41.Как влияет металлургическое качество стали на закалочную трещину?
Стальные детали могут быть обработаны ковкой, литьем, холоднотянутой сталью, горячекатаной сталью и т. д. Все виды заготовок или материалов могут иметь металлургические дефекты в процессе производства, или металлургические дефекты сырья могут быть оставлены для следующего процесс. Наконец, эти дефекты могут расширяться в закалочные трещины при закалке или приводить к возникновению трещин. Например, такие дефекты, как пористость, пористость, песчинки, сегрегация, трещины могут образовываться внутри или на поверхности стальной отливки из-за неправильной технологии обработки в процессе горячей обработки; Усадочная полость, сегрегация, белое пятно, включение, трещина и т. д. Может образовываться в поковочной заготовке. Эти дефекты оказывают большое влияние на закалочную трещину стали. Вообще говоря, чем серьезнее первоначальный дефект, тем больше склонность к закалке трещины.
42. Как влияет содержание углерода и легирующих элементов на склонность стали к растрескиванию?
Содержание углерода и легирующих элементов в стали имеют важное влияние на склонность стали к растрескиванию. Вообще говоря, с увеличением содержания углерода в мартенсите увеличивается хрупкость мартенсита, уменьшается хрупкое сопротивление стали и увеличивается склонность к закалочным трещинам. С увеличением содержания углерода ослабляется влияние термического стресса и усиливается влияние тканевого стресса. При закалке заготовки в воде поверхностное сжимающее напряжение становится меньше, а растягивающее напряжение в середине приближается к поверхности. При закалке масла поверхностное растягивающее напряжение увеличивается. Все это увеличивает склонность к закалочному растрескиванию. Влияние легирующих элементов на закалку комплексное, теплопроводность стали снижается с увеличением легирующих элементов, что увеличивает неоднородность фазового перехода. В то же время, с увеличением содержания сплава аустенит упрочняется, и трудно снять напряжение за счет пластической деформации, что увеличивает внутреннее напряжение термической обработки и увеличивает склонность к закалке. Однако с увеличением содержания легирующих элементов прокаливаемость стали улучшается. Его можно погасить с помощью мягкой охлаждающей среды, которая может уменьшить склонность к гашению. Кроме того, некоторые легирующие элементы, такие как ванадий, ниобий и титан, выполняют функцию измельчения аустенитного зерна, снижая склонность стали к перегреву и, таким образом, снижая склонность к закалке.
43. Как влияет исходная ткань на растрескивание?
Исходная микроструктура стали оказывает большое влияние на трещину перед закалкой. Когда температура нагрева чешуйчатого перлита слишком высока, легко вызвать рост аустенитного зерна и легко перегреться. Следовательно, температура закалочного нагрева и время выдержки должны строго контролироваться для стальных деталей, исходная структура которых представляет собой чешуйчатый перлит. В противном случае это вызовет закалочное растрескивание из-за перегрева стальных деталей. Сталь со сфероидальным перлитом первоначальной организации, при закалке, глобулярный карбид стабилен, потому что он закончился, в процесс превращения аустенита, растворение карбида, часто небольшое количество остаточных карбидов, остаточные карбиды препятствуют росту аустенитного зерна по сравнению с пластинчатым перлит, закалка может получить тонкий мартенсит, поэтому первоначальная организация для однородной сфероидальной перлитной стали для уменьшения трещин перед закалкой является идеальным состоянием организации.
44. Почему возникает явление повторного закалочного растрескивания?
В производстве часто возникает явление повторного закалочного растрескивания, которое обусловлено прямой вторичной закалкой без промежуточной нормализации или промежуточным отжигом перед вторичной закалкой. В структуре нет карбида, препятствующего росту аустенитных зерен, поэтому аустенитные зерна легко могут значительно вырасти и вызвать перегрев. Поэтому один промежуточный отжиг при вторичной закалке также может быть использован для полного устранения внутренних напряжений.
45. Как размер и структура деталей влияют на способность к растрескиванию?
