασίας, όπως κοπή και λείανση (π.χ., ο χαλυβουργικός χάλυβας γίνεται ευκολότερος στη λείανση μετά την επαναφορά).
- Χαλύβδινα μέρη δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν απευθείας μετά τη σβέση και πρέπει να επαναφέρονται άμεσα.
- Ρυθμίστε τη σκληρότητα, την αντοχή, την πλαστικότητα και τη σκληρότητα του τεμαχίου για να καλύψετε τις απαιτήσεις απόδοσης. Ο σβησμένος χάλυβας έχει γενικά υψηλή σκληρότητα και ευθραυστότητα και η επαναφορά μπορεί να ρυθμίσει τη σκληρότητα και τη σκληρότητά του.
- Εξάλειψη ή μείωση της υπολειπόμενης εσωτερικής τάσης που δημιουργείται κατά τη διάρκεια της σβέσης για την αποφυγή παραμόρφωσης ή ρωγμών.
- Σταθεροποίηση της μικροδομής και των διαστάσεων για εξασφάλιση ακρίβειας. Η μικροδομή του σβησμένου χάλυβα αποτελείται από σβησμένο μαρτενσίτη και διατηρημένο ωστενίτη, και τα δύο είναι μετασταθερά και τείνουν να μετατραπούν σε σταθερές δομές (δηλαδή, μετατρέπονται αυθόρμητα σε φερρίτη και τσιμεντίτη). Αυτή η μετατροπή μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στο μέγεθος και το σχήμα του τεμαχίου. Η επαναφορά μετατρέπει τον σβησμένο μαρτενσίτη και τον διατηρημένο ωστενίτη σε πιο σταθερές μικροδομές, εξασφαλίζοντας ότι δεν θα υπάρξουν αλλαγές στο μέγεθος ή το σχήμα κατά τη διάρκεια της λειτουργίας.
Η διαδικασία επαναφοράς περιλαμβάνει τέσσερις τύπους αντιδράσεων: αποσύνθεση του μαρτενσίτη. κατακρήμνιση, μετασχηματισμός, συσσωμάτωση και ανάπτυξη καρβιδίων. ανάκτηση και ανακρυστάλλωση φερρίτη. και αποσύνθεση του διατηρημένου ωστενίτη.
Όταν ο σβησμένος χάλυβας θερμαίνεται κάτω από 200°C, λεπτά ε-καρβίδια (FeₓC) αρχίζουν να κατακρημνίζονται από τον μαρτενσίτη, μειώνοντας την υπερκορεσμό του μαρτενσίτη και εξαλείφοντας μερικώς την εσωτερική τάση. Η μικροδομή που αποτελείται από αυτά τα εξαιρετικά λεπτά ε-καρβίδια και το χαμηλής κορεσμού α-στερεό διάλυμα ονομάζεται επαναφερμένος μαρτενσίτης (Mₜₑₘₚ).
Αφού ο σβησμένος μαρτενσίτης μετατραπεί σε επαναφερμένο μαρτενσίτη, ο όγκος του συρρικνώνεται, μειώνοντας την πίεση στον διατηρημένο ωστενίτη. Σε αυτό το σημείο, ο διατηρημένος ωστενίτης αποσυντίθεται για να σχηματίσει μια δομή bainite.
Αυτή η μετατροπή είναι σχετικά εμφανής σε χάλυβες μέσου άνθρακα και υψηλού άνθρακα. Για χάλυβες άνθρακα και χάλυβες χαμηλού κράματος με περιεκτικότητα σε άνθρακα κάτω από 0,4%, η ποσότητα του διατηρημένου ωστενίτη είναι τόσο μικρή που αυτή η μετατροπή είναι ουσιαστικά αμελητέα. Επομένως, η επαναφερμένη μικροδομή παραμένει επαναφερμένος μαρτενσίτης στους 200–300°C.
Όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει τους 250°C, η αποσύνθεση του μαρτενσίτη ολοκληρώνεται και η τετραγωνικότητά του εξαφανίζεται. Τα ε-καρβίδια μετατρέπονται σε λεπτό, σταθερό τσιμεντίτη (Fe₃C) και το μεγαλύτερο μέρος της εσωτερικής τάσης σβέσης εξαλείφεται. Η επαναφορά μεταξύ 300–500°C παράγει μια μικτή μικροδομή που αποτελείται από μια μήτρα φερρίτη και έναν μεγάλο αριθμό λεπτών διασκορπισμένων κοκκωδών τσιμεντιτών, γνωστών ως επαναφερμένο troostite (Tₜₑₘₚ).
Όταν η θερμοκρασία επαναφοράς φτάσει πάνω από 400°C, ο ελασματοειδής φερρίτης υφίσταται πολυγώνιση, ενώ το λεπτό κοκκώδες Fe₃C σφαιροποιείται και συσσωματώνεται για να αναπτυχθεί. Η εσωτερική τάση σβέσης εξαλείφεται πλήρως. Η επαναφορά μεταξύ 500–650°C έχει ως αποτέλεσμα μια μικροδομή που αποτελείται από μια πολυγώνια μήτρα φερρίτη με σχετικά μεγάλο κοκκώδη τσιμεντίτη κατανεμημένο σε όλη την έκταση, που ονομάζεται επαναφερμένο sorbite (Sₜₑₘₚ).
