Proses pemadaman bainite bawah

I. Prinsip Dasar Pemadam Bainite Bawah

II. Langkah Proses dan Parameter Pemadam Bainite Bawah

1. Tahap Austenitisasi (Pemanasan dan Penyimpanan)

• Tujuan: Untuk larut sepenuhnya karbida dalam baja dan mendapatkan struktur austenit yang seragam dan halus, meletakkan dasar untuk transformasi selanjutnya.
• Parameter Proses:
  • Suhu Austenitisasi: ditentukan oleh komposisi baja, umumnya 30 ~ 50 ° C di atas Ac3 (untuk baja hypoeutectoid) atau antara Ac1 dan Ac3 (untuk baja hypereutectoid, untuk menghindari karbida jaringan).
    • Baja karbon menengah (misalnya, baja 45): 820 ~ 860 °C;
    • Baja paduan rendah karbon menengah (misalnya, 40Cr): 840 ~ 880 °C;
    • Baja karbon tinggi (misalnya, baja T8): 780 ~ 820 °C (untuk mencegah butiran kasar dari overheating).
  • Waktu Penantian: ditentukan oleh ketebalan benda kerja dan kapasitas beban untuk memastikan homogenisasi austenit. biasanya 1 ~ 3 jam (lebih pendek untuk benda kerja kecil, hingga 30 menit; lebih lama untuk benda kerja besar),menghindari underheating (incomplete austenitization) atau overheating (butir kasar), menyebabkan penurunan kinerja).

2. Tahap pendinginan cepat (menghindari zona Pearlite/Upper Bainite)

• Tujuan: Untuk cepat mendinginkan benda kerja austenitisasi ke kisaran suhu transformasi bainite yang lebih rendah (200~350°C),mencegah transformasi dini di zona pearlite (500~600°C) atau zona bainite atas (350~500°C), memastikan transformasi "arah" austenit menjadi bainite yang lebih rendah.
• Parameter Proses:
  • Medium pendingin: Harus memberikan tingkat pendinginan yang cukup (lebih dari tingkat pendinginan kritis baja).
    • Garam cair (misalnya, mandi nitrat-nitrit, dengan titik lebur rendah dan kontrol suhu yang mudah);
    • Minyak mineral (cocok untuk benda kerja kecil, dengan pendinginan sedikit lebih lambat daripada garam cair);
    • Solusi polimer (misalnya, larutan alkohol polivinil, dengan kapasitas pendinginan yang dapat diatur).
  • Titik akhir pendinginan: Cepat mendinginkan benda kerja hingga 200 ~ 350 °C (suhu spesifik ditentukan oleh kurva TTT baja; misalnya, 250 ~ 300 °C untuk baja paduan rendah).

3. Tahap Transformasi Isotermik (Tahap Inti)

• Tujuan: Tahan pada suhu rendah yang ditetapkan untuk sepenuhnya mengubah austenit menjadi bainite yang lebih rendah (meminimalkan austenit yang ditahan).
• Parameter Proses:
  • Suhu Isotermik: Biasanya 200~350°C (rentang karakteristik untuk bainite yang lebih rendah).Meningkatkan kekuatan dan kekerasan tetapi memperlambat transformasi (membutuhkan tahan lebih lama); suhu yang lebih tinggi (hampir 350°C) dapat membentuk sebagian bainite atas, mengurangi ketahanan.
  • Waktu Isotermik: Ditentukan oleh kurva TTT baja untuk memastikan transformasi austenit yang lengkap.
    • Baja 40Cr pada 280°C: ~2~4 jam;
    • 60Si2Mn baja pegas pada 250°C: ~3~5 jam.
  • Kriteria Penghakiman: Pemeriksaan mikrostruktur (bainit bawah muncul sebagai struktur seperti jarum/lamellar gelap tanpa pearlite atau martensite) atau rumus empiris (misalnya, perpanjang waktu 0,5 ~ 1 jam per ketebalan 10 mm).

4. Post-Isothermal Cooling

• Setelah pengendalian isoterm, benda kerja dapat didinginkan dengan udara ke suhu kamar (tidak perlu pendinginan cepat yang berkelanjutan).Jadi pendinginan udara menghindari pembentukan martensit atau struktur yang merugikan lainnya dan mencegah retakan tekanan dari tingkat pendinginan yang berlebihan.

III. Kelas Baja yang Cocok

• Baja karbon menengah: 45, 50, dll.
• Baja paduan rendah karbon menengah: 40Cr, 42CrMo, 35CrMo, dll.;
• Baja pegas: 60Si2Mn, 50CrVA, dll.;
• Baja bantalan: GCr15 (mengontrol suhu austenitisasi untuk menghindari butiran kasar).

IV. Karakteristik Kinerja dan Aplikasi

• Keuntungan Kinerja: Bainit rendah memiliki kekerasan HRC45 ~ 55 (dekat dengan martensit) tetapi ketangguhan dampak 2 ~ 3 kali lebih tinggi (αk) daripada martensit (misalnya, 40Cr setelah pemadam bainit rendah memiliki αk≥80J/cm2 vs.30 ~ 50J/cm2 untuk pemadam martensitic), dengan kekuatan kelelahan yang sangat baik dan ketahanan haus.
• Aplikasi: Bagian-bagian yang membutuhkan "kesimbangan kekuatan-ketangguhan", seperti gigi, poros penggerak, batang penghubung, pegas, dan cincin bantalan.

V. Poin Proses Kunci dan Tindakan Pencegahan

1. Kontrol Austenitisasi: Suhu yang terlalu tinggi menyebabkan butiran austenit yang kasar dan bainit bawah yang kasar, mengurangi ketahanan; suhu rendah menyebabkan austenitisasi yang tidak lengkap,dengan residu karbida yang merusak keseragaman transformasi.
2. Tingkat pendinginan: Harus dengan cepat melewati zona pearlite (500 ~ 600 ° C); jika tidak, pearlite terbentuk, secara drastis mengurangi kekuatan (pilih media dengan kapasitas pendinginan yang tepat, misalnya, mandi garam cair,untuk memastikan tingkat melebihi nilai kritis).
3. Parameter Isotermik: Ikuti kurva TTT secara ketat untuk suhu dan waktu. Penyimpangan menyebabkan austenit yang terlalu banyak dipertahankan (pengurangan kekerasan) atau bainit bagian atas (pengurangan ketahanan).
4. Geometri benda kerja: Untuk bagian-bagian besar atau kompleks, kontrol laju pemanasan/pendinginan untuk menghindari retakan tekanan (menggunakan pemanasan bertahap atau pra-pendinginan ke suhu yang lebih tinggi sebelum penyimpanan isotermik).