Kemampuan keras dan kemampuan keras baja
- Kemampuan keras
Kemampuan keras mengacu pada sifat inheren dari suatu jenis baja untuk mendapatkan kedalaman lapisan yang dikeraskan (lapisan martensit) selama pendinginan di bawah kondisi yang ditentukan.
Apakah suatu bagian baja dapat dikeraskan sepenuhnya terkait dengan laju pendinginan kritis (vk) baja selama pendinginan.
Indikator Pengukuran: Dinyatakan oleh kedalaman lapisan keras efektif yang dapat dicapai ketika benda uji standar didinginkan di bawah kondisi tertentu.
Kedalaman Lapisan Keras: Mengacu pada jarak dari permukaan bagian baja ke lokasi di mana struktur martensitik menyumbang 50% secara internal. Semakin besar kedalaman lapisan yang dikeraskan, semakin tinggi kemampuan kerasnya; ketika kedalaman lapisan yang dikeraskan mencapai inti, benda kerja dikeraskan sepenuhnya.
2. Pengaruh Kemampuan Keras pada Sifat Mekanik Baja
Kemampuan keras memiliki dampak signifikan pada sifat mekanik baja. Jika benda kerja dikeraskan sepenuhnya, sifat permukaannya seragam dan konsisten, memungkinkan potensi penuh dari sifat mekanik baja untuk dieksert. Jika tidak dikeraskan sepenuhnya, akan ada perbedaan pada sifat permukaan; terutama setelah temper suhu tinggi, ketangguhan inti akan lebih rendah daripada lapisan permukaan.
Di bawah kondisi austenisasi yang sama, kemampuan keras dari jenis baja yang sama adalah identik.
Untuk kedalaman lapisan yang dikeraskan: pendinginan air > pendinginan oli; benda kerja kecil > benda kerja besar.
3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kemampuan Keras
Kemampuan keras adalah sifat inheren baja, terlepas dari kondisi eksternal baja (seperti bentuk, ukuran, luas permukaan, dan media pendingin), tetapi terkait erat dengan laju pendinginan kritisnya. Semakin kecil laju pendinginan kritis, semakin tinggi kemampuan keras baja.
Semua faktor yang mempengaruhi laju pendinginan kritis (atau posisi kurva C) — seperti komposisi kimia, suhu pendinginan, dan waktu penahanan — akan mempengaruhi kemampuan keras.
1）Komposisi Kimia
- Kandungan Karbon: Di antara baja hipoeutektoid, baja eutektoid, dan baja hipereutektoid, baja eutektoid memiliki laju pendinginan kritis terkecil dan kemampuan keras tertinggi di antara baja karbon. Kemampuan keras baja hipoeutektoid meningkat dengan peningkatan kandungan karbon. Dalam rentang suhu pemanasan pendinginan normal, kemampuan keras baja hipereutektoid menurun seiring dengan peningkatan kandungan karbon.
- Elemen Paduan: Semua elemen paduan kecuali kobalt menggeser kurva C ke kanan, mengurangi laju pendinginan kritis, dan meningkatkan kemampuan keras.
2）Suhu Pendinginan dan Waktu Penahanan
Meningkatkan suhu pemanasan dan memperpanjang waktu penahanan dapat meningkatkan kemampuan keras baja secara tepat. Namun, metode ini akan menyebabkan pengasaran butir, sehingga umumnya tidak diadopsi.
4. Penentuan Kemampuan Keras: Uji Pendinginan Ujung (Uji Pendinginan Ujung Jominy)
5. Aplikasi Kemampuan Keras
1）Perkiraan Kedalaman Lapisan yang Dikeraskan
Selama desain bagian, kurva kemampuan keras yang diketahui dapat digunakan untuk memperkirakan kedalaman lapisan yang dikeraskan efektif dari bagian tersebut.
2）Pemilihan Material Berdasarkan Kedalaman Lapisan yang Dikeraskan
Kedalaman lapisan yang dikeraskan efektif memiliki dampak signifikan pada sifat mekanik benda kerja.
Ketika benda kerja dikeraskan sepenuhnya, struktur yang terdistribusi secara seragam dapat diperoleh di sepanjang seluruh penampang setelah temper, dan sifat mekaniknya juga konsisten.
Ketika tidak dikeraskan sepenuhnya, sifat mekanik inti benda kerja lebih rendah daripada lapisan keras permukaan.
Ketika tegangan benda kerja terdistribusi secara seragam di sepanjang penampang dan sifat mekanik pada penampang konsisten, baja dengan kemampuan keras tinggi harus dipilih.
Untuk bagian yang terkena beban lentur atau torsi (seperti poros), tegangan permukaan adalah yang tertinggi sementara tegangan inti sangat rendah, sehingga baja dengan kemampuan keras yang buruk harus dipilih.
Di bawah kondisi austenisasi yang sama, kemampuan keras dari jenis baja yang sama adalah identik.
*Kekerasan setelah Pendinginan (Kemampuan Keras untuk Kekerasan Maksimum)
Di bawah kondisi pendinginan normal, mengacu pada kekerasan maksimum yang dapat dicapai dengan mendapatkan struktur martensitik. Faktor pengaruh utamanya bergantung pada kandungan karbon dalam martensit, dan tidak ada hubungannya dengan elemen paduan. Semakin tinggi kandungan karbon, semakin tinggi kekerasan setelah pendinginan.
Misalnya, baja paduan karbon rendah memiliki kemampuan keras yang cukup baik tetapi kekerasan rendah setelah pendinginan. Contoh lain adalah baja perkakas karbon tinggi, yang memiliki kemampuan keras yang buruk tetapi kekerasan tinggi setelah pendinginan.
Biasanya, baja paduan karbon sedang 40Cr dan baja karbon 45 digunakan untuk perbandingan. Yang pertama mengandung elemen paduan kromium, sehingga kemampuan kerasnya lebih tinggi daripada yang terakhir; namun, kandungan karbonnya lebih rendah daripada yang terakhir, menghasilkan kekerasan yang sedikit lebih rendah setelah pendinginan.
Catatan: Baja dengan kemampuan keras tinggi belum tentu memiliki kekerasan tinggi setelah pendinginan, dan sebaliknya.
Pesan Anda harus antara 20-3.000 karakter!