ความแตกต่างระหว่าง BK, GBK, BKS, NBK ในเหล็ก

ความแตกต่างระหว่าง BK, GBK, BKS, NBK ในเหล็ก

นามธรรม:

การหลอมและการทำให้เหล็กเป็นมาตรฐานเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนทั่วไปสองขั้นตอน
วัตถุประสงค์การรักษาความร้อนเบื้องต้น: เพื่อขจัดข้อบกพร่องบางอย่างในช่องว่างและผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป และเตรียมองค์กรสำหรับการทำงานเย็นและการรักษาความร้อนขั้นสุดท้ายในภายหลัง
วัตถุประสงค์ในการอบชุบขั้นสุดท้าย: เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพตามที่ต้องการของชิ้นงาน
จุดประสงค์ของการหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐานคือเพื่อขจัดข้อบกพร่องบางประการที่เกิดจากการแปรรูปเหล็กด้วยความร้อน หรือเพื่อเตรียมสำหรับการตัดต่อไปและการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้าย

 การหลอมเหล็ก:
1. แนวคิด: กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนของการทำให้ชิ้นส่วนเหล็กร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสม (สูงกว่าหรือต่ำกว่า Ac1) โดยคงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วจึงค่อยเย็นลงเพื่อให้ได้โครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสมดุลเรียกว่าการหลอม
2. วัตถุประสงค์:
(1) ลดความแข็งและปรับปรุงความเป็นพลาสติก
(2) ขัดเกลาเมล็ดพืชและขจัดข้อบกพร่องของโครงสร้าง
(3) ขจัดความเครียดภายใน
(4) เตรียมองค์กรเพื่อการดับ
ประเภท: (ตามอุณหภูมิความร้อนสามารถแบ่งออกเป็นการอบอ่อนด้านบนหรือด้านล่างอุณหภูมิวิกฤต (Ac1 หรือ Ac3) อดีตเรียกอีกอย่างว่าการหลอมผลึกแบบเปลี่ยนเฟสรวมถึงการหลอมแบบสมบูรณ์การหลอมแบบกระจายการหลอมแบบกระจายการหลอมเหลวการหลอมที่ไม่สมบูรณ์และ การหลอมเป็นทรงกลม (spheroidizing annealing) ส่วนหลังรวมถึงการหลอมผลึกซ้ำและการหลอมบรรเทาความเครียด)

•  หลอมให้สมบูรณ์(GBK+A) :

1) แนวคิด: อุ่นเหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์ (Wc=0.3%~0.6%) เป็น AC3+(30~50)℃ และหลังจากผ่านกระบวนการออสเทนไนต์อย่างสมบูรณ์แล้ว เก็บรักษาความร้อนและทำความเย็นช้า (ตามหลังเตา ฝังในทราย ปูนขาว) กระบวนการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อให้ได้โครงสร้างที่ใกล้เคียงกับสภาวะสมดุลเรียกว่าการหลอมแบบสมบูรณ์2) วัตถุประสงค์: ขัดเกลาธัญพืช โครงสร้างสม่ำเสมอ ขจัดความเครียดภายใน ลดความแข็ง และปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด
2) กระบวนการ: การหลอมที่สมบูรณ์และการระบายความร้อนช้าด้วยเตาเผาสามารถรับประกันการตกตะกอนของโปรยูเทคตอยด์เฟอร์ไรท์และการเปลี่ยนแปลงของออสเทนไนต์ที่ระบายความร้อนด้วยซุปเปอร์คูลเป็นไข่มุกในช่วงอุณหภูมิหลักที่ต่ำกว่า Ar1เวลาจับยึดของชิ้นงานที่อุณหภูมิการหลอมไม่เพียงแต่ทำให้ชิ้นงานไหม้เท่านั้น กล่าวคือ แกนกลางของชิ้นงานถึงอุณหภูมิความร้อนที่ต้องการ แต่ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าออสเทนไนต์ที่เป็นเนื้อเดียวกันทั้งหมดจะถูกมองเห็นเพื่อให้เกิดการตกผลึกใหม่อย่างสมบูรณ์ระยะเวลาในการอบอ่อนโดยสมบูรณ์นั้นสัมพันธ์กับปัจจัยต่างๆ เช่น องค์ประกอบของเหล็ก ความหนาของชิ้นงาน ความสามารถในการรับน้ำหนักของเตาหลอม และวิธีการบรรจุในเตาหลอมในการผลิตจริง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต การหลอมและการทำความเย็นประมาณ 600 ℃ สามารถออกจากเตาเผาและระบายความร้อนด้วยอากาศได้
ขอบเขตการใช้งาน: การหล่อ การเชื่อม การปลอม และการรีดของเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางและโลหะผสมคาร์บอนปานกลาง ฯลฯ หมายเหตุ: เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำและเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ไม่ควรอบอ่อนจนสุดความแข็งของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำจะต่ำหลังจากผ่านการอบอ่อนจนสุด ซึ่งไม่เอื้อต่อการตัดเฉือนเมื่อเหล็กไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ถูกทำให้ร้อนจนเป็นออสเทนไนต์เหนือ Accm และเย็นตัวลงอย่างช้าๆ และอบอ่อน เครือข่ายของซีเมนต์ไทต์ทุติยภูมิจะถูกตกตะกอน ซึ่งช่วยลดความแข็งแรง ความเป็นพลาสติก และความเหนียวของแรงกระแทกของเหล็กได้อย่างมาก

