Das Anlassen ist ein Prozess, bei dem gehärteter Stahl auf eine niedrigere kritische Temperatur erhitzt, bei dieser Temperatur ausgehärtet und dann gekühlt wird, normalerweise sehr langsam. Die Anlasstemperatur hängt von der Festigkeit (oder Härte) und Zähigkeit ab, die für eine bestimmte Anwendung erforderlich sind. Normalerweise zerfällt Martensit durch Erhitzen während des Anlassens, was zu einer Verringerung der Beständigkeit, Härte und Festigkeit, aber zu einer Erhöhung der Dehnbarkeit und Zähigkeit führt. Was ist dieser Prozess der Wärmebehandlung? Ist das Anlassen das Härten? Wir schreiben unten über dieses und andere Elemente!
Was sind die Ziele des Anlassens von Stahl?
Im Folgenden schreiben wir über die Auswirkungen des Anlassens von Stahl. In diesem Fall passiert folgendes:
1. Entfernung von internen Spannungen, die während des Härtens entstanden sind.
2. Wiederherstellung der Elastizität und Dehnbarkeit auf Kosten von Härte und Festigkeit.
3. Verbesserung der dimensionsstabilen Eigenschaften durch den Abbau von Restaustenit.
4. Verbesserung der magnetischen Eigenschaften, Umwandlung von unmagnetischem Austenit in magnetische Produkte.
Gehärtete Struktur
Gehärteter Stahl hat eine komplexe Struktur, die normalerweise umfasst:
- Hochgesättigter Martensit - Der Manteltyp oder Plattentyp hat eine hohe Dislokationsdichte von etwa 1012 cm/cm3 für den ersten und eine geringere Dislokationsdichte für den zweiten, kann aber stark zwillingsgebildet sein, wenn der Kohlenstoffgehalt im Stahl steigt.
- Restaustenit - dessen Menge von dem Kohlenstoffgehalt und den Legierungselementen abhängt (auch von der Umgebungstemperatur). Kohlenstoffstähle mit weniger als 0,5% Kohlenstoff enthalten weniger als 2% Austenit, 6% bei 0,77% C, aber mehr als 30% bei 1,25% C.
- Unaufgelöste Karbide - Zum Beispiel präeutektoider Zementit in übereutektoidem Stahl oder Vanadiumcarbid in Schnellarbeitsstahl (18/4/1), um die Korngröße zu kontrollieren.
- Kohlesortierung - Kohle wird auf Orte mit niedriger Energie verteilt, wie Dislokationen oder Vakanzen, oder in Cluster entlang der Ebene in lamellarem Martensit oder entlang der Ebene in zweischichtigem Martensit. Die Segregation kann während des Härtens zwischen Ms und Raumtemperatur oder bei Raumtemperatur während der Lagerung und sogar beim Erhitzen auf etwa 100°C während des Anlassens auftreten. Bei etwa 0,2% Kohle im Stahl sind die Defektstellen fast mit Kohle gesättigt, während der verbleibende Kohle im Stahl (falls vorhanden) in normalen Interknoten verbleibt. Tatsächlich ist 0,20% Kohle auch der Punkt, an dem die Tetragonalität des Martensits nachgewiesen werden kann, d.h. wenn der Kohleanteil im Stahl auf 0,20% fällt, ist der Martensit BCC, sonst ist es BCT. Aus den oben genannten Gründen ist die Zerbrechlichkeit des Anlassens von Bedeutung.
Härtungsphasen
Während des Anlassens wird der gesamte Prozess in mehrere Elemente und Abkühlgeschwindigkeiten unterteilt. Anlassen von Kohlenstoffstahl erfolgt in vier getrennten, aber überlappenden Phasen:
1. Erste Härtungsphase – Bis 200°C – Ausscheidung von Karbiden e(ε) als Ergebnis der tetragonalen Reduktion von Martensit.
2. Zweite Stufe des Anlassens – 200° bis 300°C – Zersetzung des Restaustenits.
3. Dritte Stufe des Härtens – 200° bis 350° C – Erzeugung von Zementitstäben oder -platten mit konkurrierendem Verlust von Martensit und Lösung von Karbidelektronen.
4. Anlassen der vierten Stufe – 350°C bis 700°C – Verdichtung und Sphäroidisierung von Zementit, Erholung und Rekristallisation von Ferrit.
Was ist die Klassifizierung des Anlassens?
Das Anlassen wird generell in drei Kategorien unterteilt, abhängig vom Temperaturbereich des Anlassens. Das Anlassen mildert vollständig oder teilweise die inneren Spannungen, die während des Härtens entstehen - sie werden bei höheren Temperaturen, z.B. 1,5 Stunden bei 550°C, vollständiger entfernt.
Anlassen bei niedriger Temperatur (250 ℃ für 1-2 Stunden)
Das Anlassen bei niedrigen Temperaturen wird durchgeführt, um die Sprödigkeit zu verringern, ohne zu viel Härte zu verlieren. Die gehärtete martensitische Zweiphasenstruktur erhöht die Festigkeit bei gleichzeitiger Verbesserung der Elastizität und Reduzierung der inneren Spannungen. Die Härte von gehärtetem gewöhnlichem Kohlenstoffstahl (0,6～1,3%C) beträgt Rc 58～63. Diese Behandlung wird häufig für gewöhnliche Werkzeuge aus Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl verwendet, und die Hauptentwicklungseigenschaften sind hohe Zerspanbarkeit, Verschleißfestigkeit und eine gewisse Zähigkeit. Eine Erhöhung der Anlasstemperatur in diesem Bereich wird die Härte in gewissem Maße verringern, aber die Zähigkeit erhöhen und somit die inneren Spannungen besser lindern. Das Anlassen bei niedrigen Temperaturen erfolgt in Ölbädern (bis 250°C – Silikonöl), Salzbädern oder Luftzirkulationsofen (da die Wärmeübertragung durch Luft unter 500°C sehr langsam ist). Das Anlassen bei niedrigen Temperaturen wird auch für karbonisierte und abschirmgehärtete Teile verwendet, wie zum Beispiel karbonisierte, cyanidierte oder carbonitrierte Teile.
