คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการดับและการรักษาความร้อน

การดับและการรักษาความร้อนที่ชุบและแบ่งแยก: คำอธิบายโดยละเอียด

การดับและการแบ่งเบาบรรเทา (Q&T) เป็นสองขั้นตอน ** การรักษาความร้อนด้วยความร้อน ** ** กระบวนการที่ใช้กับโลหะเหล็ก (โดยทั่วไปจะเป็นเหล็ก) เพื่อให้ได้การผสมผสานของความแข็งแรงสูง ** ความเหนียวดีและความเหนียวที่น่าพอใจ ** มันเป็นหนึ่งในกระบวนการบำบัดความร้อนที่พบมากที่สุดและสำคัญที่สุดในการผลิต

เป้าหมายหลักคือการเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของเหล็กเพื่อสร้างความสมดุลที่ดีที่สุดของคุณสมบัติเชิงกลที่ไม่สามารถทำได้ผ่านการผสมเพียงอย่างเดียว

-

ขั้นตอนที่ 1: การดับ (การชุบแข็ง) **

ขั้นตอนการดับได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างโครงสร้างจุลภาคที่ยากมาก แต่เปราะบางที่เรียกว่า ** Martensite **

** 1. Austenitizing: **
*** การให้ความร้อน: ** ส่วนประกอบเหล็กถูกทำให้ร้อนอย่างสม่ำเสมอถึงอุณหภูมิสูงกว่าอุณหภูมิวิกฤต ** (AC3 หรือ ACM สายบนไดอะแกรมเฟส) ** อุณหภูมินี้มีความเฉพาะเจาะจงกับปริมาณคาร์บอนของเหล็กและองค์ประกอบการผสมโดยทั่วไปตั้งแต่ 800 ° C ถึง 950 ° C (1475 ° F ถึง 1750 ° F)
*** การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค: ** ที่อุณหภูมินี้โครงสร้างจุลภาคจะเปลี่ยนเป็น ** ออสเทนไนท์ ** (ลูกบาศก์ที่อยู่กึ่งกลางเป็นศูนย์กลาง, FCC, โครงสร้างผลึกของเหล็ก) ออสเทนไนต์มีความสามารถในการละลายสูงสำหรับคาร์บอนทำให้อะตอมคาร์บอนละลายได้อย่างสม่ำเสมอภายในโครงตาข่ายคริสตัล
*** การแช่: ** ส่วนประกอบจะถูกจัดขึ้นที่อุณหภูมินี้เป็นเวลาที่เพียงพอ (เวลาแช่) เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิสม่ำเสมอและโครงสร้างออสเทนนิติกที่เป็นเนื้อเดียวกันตลอดส่วนหน้าตัด การแช่เวลาขึ้นอยู่กับขนาดของชิ้นส่วนและลักษณะของเตาเผา

** 2. การดับอย่างรวดเร็ว: **
*หลังจากแช่ตัวส่วนประกอบจะถูกทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว (** ดับ **) โดยการแช่ในสื่อดับ
*อัตราการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว (เกินอัตราการระบายความร้อนที่สำคัญ ** ** ของเหล็ก) ยับยั้งการก่อตัวของเฟสที่นุ่มกว่าเช่นเฟอร์ไรต์และไข่มุก
*แทนออสเทนไนต์จะผ่านการเปลี่ยนแปลงที่ไม่มีการแพร่กระจายและเฉือนให้กลายเป็น ** martensite **
*** Martensite ** เป็นโครงสร้าง tetragonal (BCT) ที่เน้นร่างกายเป็นศูนย์กลางซึ่งเป็นสารละลายคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัวสูง สายพันธุ์ขัดแตะนี้เป็นสาเหตุของความแข็งและความแข็งแรงที่รุนแรง แต่ยังรวมถึงความเปราะบางและความเครียดภายใน

** สื่อดับทั่วไป (เพื่อเพิ่มอัตราการระบายความร้อน): **
*** อากาศ: ** สำหรับเหล็กกล้าอัลลอยด์สูงที่มีความแข็งสูง (เช่นเหล็กกล้าเครื่องมือชุบอากาศที่ชุบอากาศ)
*** น้ำมัน: ** สื่อทั่วไปที่มีการดับที่รุนแรงน้อยกว่าน้ำลดความเสี่ยงของการแตกร้าวและการบิดเบือน
*** พอลิเมอร์ (เช่นโซลูชั่น PAG): ** สื่ออเนกประสงค์ที่สามารถปรับอัตราการระบายความร้อนได้โดยความเข้มข้นและอุณหภูมิ
*** น้ำ: ** ดับที่รุนแรงมากใช้สำหรับเหล็กกล้าอัลลอยด์ต่ำ
*** น้ำเกลือ (น้ำเค็ม): ** ดับที่รุนแรงที่สุดให้อัตราการระบายความร้อนที่เร็วที่สุด

หลังจากดับแล้วเหล็กนั้นแข็งมาก แต่ก็เปราะเกินไปสำหรับการใช้งานด้านวิศวกรรมส่วนใหญ่ มันมีความเครียดภายในสูงและมีแนวโน้มที่จะแตก สิ่งนี้จำเป็นต้องอยู่ในขั้นที่สอง: การแบ่งเบา

-

ขั้นตอนที่ 2: อารมณ์ **

การแบ่งเบาบรรเทาคือการรักษาความร้อนที่สำคัญ ** ** ดำเนินการทันทีหลังจากดับ จุดประสงค์ของมันคือ ** บรรเทาความเครียดภายในลดความเปราะบางและเพิ่มความเหนียวและความเหนียว ** ด้วยค่าใช้จ่ายของความแข็งและความแข็งแรงบางอย่าง

