Stingerea unui tub pătrat sau dreptunghiular arată ca o singură operație din exterior - încălziți-l, aruncați-l în lichid, trageți-l cu putere. În producție, este o secvență de decizii separate, iar o greșeală la oricare dintre ele apare fie ca un tub îndoit, o citire neuniformă a durității sau o fisură care nu a fost niciodată vizibilă până când piesa a eșuat în funcțiune. Acesta este un rezumat al punctelor de control care decid de fapt rezultatul, extras din practica de producție, mai degrabă decât din tabelul de proprietăți mecanice a gradului.
De ce orientarea încălzirii determină dacă un tub subțire iese drept?
Un tub subțire încălzit orizontal, fie într-un cuptor cu cameră sau într-o baie, se lasă ușor sub propria greutate în momentul în care atinge temperatura și își pierde rigiditatea - oțelul își pierde o parte semnificativă din modulul de elasticitate la temperatura camerei-cu mult înainte de a atinge temperatura de întărire obișnuită, iar o lungime lungă nesusținută se va înclina chiar și sub propria greutate.Suspendarea tubului pe verticală într-un cuptor cu baie de sare sau într-un cuptor de tip groapă{0}}elimină în întregime acel moment de încovoiere- tubul atârnă sub tensiune axială, mai degrabă decât să se odihnească pe o deschidere orizontală, astfel încât nu există nicio deviere a greutății de sine-care să fie corectată ulterior.
Acest lucru contează cel mai mult pentru rapoartele dintre lungime--secțiune transversală-, unde punctele de sprijin orizontale ar sta altfel în raport cu rigiditatea secțiunii. O secțiune scurtă și îndesată tolerează încălzirea orizontală fără prea multe consecințe; un tub lung, cu pereți-subțiri nu. Decizia de orientare a încălzirii ar trebui să fie luată împotriva zvelteței tubului specific, nu aplicată ca o politică a cuptorului cu pătură.
Cum ar trebui să fie aranjate și programate încărcăturile de cuptor cu dimensiuni mixte-?
Cuptoarele rulează rareori o dimensiune de piesă la un moment dat în volumul de producție. Când secțiuni cu dimensiuni diferite-secțiuni transversale împart o sarcină a cuptorului,secțiunile mai mici ar trebui să se așeze spre capătul exterior al camerei cuptorului, nu îngropate în interior- ating temperatura mai repede, deoarece au mai puțină masă de încălzit, iar dacă sunt poziționate pentru a fi îndepărtate cu ușurință, pot fi trase și stinse de îndată ce ating temperatura, fără a deranja piesele mai mari care încă se încălzesc.
Consecința practică a greșirii este simplă: dacă părțile mici și mari sunt amestecate fără un plan de îndepărtare, fie părțile mici se supraîncălzesc în așteptarea celor mari, fie părțile mari sunt trase devreme și stinse sub-temperatură.Atât părțile mari, cât și cele mici trebuie cronometrate și îndepărtate separat, cu sarcina cuptorului aranjată fizic pentru a face acea separare posibilă, mai degrabă decât improvizată la ușa cuptorului.
De ce greutatea de încărcare trebuie să se potrivească cu puterea cuptorului?
Un cuptor are o putere termică fixă. Încărcați-l dincolo de ceea ce poate susține acea ieșire, iar temperatura cuptorului scade atunci când este introdusă încărcarea - cuptorul trebuie să petreacă timp revenind la punctul de referință înainte ca piesele să înceapă efectiv încălzirea la viteza dorită.O încărcare supradimensionată nu durează doar mai mult pentru încălzire; înseamnă, de asemenea, că piesele stau la o temperatură mai mică-decât-intentă pentru mai mult timp, care modifică comportamentul de austenitizare în moduri greu de corectat după fapt.
Regula practică este să dimensionați încărcarea la puterea nominală reală a cuptorului, nu la volumul camerei acestuia -, un cuptor poate deseori să încapă fizic mai mult material decât poate încălzi la viteza prevăzută. Când o încărcare mai grea este inevitabil, timpul de încălzire trebuie prelungit pentru a compensa scăderea inițială a temperaturii și acea extensie ar trebui inclusă în planul procesului, mai degrabă decât descoperită prin tragerea unei piese sub-temperatură.
Cum ar trebui să fie selectată temperatura de stingere în intervalul gradului?
Majoritatea claselor de oțel specifică un interval de temperatură de călire mai degrabă decât un singur număr, iar alegerea în acest interval ar trebui să urmeze mediul de călire, nu să fie fixată indiferent de ce piesa este călită.Stingerea cu apă sau saramură atrage căldura suficient de repede încât capătul inferior al intervalului de temperatură este în mod normal suficient- Mergerea la vârful gamei peste o stingere deja-severă crește riscul de fisurare și deformare fără a adăuga un beneficiu semnificativ al durității.Stingerea cu ulei sau{0}}sarea topită îndepărtează căldura mai ușor, astfel încât capătul superior al intervalului este în general utilizatpentru a vă asigura că viteza de răcire mai lentă atinge în continuare adâncimea completă de întărire.