• การหลอมเป็นทรงกลม:

1) แนวคิด: กระบวนการหลอมเพื่อทำให้คาร์ไบด์เป็นทรงกลมในเหล็กกล้าเรียกว่าการอบอ่อนแบบทรงกลม
2) กระบวนการ: กระบวนการอบอ่อนแบบทรงกลมทั่วไป Ac1+(10~20)℃ ถูกทำให้เย็นด้วยเตาเผาที่ 500~600℃ ด้วยการระบายความร้อนด้วยอากาศ
3) วัตถุประสงค์: ลดความแข็ง ปรับปรุงองค์กร ปรับปรุงปั้นและประสิทธิภาพการตัด
4) ขอบเขตการใช้งาน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเครื่องมือตัด เครื่องมือวัด แม่พิมพ์ ฯลฯ ของเหล็กยูเทคตอยด์และเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์เมื่อเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์มีโครงข่ายของซีเมนต์ไทต์ทุติยภูมิ ไม่เพียงแต่จะมีความแข็งสูงและตัดได้ยากเท่านั้น แต่ยังเพิ่มความเปราะบางของเหล็กด้วย ซึ่งมีแนวโน้มที่จะดับการเสียรูปและการแตกร้าวด้วยเหตุผลนี้ จึงต้องเพิ่มกระบวนการหลอมเป็นทรงกลมหลังจากการอบร้อนของเหล็กเพื่อทำให้เกล็ดที่แทรกซึมเข้าไปในซีเมนต์ไทต์ทุติยภูมิและเพิร์ลไลต์เป็นทรงกลมเพื่อให้ได้เม็ดไข่มุก
อัตราการหล่อเย็นและอุณหภูมิอุณหภูมิความร้อนจะส่งผลต่อผลของคาร์ไบด์ทรงกลมอัตราการเย็นตัวเร็วหรืออุณหภูมิไอโซเทอร์มอลต่ำจะทำให้มุกไลต์ก่อตัวขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าอนุภาคคาร์ไบด์ละเอียดเกินไปและผลการรวมตัวมีขนาดเล็ก ซึ่งทำให้ง่ายต่อการสร้างคาร์ไบด์ที่เป็นขุยส่งผลให้มีความแข็งสูงหากอัตราการทำความเย็นช้าเกินไปหรืออุณหภูมิไอโซเทอร์มอลสูงเกินไป อนุภาคคาร์ไบด์ที่ก่อตัวขึ้นจะหยาบขึ้นและผลของการรวมตัวจะรุนแรงมากง่ายต่อการสร้างเม็ดคาร์ไบด์ที่มีความหนาต่างกันและทำให้ความแข็งต่ำ

•  การหลอมให้เป็นเนื้อเดียวกัน (การหลอมแบบกระจาย):

1) กระบวนการ: กระบวนการบำบัดความร้อนของหลอมหรือหล่อหลอมโลหะผสมเหล็กอัลลอยด์ที่ 150~00 ℃ เหนือ Ac3 ค้างไว้ 10 ~ 15 ชม. แล้วค่อยๆ เย็นลงเพื่อขจัดองค์ประกอบทางเคมีที่ไม่สม่ำเสมอ
2) วัตถุประสงค์: กำจัดการแยกเดนไดรต์ระหว่างการตกผลึกและทำให้องค์ประกอบเป็นเนื้อเดียวกันเนื่องจากอุณหภูมิความร้อนสูงและระยะเวลานาน เมล็ด austenite จะถูกหยาบอย่างรุนแรงดังนั้น โดยทั่วไปจำเป็นต้องทำการหลอมหรือปรับสภาพให้เป็นมาตรฐานเพื่อขัดเกลาเมล็ดพืชและขจัดข้อบกพร่องที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไป
3) ขอบเขตการใช้งาน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับหลอมโลหะ หล่อ และตีขึ้นรูป ด้วยความต้องการคุณภาพสูง
4) หมายเหตุ: การหลอมด้วยการแพร่กระจายที่อุณหภูมิสูงมีวงจรการผลิตที่ยาวนาน การใช้พลังงานสูง การเกิดออกซิเดชันและการแยกคาร์บอนออกจากชิ้นงานอย่างรุนแรง และต้นทุนสูงเฉพาะเหล็กกล้าอัลลอยด์คุณภาพสูงและการหล่อโลหะผสมและแท่งเหล็กที่มีการแยกส่วนอย่างรุนแรงเท่านั้นที่ใช้กระบวนการนี้สำหรับการหล่อที่มีขนาดทั่วไปเพียงเล็กน้อยหรือการหล่อเหล็กกล้าคาร์บอน เนื่องจากระดับการแยกตัวที่เบากว่า จึงสามารถใช้การหลอมแบบสมบูรณ์เพื่อปรับแต่งเกรนและขจัดความเครียดจากการหล่อ