**กระบวนการ:**
*เหล็กดับจะอุ่นขึ้นถึงอุณหภูมิ ** ต่ำกว่าอุณหภูมิวิกฤตที่ต่ำกว่า (สาย A1) ** โดยทั่วไประหว่าง 150 ° C และ 650 ° C (300 ° F และ 1200 ° F)
* มันถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมินี้เป็นเวลาที่กำหนดไว้ (โดยปกติ 1-2 ชั่วโมงต่อนิ้วของความหนา) จากนั้นเย็นลงบ่อยครั้งในอากาศ

** การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค: **
เมื่ออุณหภูมิการแบ่งแยกเพิ่มขึ้นชุดของการเปลี่ยนแปลงที่แพร่กระจายได้เกิดขึ้นภายใน Martensite:
1. ** การตกตะกอนของ Epsilon Carbide (อุณหภูมิต่ำ: 150-200 ° C): ** คาร์บอนเริ่มตกตะกอนจาก Martensite ที่ไม่อิ่มตัว สิ่งนี้ช่วยลดความเครียดภายในโดยไม่สูญเสียความแข็งอย่างมีนัยสำคัญ
2. ** การก่อตัวของมาร์เทนไซต์อารมณ์ (200-300 ° C): ** การสลายตัวของออสเทนไนต์ (ถ้ามี)
3. ** การแปลงเป็นซีเมนต์ (Fe₃c) และการตกผลึกซ้ำ (300-450 ° C): ** คาร์ไบด์เปลี่ยนเป็นรูปแบบที่มั่นคงกว่า (ซีเมนต์) ความเครียดภายในลดลงอย่างมีนัยสำคัญและความเหนียวเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
4. ** การทำให้เป็นทรงกลมของซีเมนต์และ coarsening (450-700 ° C): ** ที่อุณหภูมิสูงกว่าอนุภาคซีเมนต์จะรวมตัวกันและ spheroidize เมทริกซ์กู้คืนและเริ่มเปลี่ยนเป็นเฟอร์ไรต์ โครงสร้างนี้มักจะเรียกว่า ** spheroidite ** เมื่ออ่อนตัวลงอย่างเต็มที่ สิ่งนี้จะเพิ่มความเหนียวและความเหนียวอย่างมีนัยสำคัญ แต่ส่งผลให้สูญเสียความแข็งที่สำคัญ (กระบวนการที่เรียกว่า ** การหลอม ** หากทำในช่วงสูงสุด)

** การแลกเปลี่ยนที่สำคัญ: **
คุณสมบัติสุดท้ายคือ ** ควบคุมโดยตรงโดยอุณหภูมิการแบ่งเบed **:
*** การลดอุณหภูมิต่ำ (150-250 ° C): ** สร้างความแข็งและความแข็งแรงสูงความต้านทานการสึกหรอที่ดี แต่ความเหนียวและความเหนียวลดลง ใช้สำหรับเครื่องมือแบริ่งและส่วนประกอบที่ทนต่อการสึกหรอ
*** การลดอุณหภูมิปานกลาง (350-450 ° C): ** ให้ความสมดุลที่ดีของความแข็งแรงและความเหนียว (คุณสมบัติเหมือนสปริง) ใช้สำหรับสปริงการตีโต้และส่วนประกอบยานยนต์
*** การลดอุณหภูมิสูง (450-650 ° C): ** สร้างความเหนียวสูงความเหนียวและความต้านทานต่อแรงกระแทกที่มีความแข็งแรงปานกลาง นี่เป็นเงื่อนไขที่ส่วนใหญ่มักเรียกกันว่าโครงสร้างจุลภาค "** ** **" และเป็นเป้าหมายสำหรับเหล็กโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง

-

สรุปข้อดีและแอปพลิเคชัน **

**ข้อดี:**
*บรรลุอัตราส่วนความแข็งแกร่งต่อน้ำหนักที่ยอดเยี่ยม **
*ให้การผสมผสานที่เหนือกว่า ** ของคุณสมบัติเชิงกล ** (ความแข็งแรงความเหนียวความเหนียว) เมื่อเทียบกับการชุบแข็งหรือการทำให้เป็นมาตรฐาน
* สามารถปรับให้เข้ากับข้อกำหนดของแอปพลิเคชันเฉพาะโดยการปรับอุณหภูมิการแบ่งเบากราง

** แอปพลิเคชัน: **
*** ยานยนต์: ** เพลาข้อเหวี่ยง, แท่งเชื่อมต่อ, เกียร์, เพลา
*** การบินและอวกาศ: ** ส่วนประกอบของเกียร์เชื่อมโยงไปถึงตัวยึดโครงสร้าง
*** การก่อสร้าง: ** สลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง, แท่งยึด, ส่วนประกอบโครงสร้าง
*** เครื่องมือ: ** ค้อน, แกน, การฝึกซ้อมและตาย (มักจะมีอารมณ์อุณหภูมิต่ำ)
*** การผลิต: ** เพลาแกนและชิ้นส่วนเครื่องจักรที่ต้องการประสิทธิภาพสูง

โดยสรุปการดับและการแบ่งเบาบรรเทาเป็นกระบวนการพื้นฐานที่ช่วยให้วิศวกรสามารถปรับคุณสมบัติของเหล็กได้อย่างแม่นยำเพื่อทนต่อเงื่อนไขการบริการที่เฉพาะเจาะจงทำให้เป็นรากฐานที่สำคัญของโลหะวิทยาและการผลิตที่ทันสมัย