Размер сечения деталей слишком мал, и слишком много их нелегко взломать. При закалке заготовки с малым сечением сердцевина легко закаляется, а образование мартенсита в сердцевине и на поверхности происходит почти одновременно, поэтому напряжение ткани невелико, и его нелегко быть погашенным. Размер сечения слишком велик, особенно при производстве стали с низкой прокаливаемостью, закалка не только сердцевины не может затвердеть, но даже поверхность также не может получить мартенсит, внутреннее напряжение в основном представляет собой термическое напряжение, закалочная трещина не легко появляется. Поэтому для каждого вида стальных деталей при определенной закалочной среде существует критический диаметр трещины, то есть при критическом диаметре детали имеют большую склонность к растрескиванию. Величина риска образования трещин может варьироваться в зависимости от химического состава стали, температуры нагрева и используемого метода. Острый угол, угловой угол и другие факторы геометрической формы деталей приводят к резкому изменению локальной скорости охлаждения заготовки, увеличению остаточного напряжения при закалке и, таким образом, увеличению склонности к растрескиванию при закалке. Увеличение неравномерности сечения детали, склонность к закалке также увеличивается, сначала происходит закалочное мартенситное превращение тонкой части, затем, когда толстая часть мартенситного превращения, объемное расширение, так что тонкая часть под растягивающим напряжением, концентрация напряжений на стыке тонкой толщины, поэтому часто появляются закалочные трещины.
46. Как технологические факторы влияют на закалочные трещины?
Технологические факторы (главным образом температура нагрева при закалке, время выдержки, режим охлаждения и т. д.) оказывают большое влияние на склонность к образованию трещин при закалке. Термическая обработка включает процессы нагрева, выдержки и охлаждения. Трещины могут образовываться не только при термической обработке (закалке), но и при нагреве, если он не нагрет должным образом.
47. Какие трещины могут быть вызваны неправильным нагревом?
Трещины, вызванные чрезмерной скоростью нагрева, науглероживанием или обезуглероживанием поверхности, трещины, вызванные перегревом или пережогом, трещины, вызванные водородом, вызванные нагревом в водородосодержащей атмосфере.
48. Почему чрезмерная скорость нагрева приводит к появлению трещин?
Из-за различного процесса кристаллизации некоторых материалов в процессе литья неизбежно образуются неметаллические включения неоднородного состава, неоднородной структуры, а также исходные материалы. Такие как твердая и хрупкая карбидная фаза в литой высокомарганцовистой стали, сегрегация состава и пористость в литой высоколегированной стали и другие дефекты, когда большая заготовка быстро нагревается, может образоваться большее напряжение, что приведет к растрескиванию.
49. Почему науглероживание или обезуглероживание поверхности вызывают трещины?
Когда детали из легированной стали нагреваются в печи с защитной атмосферой (или печи с регулируемой атмосферой) с использованием углеводорода в качестве источника газа, из-за неправильной эксплуатации или неконтролируемого углеродного потенциала в печи увеличивается, так что содержание углерода на поверхности нагретой заготовки превышает исходное содержание углерода в заготовке. Во время последующей термообработки оператор по-прежнему закаливает сталь в соответствии с первоначальными спецификациями процесса, в результате чего образуются закалочные трещины.
При термической обработке отливки из высокомарганцовистой стали, если поверхностный слой обезуглерожен и размагничен, на поверхности заготовки появятся трещины. При нагреве низколегированной инструментальной стали и быстрорежущей стали при термической обработке трещины могут также возникать, если поверхность обезуглерожена.
50. Почему при перегреве или пережоге появляются трещины?
Быстрорежущая сталь, заготовка из нержавеющей стали, из-за высокой температуры закалки, когда температура нагрева выходит из-под контроля, легко вызвать перегрев или пережог, что приводит к трещине при термообработке.
51. Какие виды перлита существуют? Каковы их морфологические и функциональные особенности?
По морфологии перлит можно разделить на два типа: чешуйчатый перлит и зернистый перлит.
Пластинчатый перлит состоит из чередующихся цементита и феррита.
(1) образование пластинчатого перлита сначала на границе аустенитных зерен, осаждение зародышей цементита, и рост в листе, чтобы появиться по обеим сторонам тощего углеродистого аустенита, побуждая феррит на аустените на границе раздела, зародышеобразование пластинчатого образования цементита феррит, а соседний богатый углеродом аустенит вызвал цементит вместе с границей раздела аустенита, зародышами феррита. Такое повторяющееся чередование в конечном итоге образует перлит, когда описанный выше путь к горизонтальному развитию перлита в то же время, фронт чешуйчатого феррита в фронте диффузии аустенитного цементита, способствует Бродбент наряду с продольным ростом, что приводит к образованию перлитное поле. В пределах одного аустенитного зерна может образоваться несколько перлитных доменов.