Η επαναφορά ταξινομείται σε επαναφορά χαμηλής θερμοκρασίας, επαναφορά μέσης θερμοκρασίας και επαναφορά υψηλής θερμοκρασίας με βάση το εύρος θερμοκρασίας.
- Θερμοκρασία επαναφοράς: 150–250°C
- Μικροδομή: Επαναφερμένος μαρτενσίτης (Mₜₑₘₚ) — ένα μείγμα εξαιρετικά λεπτών ε-καρβιδίων και χαμηλής κορεσμού α-στερεού διαλύματος. Κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο, ο επαναφερμένος μαρτενσίτης φαίνεται μαύρος, ενώ ο διατηρημένος ωστενίτης φαίνεται λευκός.
- Σκοπός: Διατήρηση της υψηλής σκληρότητας (συνήθως 58–64 HRC) και της αντοχής στη φθορά του σβησμένου τεμαχίου, μειώνοντας παράλληλα την υπολειπόμενη τάση σβέσης και την ευθραυστότητα.
- Εφαρμογές: Χρησιμοποιείται κυρίως για θερμική επεξεργασία εργαλείων από χάλυβα υψηλού άνθρακα, εργαλείων κοπής, εργαλείων μέτρησης, μήτρων, ρουλεμάν, ανθρακωμένων εξαρτημάτων και εξαρτημάτων επιφανειακής σβέσης.
- Θερμοκρασία επαναφοράς: 350–500°C
- Μικροδομή: Επαναφερμένο troostite (Tₜₑₘₚ) — μια μικροδομή λεπτού κοκκώδους τσιμεντίτη κατανεμημένου σε μια μήτρα φερρίτη που διατηρεί τη μορφολογία του μαρτενσίτη.
- Σκοπός: Επίτευξη υψηλού ελαστικού ορίου, αντοχής διαρροής και ορισμένου βαθμού σκληρότητας. το μεγαλύτερο μέρος της εσωτερικής τάσης εξαλείφεται, με σκληρότητα 35–45 HRC.
- Εφαρμογές: Χρησιμοποιείται κυρίως για θερμική επεξεργασία ελατηρίων, ελατηρίων ρολογιών, μήτρων σφυρηλάτησης και εργαλείων κρούσης.
- Θερμοκρασία επαναφοράς: 500–650°C
- Μικροδομή: Επαναφερμένο sorbite (Sₜₑₘₚ) — μια μικροδομή κοκκώδους Fe₃C κατανεμημένου σε μια πολυγώνια μήτρα φερρίτη.
- Σκοπός: Λήψη εξαιρετικών ολοκληρωμένων μηχανικών ιδιοτήτων (ισορροπημένη αντοχή, πλαστικότητα και σκληρότητα). η εσωτερική τάση εξαλείφεται πλήρως, με σκληρότητα 25–35 HRC. Δεδομένου ότι το επαναφερμένο sorbite έχει καλές ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες, ο συνδυασμός "σβέση + επαναφορά υψηλής θερμοκρασίας" αναφέρεται συνήθως ως σβέση και επαναφορά (QT), ή απλά "επαναφορά" με ευρεία έννοια.
- Εφαρμογές: Η σβέση και η επαναφορά χρησιμοποιούνται κυρίως ως η τελική θερμική επεξεργασία για διάφορα σημαντικά δομικά μέρη (π.χ., ράβδοι σύνδεσης, άξονες και γρανάζια που υπόκεινται σε εναλλασσόμενα φορτία και υψηλές απαιτήσεις αντοχής στην κόπωση). Χρησιμοποιείται επίσης συχνά ως προθερμική επεξεργασία για εξαρτήματα επιφανειακής σβέσης, νιτρωμένα εξαρτήματα, εργαλεία κοπής ακριβείας, εργαλεία μέτρησης και μήτρες.
Πρέπει να σημειωθεί ότι τα παραπάνω εύρη θερμοκρασίας για τις διαδικασίες επαναφοράς ισχύουν για χάλυβες άνθρακα και χάλυβες χαμηλού κράματος και δεν ισχύουν για χάλυβες μέσου και υψηλού κράματος με υψηλή περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος.
Η σκληρότητα κρούσης του σβησμένου χάλυβα αλλάζει με τη θερμοκρασία επαναφοράς. Καθώς η θερμοκρασία επαναφοράς αυξάνεται, η σκληρότητα του χάλυβα τείνει να μειώνεται, ενώ η σκληρότητα γενικά αυξάνεται. Ωστόσο, εμφανίζονται δύο ελάχιστες τιμές στα εύρη θερμοκρασίας 250–400°C και 450–650°C. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται εύθραυση επαναφοράς και χωρίζεται σε εύθραυση επαναφοράς χαμηλής θερμοκρασίας και εύθραυση επαναφοράς υψηλής θερμοκρασίας.