Farbe des Temperaments
In der Antike und heute wurde die Temperatur des Anlassens für Elemente aus gewöhnlichem Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl durch die Oberflächenfarbe bestimmt, die auf einer Farbskala entwickelt wurde. Diese Farben erscheinen auf sauberen Stahloberflächen, wenn die Temperatur über 220°C steigt. Die Stahloberfläche sollte sauber sein, damit die Anlasstemperatur anhand der Oberflächenfarbe nach dem Erhitzen im Muffelofen beurteilt werden kann. Die gehärtete Farbe entsteht durch die Bildung einer extrem dünnen transparenten Schicht aus Eisenoxid. In dieser dünnen Oberflächenschicht kommt es zu Lichtinterferenzen, die je nach Schichtdicke eine gehärtete Farbe annehmen. Diese Methode zur Bestimmung der Anlasstemperatur nach Farbe basiert auf der Tatsache, dass jede Temperatur eine bestimmte Oxidschichtdicke hat, die eine bestimmte Farbe ergibt.
Entspannen bei mittlerer Temperatur (350°C bis 500°C)
Mittleres Anlassen bedeutet, dass in diesem Anlassbereich eine Mikrostruktur des "Troostit" entsteht, die eine Entwicklung einer hohen Plastizitätsgrenze mit guter Dehnbarkeit und Härte im Bereich HRC 40-50 zeigt. Wasserhärten nach dem Anlassen im Bereich von 400-450°C erhöht die Festigkeitsgrenze, was zu Kompressionsbelastungen in der Oberflächenschicht führt. Aufgrund der hohen Einschränkungen in Bezug auf Plastizität und Festigkeit wird diese Sorte hauptsächlich für zwei Arten von Schraubenfedern sowie für Laminatfedern und Matrizen verwendet. Es ist Vorsicht geboten, um eine Sprödigkeit bei einer Temperatur von 350°C zu vermeiden.
Hochtemperatur-Entspannung (500-650 ℃)
Das Hochtemperatur-Auslassen führt dazu, dass je höher die Auslasstemperatur von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl und niedriglegiertem Stahl ist, desto höher ist die entwickelte Dehnbarkeit. Dieser Temperaturbereich erzeugt eine "Sorbit"-Struktur im Stahl, die Maschinenteilen die beste Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit bietet. Baustahl mit 0,3-0,5% Kohlenstoff hat in der Regel eine höhere Auslasstemperatur. Diese Behandlung für 1-2 Stunden kann fast alle Restspannungen, die während des Härtungsprozesses entstanden sind, vollständig abbauen.
Temperwirkung
Kohlenstoff spielt eine sehr wichtige Rolle beim Anlassen von Stahl. Die martensitische Härte nach dem Anlassen hängt hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt im Stahl ab und somit auch von der Morphologie des Martensits von Flocken bis zu stark verdrehten Platten. Die Temperaturen Ms und Mf sinken mit steigendem Kohlenstoffgehalt im Stahl, d.h. sie verringern die Chance auf Selbstheizung und erhöhen auch die Menge an Restaustenit.
Einfluss des Anlassens von Stahl auf die mechanischen Eigenschaften
In der ersten Phase des Anlassens von Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt über 0,2% verringert der Martensit seine Tetragonalität und die Härte des Stahls, aber es tritt auch eine Ausscheidung von ε-Carbid auf, die die Härte des Stahls erhöht und proportional ist. Formular. Daher sinkt die Härte des Stahls bis zu einer Anlasstemperatur von 200°C normalerweise kontinuierlich, aber nur geringfügig, abhängig vom endgültigen Ergebnis dieser beiden Effekte. Tatsächlich steigt die Härte in hochkohlenstoffhaltigen Stählen mit einem Kohlenstoffgehalt von 1,2% im Temperaturbereich bis 200°C aufgrund des relativ hohen Volumenanteils der gebildeten Carbide geringfügig an, was nicht nur den Härteverlust durch die Verringerung der Tetragonalität kompensiert, sondern auch einen geringen Anstieg der Gesamthärte kompensiert. Während des Anlassens in der dritten Phase kommt es zu einer erheblichen Weichmachung aufgrund eines starken Härteverlusts durch die Auflösung von ε-Carbiden im Gefüge und dem vollständigen Verlust der Tetragonalität des Martensits, obwohl Zementit in dieser Phase zu einem gewissen Härteanstieg beiträgt, aber der Gesamteffekt ist eine Weichmachung. In dieser Phase besteht der Stahl aus Ferrit und feinen Zementitkörnern.
Wie wir sehen, hat der Wärmeverbesserungsprozess Bedeutung für die spanende Bearbeitung. Dennoch ist es wert, seinen Verlauf, die Sprödigkeit des Anlassens oder die Temperatur der eutektoiden Umwandlung zu kennen.