• การหลอมบรรเทาความเครียด

1) แนวคิด: การหลอมเพื่อขจัดความเครียดที่เกิดจากกระบวนการเปลี่ยนรูปพลาสติก การเชื่อม ฯลฯ และความเค้นตกค้างในการหล่อเรียกว่าการหลอมเพื่อบรรเทาความเครียด(ไม่มีการบิดเบือนเกิดขึ้นระหว่างการหลอมบรรเทาความเครียด)
2) กระบวนการ: ค่อยๆ อุ่นชิ้นงานให้ร้อนถึง 100 ~ 200 ℃ (500 ~ 600 ℃) ต่ำกว่า Ac1 และเก็บไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง (1 ~ 3 h) จากนั้นค่อยๆทำให้เย็นลงที่ 200 ℃ด้วยเตาเผาแล้วเย็นลง มันออกจากเตา
เหล็กกล้าโดยทั่วไปคือ 500 ～ 600 ℃
เหล็กหล่อโดยทั่วไปเกิน 550 หัวเข็มขัดที่ 500-550 ℃ ซึ่งจะทำให้เกิดกราฟต์ของไข่มุกได้ง่ายชิ้นส่วนเชื่อมโดยทั่วไป 500 ～ 600 ℃
3) ขอบเขตการใช้งาน: ขจัดความเค้นตกค้างในชิ้นส่วนหล่อ หลอม เชื่อม ชิ้นส่วนประทับตราเย็น และชิ้นงานกลึงเพื่อให้ขนาดของชิ้นส่วนเหล็กมีเสถียรภาพ ลดการเสียรูปและป้องกันการแตกร้าว

การทำให้เป็นมาตรฐานของเหล็ก:
1. แนวคิด: อุ่นเหล็กที่อุณหภูมิ 30-50 องศาเซลเซียสเหนือ Ac3 (หรือ Accm) และถือไว้เป็นเวลาที่เหมาะสมกระบวนการบำบัดความร้อนของการทำความเย็นในอากาศนิ่งเรียกว่าการทำให้เหล็กเป็นปกติ
2. วัตถุประสงค์: ปรับแต่งเกรน โครงสร้างสม่ำเสมอ ปรับความแข็ง ฯลฯ
3. องค์กร: เหล็กกล้ายูเทคตอยด์ S, เหล็กกล้าไฮโปยูเทคตอยด์ F+S, เหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ Fe3CⅡ+S
4. กระบวนการ: การปรับเวลาในการรักษาความร้อนให้เป็นปกติจะเหมือนกับการอบอ่อนแบบสมบูรณ์มันควรจะขึ้นอยู่กับชิ้นงานผ่านการเผาไหม้ นั่นคือ แกนถึงอุณหภูมิความร้อนที่ต้องการ และควรพิจารณาปัจจัยเช่นเหล็ก โครงสร้างเดิม ความจุของเตาหลอม และอุปกรณ์ทำความร้อนด้วยวิธีการทำความเย็นแบบ Normalizing ที่ใช้กันมากที่สุดคือการนำเหล็กออกจากเตาให้ความร้อนและทำให้เย็นลงตามธรรมชาติในอากาศสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ การเป่า การพ่น และการปรับระยะการวางซ้อนของชิ้นส่วนเหล็กยังสามารถใช้เพื่อควบคุมอัตราการระบายความร้อนของชิ้นส่วนเหล็กเพื่อให้ได้โครงสร้างและประสิทธิภาพตามที่ต้องการ

5. ช่วงสมัคร:

• 1) ปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเหล็กเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.25% จะมีความแข็งต่ำกว่าหลังจากการอบอ่อน และง่ายต่อการ "เกาะติด" ระหว่างการตัดทรีทเมนต์ฟรีเฟอร์ไรต์จะลดลงและได้เกล็ดไข่มุกการเพิ่มความแข็งสามารถปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปของเหล็ก เพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องมือและผิวสำเร็จของชิ้นงาน
• 2) ขจัดข้อบกพร่องในการประมวลผลทางความร้อนการหล่อเหล็กโครงสร้างที่มีคาร์บอนปานกลาง การตีขึ้นรูป ชิ้นส่วนที่รีด และชิ้นส่วนที่เชื่อมมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อบกพร่องจากความร้อนสูงเกินไปและโครงสร้างเป็นแถบ เช่น เม็ดหยาบหลังการให้ความร้อนโครงสร้างที่บกพร่องเหล่านี้สามารถขจัดออกได้ด้วยการทำให้เป็นมาตรฐาน และสามารถบรรลุวัตถุประสงค์ของการปรับแต่งเมล็ดพืช โครงสร้างที่สม่ำเสมอ และการกำจัดความเครียดภายใน
• 3) ขจัดคาร์ไบด์เครือข่ายของเหล็กไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ ซึ่งอำนวยความสะดวกในการหลอมเป็นทรงกลมเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ควรถูกทำให้เป็นทรงกลมและผ่านการอบอ่อนก่อนการชุบแข็งเพื่ออำนวยความสะดวกในการตัดเฉือนและเตรียมโครงสร้างสำหรับการชุบแข็งอย่างไรก็ตาม เมื่อมีคาร์ไบด์เครือข่ายร้ายแรงในเหล็กกล้าไฮเปอร์ยูเทคตอยด์ จะไม่ทำให้เกิดเอฟเฟกต์ทรงกลมที่ดีคาร์ไบด์สุทธิสามารถกำจัดได้โดยการปรับสภาพให้เป็นมาตรฐาน
• 4) ปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของชิ้นส่วนโครงสร้างทั่วไปชิ้นส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมบางชนิดที่มีความเค้นน้อยและต้องการประสิทธิภาพต่ำจะได้รับการปรับให้เป็นมาตรฐานเพื่อให้ได้สมรรถนะทางกลที่ครอบคลุม ซึ่งสามารถทดแทนการชุบแข็งและแบ่งเบาบรรเทาได้เป็นการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายของชิ้นส่วน

ทางเลือกของการหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐาน
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐาน:
1. อัตราการทำความเย็นของการทำให้เป็นมาตรฐานจะเร็วกว่าการหลอมเล็กน้อย และระดับการทำความเย็นต่ำกว่าปกติจะมากกว่า
2. โครงสร้างที่ได้รับหลังจากการทำให้เป็นมาตรฐานนั้นละเอียดกว่า และความแข็งแรงและความแข็งนั้นสูงกว่าการหลอมทางเลือกของการหลอมและการทำให้เป็นมาตรฐาน:

• สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีปริมาณคาร์บอน <0.25% มักใช้การทำให้เป็นมาตรฐานแทนการอบอ่อนเนื่องจากอัตราการทำความเย็นที่เร็วขึ้นสามารถป้องกันเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำไม่ให้ตกตะกอนซีเมนต์ระดับตติยภูมิอิสระตามแนวขอบเกรน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการเปลี่ยนรูปเย็นของชิ้นส่วนปั๊มการทำให้เป็นมาตรฐานสามารถปรับปรุงความแข็งของเหล็กและประสิทธิภาพการตัดของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำในกระบวนการบำบัดความร้อน สามารถใช้การทำให้เป็นมาตรฐานเพื่อปรับแต่งเมล็ดพืชและปรับปรุงความแข็งแรงของเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ
• เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่มีปริมาณคาร์บอนระหว่าง 0.25 ถึง 0.5% สามารถทำให้เป็นมาตรฐานแทนการอบอ่อนได้แม้ว่าความแข็งของเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่ใกล้กับขีดจำกัดสูงสุดของปริมาณคาร์บอนจะสูงขึ้นหลังจากการทำให้เป็นมาตรฐาน แต่ก็สามารถตัดออกได้และต้นทุนในการทำให้ผลผลิตต่ำและสูงเป็นมาตรฐาน
• เหล็กกล้าที่มีปริมาณคาร์บอนระหว่าง 0.5 ถึง 0.75% เนื่องจากมีปริมาณคาร์บอนสูง ความแข็งหลังการทำให้เป็นมาตรฐานจะสูงกว่าการหลอมอย่างมีนัยสำคัญ และตัดได้ยากดังนั้น โดยทั่วไปจะใช้การอบอ่อนแบบเต็มเพื่อลดความแข็งและปรับปรุงการตัดความสามารถในการประมวลผล
• เหล็กกล้าคาร์บอนสูงหรือเหล็กกล้าเครื่องมือที่มีปริมาณคาร์บอน> 0.75% โดยทั่วไปใช้การอบอ่อนแบบทรงกลมเป็นกรรมวิธีทางความร้อนเบื้องต้นหากมีโครงข่ายของซีเมนต์ไทต์ทุติยภูมิ ควรทำให้เป็นมาตรฐานก่อน

ที่มา:วรรณกรรมวิชาชีพเครื่องกล.

บรรณาธิการ: อาลี