Αυτό αναφέρεται στην ευθραυστότητα που παρουσιάζει ο σβησμένος χάλυβας όταν επαναφέρεται στους 250–400°C. Δεδομένου ότι η ευθραυστότητα που σχηματίζεται δεν μπορεί να εξαλειφθεί με επαναθέρμανση, ονομάζεται επίσης μη αναστρέψιμη εύθραυση επαναφοράς. Η κύρια αιτία είναι ότι κατά την επαναφορά σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας, ο μαρτενσίτης αποσυντίθεται και ο τσιμεντίτης κατακρημνίζεται στα όρια των κόκκων, μειώνοντας την αντοχή θραύσης των ορίων των κόκκων και καταστρέφοντας τη συνέχεια της μήτρας. Σχεδόν όλοι οι χάλυβες παρουσιάζουν αυτόν τον τύπο εύθραυσης επαναφοράς και δεν υπάρχει επί του παρόντος αποτελεσματική μέθοδος για την πλήρη εξάλειψή του. Επομένως, ο σβησμένος χάλυβας δεν επαναφέρεται γενικά στο εύρος των 250–350°C.
Αυτό αναφέρεται στην ευθραυστότητα που παρουσιάζει ο σβησμένος χάλυβας όταν ψύχεται αργά μετά την επαναφορά στο εύρος των 450–650°C. Η σκληρότητα μπορεί να αποκατασταθεί εάν ο χάλυβας επαναθερμανθεί πάνω από 600°C και ψυχθεί γρήγορα, επομένως ονομάζεται επίσης αναστρέψιμη εύθραυση επαναφοράς.
Αυτός ο τύπος ευθραυστότητας εμφανίζεται κυρίως σε δομικούς χάλυβες που περιέχουν στοιχεία κράματος όπως Cr, Ni, Si και Mn. Ένα βασικό χαρακτηριστικό είναι ότι η γρήγορη ψύξη (ψύξη με λάδι) μετά την επαναφορά δεν προκαλεί ευθραυστότητα, ενώ η αργή ψύξη (ψύξη με αέρα) το κάνει. Όταν αυτοί οι χάλυβες πρέπει να επαναφερθούν σε υψηλές θερμοκρασίες, θερμαίνονται συνήθως πάνω από 600°C και ψύχονται γρήγορα. Φυσικά, η γρήγορη ψύξη από αυτή τη θερμοκρασία δεν προκαλεί σκλήρυνση, καθώς δεν συμβαίνει ωστενίωση.
Γενικά, για να ληφθούν καλές ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες, οι χάλυβες δομής κράματος επαναφέρονται συχνά σε τρία διαφορετικά εύρη θερμοκρασίας: χάλυβες εξαιρετικά υψηλής αντοχής στους περίπου 200–300°C. χάλυβες ελατηρίων γύρω στους 460°C. και χάλυβες σβέσης και επαναφοράς στους 550–650°C. Οι χάλυβες εργαλείων άνθρακα και κράματος, που απαιτούν υψηλή σκληρότητα και αντοχή, επαναφέρονται γενικά σε θερμοκρασίες που δεν υπερβαίνουν τους 200°C. Οι χάλυβες δομής κράματος, οι χάλυβες μήτρας και οι χάλυβες υψηλής ταχύτητας επαναφέρονται όλοι στο εύρος των 500–650°C.
- Η επαναφορά είναι άνευ σημασίας για μη επεξεργασμένο σβησμένο χάλυβα. επομένως, χρησιμοποιείται ως τελική διαδικασία θερμικής επεξεργασίας σε συνδυασμό με τη σβέση.
- Για την αποφυγή παραμόρφωσης ή ρωγμών των σβησμένων εξαρτημάτων κατά την αποθήκευση, τα χαλύβδινα μέρη πρέπει να επαναφέρονται άμεσα μετά τη σβέση.
- Η ανεπαρκής επαναφορά μπορεί να αντισταθμιστεί με μια πρόσθετη κατάλληλη διαδικασία επαναφοράς. Ωστόσο, εάν συμβεί υπερβολική επαναφορά, όλες οι προηγούμενες προσπάθειες θα χαθούν και το εξάρτημα πρέπει να σβηστεί ξανά.
- Η επαναφορά είναι όχι μια μέθοδος σκλήρυνσης. αντίθετα, περιλαμβάνει την επαναθέρμανση του θερμικά επεξεργασμένου σκληρυμένου χάλυβα για την ανακούφιση της καταπόνησης, την μαλακότητα του υλικού και τη βελτίωση της πλαστικότητας.
- Οι μικροδομικές αλλαγές και οι τροποποιήσεις ιδιοτήτων που προκαλούνται από την επαναφορά εξαρτώνται από τη θερμοκρασία στην οποία ο χάλυβας επαναθερμαίνεται. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο σημαντικά είναι τα αποτελέσματα. Επομένως, η επιλογή της θερμοκρασίας εξαρτάται συνήθως από την έκταση στην οποία θυσιάζεται η σκληρότητα και η αντοχή για την απόκτηση πλαστικότητας και σκληρότητας.
Το μήνυμά σας πρέπει να αποτελείται από 20-3.000 χαρακτήρες!