Quá trình dập tắt của bainite thấp hơn

I. Nguyên tắc cơ bản của Lower Bainite quenching

II. Các bước quy trình và các thông số của Lower Bainite quenching

1. Giai đoạn Austenitization (nâng nhiệt và giữ)

• Mục đích: Để hòa tan hoàn toàn các cacbít trong thép và có được một cấu trúc austenitic đồng nhất, tinh tế, đặt nền tảng cho quá trình biến đổi sau đó.
• Các thông số quy trình:
  • Nhiệt độ thâm hụt: Định nghĩa bởi thành phần thép, thường 30 ~ 50 ° C trên Ac3 (đối với thép hypoeutectoid) hoặc giữa Ac1 và Ac3 (đối với thép hypereutectoid, để tránh các cacbua lưới). Ví dụ:
    • Thép carbon trung bình (ví dụ, thép 45): 820 ~ 860 °C;
    • Thép hợp kim thấp carbon trung bình (ví dụ: 40Cr): 840 ~ 880 °C;
    • Thép carbon cao (ví dụ, thép T8): 780 ~ 820 °C (để ngăn chặn hạt thô nóng quá mức).
  • Thời gian giữ: Được xác định bởi độ dày và khả năng tải của mảnh làm việc để đảm bảo đồng hóa austenite. Thông thường 1 ~ 3 giờ (tức ngắn hơn đối với các mảnh nhỏ, lên đến 30 phút; dài hơn đối với các mảnh lớn),Tránh quá nóng (nhiệt độ không đầy đủ) hoặc quá nóng (chất hạt thô), dẫn đến giảm hiệu suất).

2. Giai đoạn làm mát nhanh (tránh các vùng Pearlite / Upper Bainite)

• Mục đích: Để làm mát nhanh chóng các tác phẩm austenitized đến dải nhiệt độ biến đổi bainite thấp hơn (200 ~ 350 ° C),ngăn ngừa biến đổi sớm trong vùng pearlite (500 ~ 600 °C) hoặc vùng cao hơn của bainite (350 ~ 500 °C), đảm bảo chuyển đổi "hướng" của austenite thành bainite thấp hơn.
• Các thông số quy trình:
  • Phân chất làm mát: Cần cung cấp tốc độ làm mát đủ ( vượt quá tốc độ làm mát quan trọng của thép).
    • Muối nóng chảy (ví dụ, bồn tắm nitrat-nitrit, với điểm nóng chảy thấp và điều khiển nhiệt độ dễ dàng);
    • Dầu khoáng sản (đáng cho các mảnh nhỏ, làm mát chậm hơn một chút so với muối nóng chảy);
    • Các dung dịch polymer (ví dụ: dung dịch polyvinyl alcohol, có dung lượng làm mát có thể điều chỉnh).
  • Điểm kết thúc làm mát: Nên làm mát nhanh chóng mảnh làm việc đến 200 ~ 350 °C (nhiệt độ cụ thể được xác định bởi đường cong TTT của thép; ví dụ: 250 ~ 300 °C cho thép hợp kim thấp).

3. Giai đoạn biến đổi đồng nhiệt (Giai đoạn cốt lõi)

• Mục đích: Giữ ở nhiệt độ thấp để chuyển đổi hoàn toàn austenite thành bainite thấp hơn (giảm thiểu austenite bị giữ lại).
• Các thông số quy trình:
  • Nhiệt độ đồng nhiệt: Thông thường 200 ~ 350 ° C (phạm vi đặc trưng cho bainite thấp hơn).Tăng sức mạnh và độ cứng nhưng biến đổi chậm lại (yêu cầu giữ lâu hơn)Nhiệt độ cao hơn (gần 350 ° C) có thể tạo thành một phần trên của bainite, làm giảm độ dẻo dai.
  • Thời gian đồng nhiệt: Định nghĩa bởi đường cong TTT của thép để đảm bảo chuyển đổi austenite hoàn toàn. Ví dụ:
    • Thép 40Cr ở 280 °C: ~ 2~ 4 giờ;
    • Thép xuôi 60Si2Mn ở 250 °C: ~ 3 ~ 5 giờ.
  • Tiêu chuẩn phán xét: Kiểm tra vi cấu trúc (bainit thấp hơn xuất hiện như các cấu trúc giống kim / lamellar tối mà không có pearlite hoặc martensite) hoặc công thức thực nghiệm (ví dụ, kéo dài thời gian 0,5 ~ 1 giờ cho mỗi độ dày 10mm).

4. Hơi lạnh sau nhiệt đồng nhiệt

• Sau khi giữ bằng nhiệt đồng, mảnh làm việc có thể được làm mát bằng không khí đến nhiệt độ phòng (không cần tiếp tục làm mát nhanh).do đó làm mát bằng không khí tránh hình thành martensite hoặc các cấu trúc bất lợi khác và ngăn ngừa nứt căng thẳng từ tốc độ làm mát quá mức.

III. Các loại thép phù hợp

• Thép carbon trung bình: 45, 50, v.v.;
• Thép hợp kim thấp carbon trung bình: 40Cr, 42CrMo, 35CrMo, v.v.;
• Thép xuân: 60Si2Mn, 50CrVA, v.v.;
• Thép vòng bi: GCr15 (kiểm soát nhiệt độ khử độc để tránh hạt thô).

IV. Đặc điểm hiệu suất và ứng dụng

• Ưu điểm hiệu suất: Bainite thấp hơn có độ cứng HRC45 ~ 55 (gần như martensite) nhưng độ dẻo dai tác động cao hơn 2 ~ 3 lần (αk) so với martensite (ví dụ, 40Cr sau khi dập tắt bainite thấp hơn có αk≥80J / cm2 so với30 ~ 50J / cm2 cho dập martensitic), với sức chịu mệt mỏi tuyệt vời và chống mòn.
• Ứng dụng: Các bộ phận đòi hỏi "sự cân bằng sức mạnh và độ dẻo dai", chẳng hạn như bánh răng, trục truyền, thanh kết nối, suối và vòng bi.

V. Các điểm và biện pháp phòng ngừa chính trong quá trình

1. Kiểm soát Austenitization: Nhiệt độ quá cao gây ra hạt austenite thô và bainit thấp thô, làm giảm độ dẻo dai; nhiệt độ thấp dẫn đến sự thô hoàn toàn,với các chất carbide còn lại làm suy giảm sự đồng nhất chuyển đổi.
2. Tốc độ làm mát: Phải nhanh chóng đi qua vùng pearlite (500 ~ 600 ° C); nếu không, pearlite hình thành, giảm mạnh đáng kể (chọn môi trường có khả năng làm mát thích hợp, ví dụ như bồn tắm muối nóng chảy,để đảm bảo tỷ lệ vượt quá các giá trị quan trọng).
3. Các thông số đồng nhiệt: Tiếp tục nghiêm ngặt các đường cong TTT cho nhiệt độ và thời gian. Các sai lệch gây ra sự giữ lại austenite quá mức (giảm độ cứng) hoặc một phần của bainite trên (giảm độ cứng).
4. Địa hình phần làm việc: Đối với các bộ phận lớn hoặc phức tạp, kiểm soát tốc độ sưởi ấm / làm mát để tránh nứt căng thẳng (sử dụng sưởi ấm theo giai đoạn hoặc làm mát trước đến nhiệt độ cao hơn trước khi giữ đồng nhiệt).