Знание - Sanxin

 

Термичната обработка е ключов етап в трансформацията на стоманата, а закаляването, като най-основният процес сред тях, пряко определя характеристиките на стоманата. Какво е тенденцията към втвърдяване? Как тя влияе върху присъщото качество на стоманата? Днес нека се задълбочим в тази тема.

 

01 Какво е тенденция към втвърдяване?

Фигура 1 Закаляване на стоманени материали

Закаляемостта е присъщото свойство на металните материали, особено стоманата, да образуват структура с висока твърдост и ниска пластичност (главно мартензит) вътре, когато са подложени на бързо охлаждане, като заваряване или закаляване при термична обработка. Колкото по-голяма е тази тенденция, толкова по-вероятно е материалът да стане твърд и крехък след бързо охлаждане.

 

02 Основната логика на закаляващата се тенденция

Закаливаемостта на стоманата по същество отразява лекотата, с която нейният недоохладен аустенит се трансформира в мартензит по време на охлаждане. Този процес зависи главно от два фактора: 1. Химичният състав е основен: Въглеродът (C) е най-значимият елемент, влияещ върху закаливаемостта. Колкото по-високо е съдържанието на въглерод, толкова по-лесно е да се образува високовъглероден мартензит и толкова по-висока е твърдостта. Въпреки че легиращите елементи (като хром (Cr), молибден (Mo), ванадий (V) и др.) не увеличават значително твърдостта след закаляване, те могат да подобрят стабилността на аустенита, да инхибират трансформацията на перлит или бейнит и по този начин да насърчат образуването на мартензит, което косвено увеличава закаливаемостта. 2. Скоростта на охлаждане е външен фактор: Скоростта на охлаждане трябва да бъде по-висока от критичната скорост на охлаждане на материала, за да се потиснат други дифузионни трансформации и да се принуди недоохладеният аустенит да се трансформира в мартензит.

 

03 Основни рискове, породени от тенденцията за закаляемост

Високата склонност към закаляване е силно тревожна при заваряването, главно защото директно увеличава риска от студено напукване (особено забавено напукване), което е от особен интерес при CrMo стоманата за съдове под налягане. Образуването на студено напукване е резултат от комбинирания ефект на втвърдената структура, дифузионния водород и ограничителното напрежение.

o Втвърдената структура осигурява чувствителна към пукнатини матрица: Мартензитната структура е твърда и крехка с лоша пластичност, което затруднява облекчаването на напрежението чрез пластична деформация. Тя има много микродефекти, създаващи условия за образуване на пукнатини.

o Ролята на водорода: Водородните атоми, включени в заваръчния шев по време на заваряване, дифундират и се натрупват в зони с концентрация на напрежение (като границите на зърната на мартензитните плочи) по време на охлаждане, генерирайки огромно налягане, причинявайки крехкост на материала (водородна крехкост), предизвиквайки пукнатини и насърчавайки тяхното разпространение. Високовъглеродният мартензит е силно чувствителен към водородна крехкост.

o Ролята на напрежението: Термичното напрежение, причинено от неравномерно нагряване и охлаждане на заварената връзка, трансформационното напрежение, дължащо се на асинхронността на трансформацията на микроструктурата, и структурното ограничително напрежение, заедно представляват движещата сила за разпространението на пукнатини.

 

Вигор има над 20 години опит и професионален екип в отливките и коването, както и в процесите на последваща обработка. Ако имате някакви въпроси или продукти, които трябва да направите, моля, не се колебайте да се свържете с нас на info@castings-forging.com