(2) Ламеллярное расстояние Перлитное пластинчатое расстояние относится к среднему расстоянию между двумя соседними цементирующими частицами в перлите, размер которого в основном зависит от температуры перехода (переохлаждения). Чем ниже температура перехода, тем меньше ламеллярное пространство, тем тоньше структура перлита и тем больше степень диффузии цементита. В сфероидальном перлите образование сфероидального перлита также представляет собой процесс попеременного осаждения цементита и феррита, среди них , осаждение цементита не происходит в аустенитном зерне растворимого карбида, горящего, богатого углеродом, спонтанного зародышеобразования OuDeFei из-за роста приблизительно последовательного, в конечном итоге в ферритной матрице, равномерно распределенного по гранулированному (сферический цементит сфероидальный перлит, как полагают, имеет более низкую Температура аустенизации благоприятна для образования гранулированного перлита. Механические свойства перлита С, а также прочность и твердость чешуйчатого перлита увеличиваются с уменьшением пластинчатого пространства. Гранулированный перлит имеет более низкую прочность и твердость, лучшую пластичность и ударную вязкость.
52. Какие меры можно принять для получения мелкой аустенитной зернистости стали при нагреве?
A: Температура нагрева и время выдержки: чем выше температура и дольше время выдержки, тем быстрее и крупнее растут аустенитные зерна. Скорость роста аустенитного зерна экспоненциально увеличивается с повышением температуры. При высокой температуре влияние времени выдержки на рост зерна больше при низкой температуре.
B: Скорость нагрева: Чем выше скорость нагрева и выше перегрев, тем выше фактическая температура образования аустенита, поскольку увеличивается соотношение скорости зарождения и скорости роста. Таким образом, можно получить мелкие начальные зерна. Это также указывает на то, что при быстром нагреве могут образовываться мелкие аустенитные зерна.
C: Химический состав стали: зерна аустенита имеют тенденцию к росту и укрупнению с увеличением содержания углерода в стали, но недостаточно для образования нерастворенного карбида. Таким образом, эвтектоидная углеродистая сталь более чувствительна к перегреву, чем заэвтектоидная углеродистая сталь.
D: Исходная структура стали: как правило, чем тоньше исходная структура или неравновесная структура, тем больше степень разложения карбида, тем меньше получается начальное аустенитное зерно, но тенденция к росту зерна стали увеличивается, повышается чувствительность к перегреву. Поэтому для стали с очень тонкой исходной структурой нецелесообразно использовать слишком высокую температуру нагрева и слишком длительное время выдержки.
53. Как возникает отпускная хрупкость первого и второго классов? Как избавиться от хладноломкости?
Класс I отпускной хрупкости (отпускная мартенситная хрупкость): Углеродистая сталь отпускается в диапазоне температур 200~400°C, ударная вязкость снижается при комнатной температуре, что приводит к хрупкости, а именно отпускной хрупкости класса I или отпускной мартенситной хрупкости. Охрупчивание легированных сталей происходит в несколько более высоком диапазоне температур, около 250~450 градусов.
Если первый тип отпускной хрупкости возникает после отпуска детали, ее необходимо повторно нагреть и закалить, чтобы устранить ее.
Второй вид отпускной хрупкости (мартенситная отпускная хрупкость или обратимая отпускная хрупкость): Ударная вязкость некоторых легированных сталей снижается при их медленном охлаждении после отпуска в интервале температур 450~650 градусов. Если полученную хрупкую сталь повторно нагреть до заданной температуры отпуска (несколько выше диапазона температур, вызывающего охрупчивание), а затем быстро охладить до комнатной температуры, хрупкость исчезнет. По этой причине также известна как обратимая отпускная хрупкость.
54. Что такое прокаливаемость стали? Какие факторы влияют на прокаливаемость?
Ответ: Способность стали образовывать мартенсит при закалке, то есть глубина, на которую сталь закаливается, называется прокаливаемостью. Прокаливаемость стали зависит от ее критической скорости охлаждения. Чем правильнее кривая С, тем меньше критическая скорость охлаждения и выше прокаливаемость.
B: 1. Влияние содержания углерода: с увеличением содержания углерода в аустените стабильность увеличивается, в результате чего кривая C смещается вправо.
2. Влияние легирующих элементов: легирующие элементы (кроме Со) могут улучшать прокаливаемость стали.
