下部バイナイトの消化プロセス
低ベイナイトは,同熱変換中に形成された優れた強度と強度を持つ鋼の微小構造である. 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)この プロセス に 関する 詳細 な 説明 と それ に 関する 重要 な 点 は 次 の よう です.
下部バイナイトの形成は同熱変換メカニズム: 鉄鋼はアウステニティ化温度まで加熱され,均一なアウステニティ構造を得るために保持されます. 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室温まで冷却する.
マルテンシト冷却 (マルテンシトを得るためのMS点以下に迅速冷却) と比較すると,下部バイナイトの冷却は,高い強度を維持しながら",同熱変換"を通じてマルテンサイトの脆さを回避するこれは,下部バイナイトが非常に細いフェライトターンと均等に分布したカービッドで構成され,上部バイナイトよりもはるかに小さな間隔があるため,炭化物は 片状ではなく粒状です耐性と強さのバランスが良くなります
- 目的: 鉄鋼中の炭化物を完全に溶解し,均質で細かいオーステニティック構造を得て,後続的な変換の基礎を設ける.
- プロセスのパラメータ:
- オーステニティゼーション温度: 鉄鋼の組成によって決定され,一般的に30~50°CでAc3以上 (低温鉄鋼の場合) またはAc1とAc3の間 (高温鉄鋼の場合,ネットワークカービッドを避けるため)
- 中程度の炭素鋼 (例えば45鋼): 820~860°C
- 中等炭素低合金鋼 (例えば40Cr): 840~880°C
- 高炭素鋼 (例えばT8鋼): 780~820°C (粗い粒子が過熱するのを防ぐため).
- 保持時間: オーステナイトの均一化を確保するために,作業部件厚さと負荷能力によって決定されます.通常,1~3時間 (小作業部位では短く,30分まで,大作業部位では長)低温化 (不完全オーステニ化) や過熱化 (粗粒) を避ける機能が低下する).
- 目的: オーステニティ化された作業部位を低ベイナイト変換温度範囲 (200~350°C) に迅速に冷却するために,パールライト (500~600°C) または上部バイナイト (350~500°C) のゾーンで早速変容を防止するオーステナイトを低ベナイトに"方向性"で変換する.
- プロセスのパラメータ:
- 冷却介質: 十分な冷却速度 (鉄鋼の臨界冷却速度を上回る) を提供しなければならない.一般的な介質には:
- 溶けた塩 (例えば,低溶融点と気温制御が容易なナイトラート・ナイトライト浴場)
- 鉱物油 (小型の作業部品に適しており,溶けた塩よりも少し冷却が遅い)
- ポリマー溶液 (例えば,調節可能な冷却容量を持つポリビニルアルコール溶液)
- 冷却の最終点: 作業部位を200~350°Cに迅速に冷却する (鋼のTTT曲線によって決定される特異温度,例えば低合金鋼では250~300°C).
- 目的: 設定された低温で保持してオーステナイトを完全に低バイナイトに変換する (保持されたオーステナイトを最小限に抑える).
- プロセスのパラメータ:
- 同熱気温: 通常は200~350°C (低バイナイトの特徴範囲). 低温では,より細い低バイナイトの laths が生成されます.強度と硬さを増やすが,変形が遅くなる (より長く保持する必要がある)高温 (約350°C) で部分的な上部バニットが形成され,硬さも低下する.
- 同熱時間: 鉄鋼のTTT曲線によって決定され,オーステナイトの完全な変換を保証する.例:
- 280°Cの40Cr鋼: ~2~4時間
- 250°Cで60Si2Mnスプリング鋼: ~3~5時間
- 判断基準: 微小構造検査 (下部バイナイトは,真珠石やマルテンサイトのない暗黒の針状/ラメラー構造として現れる) または経験的式 (例えば,10mm厚さあたり0.5~1時間延長).
- アウステナイトは既に完全に低温バイナイトに変換されている.そのため,空気冷却はマルテンサイト形成や他の有害な構造を避け,過度の冷却率によるストレスクラッキングを防止します.
低バイナイト消化が適用される中型炭素と中型低炭素合金鋼(同熱変換に適した硬化能力)
- 中型炭素鋼: 45, 50,など
- 中等炭素低合金鋼:40Cr,42CrMo,35CrMoなど.
- 春鋼:60Si2Mn,50CrVAなど
- 軸承鋼: GCr15 (粗い粒を避けるために,オーステニティゼーション温度を制御する).
理由これらの鋼は,Cr,Mn,Moなどを含んでおり,ペールライト変換を遅らせ (TTT曲線"鼻"を遅らせ),低温帯でのオーステナイト安定性を延長します.そして,下部バイニットの形成を容易にする.低炭素または高合金鋼 (例えばオウステニティックステンレス鋼) は,変換運動が不一致しているため,不適切です.
- 性能上の利点: 下部バイナイトはHRC45~55の硬さ (マルテンサイトに近い) を有するが,マルテンサイトよりも2~3倍高い衝撃強度 (αk) を有する (例えば,下部バイナイトの消化後40Crはαk≥80J/cm2 vs.マルテンシティック消化のために30~50J/cm2)疲労耐久性と耐磨性が優れています
- 申請: 歯車,駆動軸,接続棒,スプリング,ベアリングなどの"強度強度バランス"を必要とする部品.
- オステニゼーション制御:過度に高温では粗いオーステナイト粒と粗い下部バイナイトが生じ,硬さが低下する.低温ではオーステナイトが不完全になる.変容の均一性を損なう残留カルビード.
- 冷却速度は: ピアライトゾーン (500~600°C) を迅速に通過しなければならない.そうでなければ,ピアライトが形成され,強度が劇的に低下する (適切な冷却容量を持つメディアを選び,例えば,溶けた塩浴,利回りが臨界値を上回るようにする).
- 同熱パラメータ: 温度と時間に関するTTT曲線を厳格に遵守します.偏差は過剰な保持されたオーステナイト (硬度低下) または部分的な上部バイナイト (硬度低下) を引き起こします.
- 工件物の幾何学: 大型または複雑な部品では,ストレスクラッキングを避けるために加熱/冷却速度を制御する (同熱保持の前に段階的な加熱または高温への予冷を使用する).
このプロセスは強度と硬さのバランスを得ます機械や自動車産業における従来のマルテンシティック消化 (硬度重視の用途) に対して重要な代替品となる.
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