Процесс тушения нижнего банита

I. Основной принцип пониженного охлаждения банита

II. Шаги процесса и параметры нижнего банитового тушения

1Стадия аустенизации (нагрев и удержание)

• Цель: Для полного растворения карбидов в стали и получения равномерной, тонкой аустенитной структуры, закладывающей основу для последующей трансформации.
• Параметры процесса:
  • Температура аустенизации: Определяется по составу стали, как правило, 30 ~ 50 °C выше Ac3 (для гипоутектоидных сталей) или между Ac1 и Ac3 (для гипеутектоидных сталей, чтобы избежать карбидов сети).
    • Среднеуглеродистые стали (например, сталь 45): 820-860°C;
    • Средние углеродные низколегированные стали (например, 40Cr): 840 ~ 880 °C;
    • Стали с высоким содержанием углерода (например, сталь T8): 780 ~ 820 °C (для предотвращения перегрева грубых зерен).
  • Время ожидания: Определяется толщиной заготовки и грузоподъемностью, чтобы обеспечить гомогенизацию аустенита.избегать недостаточного нагрева (неполная аустенизация) или перегрева (грубые зерна), что приводит к снижению производительности).

2Быстрая стадия охлаждения (избегание зоны перлитов/верхних банитов)

• Цель: для быстрого охлаждения аустенизированной заготовки до нижнего диапазона температур преобразования банита (200~350°C),предотвращение преждевременного преобразования в зоне перлита (500~600°C) или верхней баниты (350~500°C), обеспечивая "направленное" преобразование аустенита в низкий банит.
• Параметры процесса:
  • Средство охлаждения: Должны обеспечивать достаточную скорость охлаждения (превышающую критическую скорость охлаждения стали).
    • расплавленные соли (например, нитратно-нитритные ванны с низкими точками плавления и легким регулированием температуры);
    • минеральные масла (подходят для небольших запчастей, с немного более медленным охлаждением, чем расплавленные соли);
    • Полимерные растворы (например, растворы поливинил-алкоголя с регулируемой охлаждающей способностью).
  • Конечная точка охлаждения: Быстро охлаждать деталь до 200-350°C (специфическая температура определяется кривой TTT стали; например, 250-300°C для низколегированных сталей).

3. Стадия изотермического преобразования (основной этап)

• Цель: Удерживать при установленной низкой температуре, чтобы полностью преобразовать аустенит в низкий банит (минимизируя сохраненный аустенит).
• Параметры процесса:
  • Изотермальная температура: Обычно 200~350°C (характерный диапазон для нижнего банита).увеличение прочности и твердости, но замедление преобразования (требует более длительного удержания)При более высоких температурах (около 350°C) может образовываться частичный верхний банит, что снижает прочность.
  • Изотермическое время: Определяется по кривой TTT стали для обеспечения полного преобразования аустенита.
    • 40Cr сталь при 280°C: ~2~4 часа;
    • 60Si2Mn пружинная сталь при 250°C: ~3~5 часов.
  • Критерии суждения: микроструктурный осмотр (нижний банит представляет собой темные иглообразные/ламелярные структуры без перлита или мартенсита) или эмпирические формулы (например, продление времени на 0,5 - 1 час на 10 мм толщины).

4Пост-изотермическое охлаждение

• После изотермического удержания деталь может быть охлажён воздухом до комнатной температуры (без необходимости дальнейшего быстрого охлаждения).поэтому охлаждение воздухом избегает образования мартенсита или других неблагоприятных структур и предотвращает растрескивание от чрезмерного охлаждения.

III. Подходящие сорта стали

• Среднеуглеродистые стали: 45, 50, и т.д.;
• Среднеуглеродистые низколегированные стали: 40Cr, 42CrMo, 35CrMo и т.д.;
• Пролетные стали: 60Si2Mn, 50CrVA и т.д.;
• Подшипниковые стали: GCr15 (контроль аустенизирующей температуры для предотвращения грубых зерен).

IV. Характеристики и применение

• Преимущества производительности: Нижний банит имеет твердость HRC45 ~ 55 (близкую к мартенситу), но в 2 ~ 3 раза более высокую прочность при ударе (αk) чем мартенцит (например, 40Cr после гашения нижнего банита имеет αk≥80J/cm2 против30 ~ 50 J/cm2 для мартенситового тушения), с отличной стойкостью к усталости и износостойкостью.
• Заявления: Части, требующие "баланса прочности и прочности", такие как редукторы, приводы, стыковочные пружины, пружины и колеса подшипников.

V. Ключевые моменты процесса и меры предосторожности

1. Контроль аустенизации: чрезмерно высокие температуры приводят к грубому зерну аустенита и грубому нижнему баниту, уменьшающему прочность; низкие температуры приводят к неполному аустенитированию,с остаточными карбидами, нарушающими однородность трансформации.
2. Скорость охлаждения: Должен быстро проходить через зону перлита (500-600°С); в противном случае, перлиты формируются, резко уменьшая прочность (выбирать среды с соответствующей охлаждающей способностью, например, расплавленные солевые ванны,чтобы гарантировать, что ставки превышают критические значения).
3. Изотермические параметры: строго соблюдать кривые ТТТ для температуры и времени; отклонения вызывают чрезмерное сохранение аустенита (уменьшенная твердость) или частичный верхний банит (уменьшенная прочность).
4. Геометрия заготовки: Для больших или сложных деталей контролируйте скорость нагрева/охлаждения, чтобы избежать стрессового трещинки (используйте ступенчатое нагревание или предварительное охлаждение до более высоких температур до изотермического удержания).