3. Влияние температуры аустенизации и времени выдержки: чем выше температура аустенизации, тем дольше время выдержки, тем полнее растворение карбида, тем крупнее аустенитное зерно, тем меньше общая площадь границы и тем меньше зародышеобразование, что замедляет перлитное превращение по сдвигу кривой С вправо. Одним словом, чем быстрее скорость нагрева, чем короче время выдержки, чем мельче аустенитное зерно, чем более неоднороден состав и чем больше нерастворившейся второй фазы, тем выше скорость изотермического превращения, в результате чего кривая С сдвигается влево. .
55. Во время термической обработки необходимо контролировать рост аустенитных зерен. Следует проанализировать факторы, влияющие на рост аустенитного зерна, и меры по контролю роста аустенитного зерна.
Температура нагрева и время выдержки: чем выше температура нагрева, тем дольше время выдержки и чем крупнее аустенитные зерна, тем важнее температура нагрева.
Скорость нагрева: чем выше скорость нагрева, тем выше перегрев, тем выше соотношение скорости зародышеобразования и скорости роста для измельчения зерен и тем выше фактический размер зерна аустенита. Химический состав стали:
1. Углеродистая сталь – эвтектоидная сталь легче перегревается, чем заэвтектоидная;
2. Легированная сталь. Углеродистые и азотистые соединения, такие как Ti, V, Vr, Nb, W, Mo, Cr и т. д., добавляются в сталь для образования элементов, которые сильно препятствуют миграции границы аустенитного зерна и делают зерно изысканный. Сталь, раскисленная алюминием, имеет мелкое зерно, тогда как сталь, раскисленная кремнием, имеет крупное зерно.
Первоначальная структура. Чем тоньше первоначальная структура или неравновесная структура, тем больше склонность стали к размеру зерна и тем легче происходит укрупнение зерна.
56.На сколько видов чугуна принято делить?
Соответственно указаны формы углерода в этих чугунах и их влияние на свойства чугуна.
Серый чугун: высокая прочность на сжатие, отличная износостойкость и подавление вибрации, низкая чувствительность к надрезам.
Ковкий чугун: прочность на растяжение как из серого чугуна, так и из среднеуглеродистой стали, усталостная прочность на изгиб, хорошая форма и ударная вязкость.
Графит ковкого чугуна хлопьевидный и оказывает небольшое режущее воздействие на матрицу, поэтому его прочность, пластичность и ударная вязкость выше, чем у серого чугуна, особенно перлитный ковкий чугун может быть сравним с литой сталью, но не поддается ковке.
Вермикулярный чугун: прочность на растяжение, пластичность и усталостная прочность вермикулярного чугуна лучше, чем у серого чугуна, а ковкий чугун близок к ферритовой матрице. Кроме того, его теплопроводность, литье, обрабатываемость лучше, чем у ковкого чугуна и аналогичного серого чугуна.
Приведите примеры и кратко объясните, какие эффективные методы термообработки можно использовать для увеличения срока службы матрицы. Пожалуйста, приведите более пяти примеров.
Известный маршрут обработки прецизионного подшипника из стали GCr15 выглядит следующим образом:
Штамповка – ковка – сверхтонкая обработка – механическая обработка – закалка – холодная обработка – стабилизирующая обработка. Процесс термической обработки включает в себя:
Процесс сверхтонкой термообработки включает 1050 ℃ × 20 ~ 30 минут высокотемпературного нагрева, 250 ~ 350 ℃ × 2 часа в изотермической ванне с солью, 690 ~ 720 ℃ × 3 часа с охлаждением в печи до 500 ℃ охлаждением на воздухе.
Закалка: нагрев при 835~850°С×45~60мин в защитной атмосфере, охлаждение в масле при 150~170°С в течение 5~10мин, затем охлаждение в масле при 30~60°С.
Холодная обработка: холодная обработка при -40 — -70℃×1 ~ 1.5 часа после очистки
Стабилизирующая термообработка: 140 ~ 180 ℃ × 4 ~ 12 часов после грубой шлифовки; после тонкой шлифовки 120 ~ 160 ℃ × 6 ~ 24 часа.
57.Почему материал шестерни машины обычно представляет собой сталь 45, а материал автомобильной шестерни - 20CrMnTi и т. д. Пожалуйста, сформулируйте технологический маршрут и цель принятия процесса термообработки.
(1) Шестерни станков работают плавно, без сильного удара, нагрузка небольшая, скорость средняя, требования к прочности и ударной вязкости сердечника шестерни невысокие, обычно выбирают производство стали 40 или 45. Рабочее состояние автомобильной и тракторной передачи, чем плохая машинная передача, больше стресса, перегрузки и частых ударов, при запуске, торможении и скорости по сопротивлению истиранию, усталостной прочности на изгиб, контактной усталостной прочности, прочности сердечника и ударной вязкости требования к производительности относительно высоки, со среднеуглеродистой сталью или углеродом из низколегированного сплава закалкой поверхности высокочастотным индукционным нагревом не может гарантировать производительность.
(2) Процесс обработки зубчатых колес станка: вырубка — ковка — нормализация — отпуск — получистовая обработка — высокочастотная закалка поверхности индукционным нагревом + низкотемпературный отпуск — тонкое шлифование — готовая продукция. Нормализация может гомогенизировать структуру, устранить напряжение при ковке и отрегулировать твердость для улучшения обрабатываемости. Обработка закалкой и отпуском может повысить всесторонние механические свойства зубчатого колеса, улучшить прочность и ударную вязкость сердечника зуба, сделать зубчатое колесо способным выдерживать большее напряжение изгиба и ударную нагрузку, а также уменьшить деформацию закалки. Закалка поверхности высокочастотным индукционным нагревом может улучшить твердость поверхности зубчатого колеса и износостойкость, улучшить контактную усталость поверхности зуба; низкотемпературный отпуск устраняет напряжение закалки без снижения твердости поверхности. Предотвратите шлифовальные трещины и улучшите ударопрочность шестерни.
Технологический маршрут обработки автомобильных зубчатых колес: заготовка – ковка – нормализация – механическая обработка – науглероживание, закалка + низкотемпературный отпуск – дробеструйная обработка – шлифование – готовое изделие. Нормализующая обработка может сделать структуру ровной и отрегулировать твердость для улучшения обрабатываемости. Науглероживание заключается в повышении массовой доли углерода поверхности зуба (0.8-1.05%); Закалка может улучшить твердость поверхности зуба и получить определенную глубину закаленного слоя (2.8-1.3 мм), повысить износостойкость и контактную усталостную прочность поверхности зуба; Функция низкотемпературного отпуска заключается в устранении напряжения закалки, предотвращении растрескивания при шлифовании и повышении ударопрочности. Дробеструйная обработка может улучшить твердость поверхности зуба примерно на 1-3HRC, увеличить остаточное сжимающее напряжение на поверхности и, таким образом, улучшить контактную усталостную прочность.
58. Виды и решения отпускной хрупкости.
Отпускная хрупкость: явление, при котором ударная вязкость и хрупкость закаленной стали уменьшаются и увеличиваются, очевидно, с повышением температуры отпуска в определенном диапазоне температур отпуска. Есть две категории, первая и вторая.
Тип I: необратимое отпускное охрупчивание закаленной стали при отпуске 250~400; Тип 2: 450~650 реверсивный.
Методы: первый тип производства не может быть устранен, вы можете добавить SI, повысить температуру хрупкого перехода до более чем 300, а затем закалить на 250; Второй тип: при хрупкой температуре кратковременный отпуск, быстрого охлаждения не происходит, медленное охлаждение. Кратковременный повторный нагрев – временной отпуск при температуре хрупкости, можно исключить быстрое охлаждение.
59. Назначение микроутонительной термообработки холоднодеформированной штамповой стали?Циклическая сверхтонкая обработка стали Х12МФ?
Цель: Термическая обработка микрорафинирования включает в себя измельчение стальной матрицы и измельчение карбида. Измельчение микроструктуры может улучшить прочность и ударную вязкость стали, а измельчение карбида может улучшить прочность, ударную вязкость и износостойкость стали.
Процесс: 1150 нагрев закалка +650 отпуск +1000 закалка на горячее масло +650 отпуск +1030 закалка на горячее масло 170 изотермическое 30мин охлаждение на воздухе +170 отпуск.
Сколько видов мартенсита распространено в закаленных сталях? Структура? Характеристики производительности? Условия формирования?
Планки и закрылки. Основание предкрылка дислокационное, с высокой прочностью и твердостью, хорошей пластичностью и ударной вязкостью. Условия формования низкоуглеродистой стали при температуре выше 200 ℃. Пластинки со средним и высоким содержанием углерода ниже 200 ℃ представляют собой двойные кристаллы с высокой твердостью и хрупкостью.