Aceasta este o decizie medie-potrivită și tratarea acesteia ca un singur număr fix, indiferent de lichidul în care intră piesa, este una dintre cele mai frecvente surse de rezultate de duritate inconsecventă între două loturi procesate pe hârtie după aceeași specificație.
Ce controlează sincronizarea transferului în stingerea duală-medie (întreruptă)?
În primul rând, apă sau saramură dublă-stingere medie -, urmată de ulei sau sare topită - este utilizată special pentru a obține viteza inițială rapidă de răcire necesară pentru a evita o transformare a perlitei, evitând în același timp riscul de fisurare de a duce acea viteză de răcire rapidă până în jos în intervalul de transformare a martensitei.Timpul de păstrare în primul mediu urmează aceeași logică de temperatură-și-secțiune utilizată pentru stingerea cu un singur mediu-; transferul între medii este partea care necesită control separat.
Acest transfer ar trebui să dureze aproximativ 0,5 până la 2 secunde- suficient de lungă pentru a muta piesa fără a o scăpa, suficient de scurtă încât suprafața să nu aibă timp să-și revină temperatura (recalescența) înainte de a intra în al doilea mediu. Un transfer lent înfrânge scopul primului mediu, lăsând suprafața să se încălzească din nou înainte de a începe a doua etapă de răcire; un transfer prea brusc riscă șoc mecanic la o piesă care este deja parțial printr-o transformare de întărire. Cronologia de mai jos arată unde se află acest transfer în raport cu punctele de început (Ms) și de sfârșit (Mf) martensite în jurul cărora este construită întreaga secvență.
Cum protejați suprafața de oxidare și decarburare în timpul încălzirii?
Încălzirea oțelului în aer liber la temperatura de întărire face două lucruri la suprafață simultan: oxigenul reacționează cu suprafața pentru a forma calcar, iar carbonul difuzează în afara stratului de suprafață mai repede decât poate fi completat, lăsând o piele decarburată cu conținut mai scăzut de carbon - și, prin urmare, duritate mai mică - decât miezul.Pentru suprafețele tubulare unde acest lucru nu poate fi tolerat, încălzirea trebuie făcută într-un cuptor cu baie de sare întreținut corespunzător sau într-un cuptor cu atmosferă de protecție-, ambele limitând expunerea suprafeței la oxigenul liber.
Acolo unde niciunul nu este disponibil, un cuptor cu rezistență la aer-atmosferă poate fi încă folosit, dar numai cu măsuri de protecție implementate - un strat de acoperire, un compus anti-oxidare sau un înveliș de sacrificiu - deoarece încălzirea în aer liber fără nicio protecție va decarbura stratul de suprafață la o adâncime care depinde de timp și temperatură specifică, fără a fi un proces specific de timp și de temperatură. proces.
De ce ar trebui să fie mișcat tubul, nu balansat, în timpul imersiunii?
Odată ce un tub suspendat vertical intră în mediul de stingere,ar trebui să fie mișcat cu mișcări mici, controlate în sus-și{1}}în jos, în loc să se permită să se balansezeo parte la alta. Mișcarea de balansare creează un flux local neuniform al mediului de stingere împotriva diferitelor fețe ale tubului pe măsură ce se deplasează prin lichid, ceea ce răcește acele fețe la viteze diferite -, iar o viteză neuniformă de răcire în jurul secțiunii-să contribuie direct la distorsiuni și la dezechilibrul tensiunii reziduale dintre fețe.
O cursă verticală controlată, dimpotrivă, menține fluxul de mediu de stingere relativ egal în jurul întregului perimetru al secțiunii, în timp ce acesta lucrează prin lichid, care este punctul complet de mișcare a piesei la orice - agitație este acolo pentru a îndepărta pătura de vapori care altfel s-ar forma pe o suprafață staționară și a încetini rata de răcire în mod neuniform, nu pentru a muta piesa în jurul rezervorului.
Cum obțineți o duritate locală mai mare pe o anumită secțiune a tubului?
Unele piese au nevoie de duritate mai mare într-o locație - o suprafață de uzură, o zonă a scaunului rulmentului - decât o furnizează în mod fiabil doar călirea în vrac, de obicei deoarece masa sau geometria acelei secțiuni trage căldura departe de acea zonă specifică mai lent în timpul unei căliri simple prin imersare.Soluția este de a menține întreaga piesă scufundată în mod normal, dar direcționați un pulverizare suplimentar de lichid de stingere în mod specific în zona care are nevoie de o viteză locală de răcire mai rapidă., mai degrabă pe lângă imersiunea completă decât în locul acesteia.
Acesta este un supliment țintit, nu un substitut pentru călirea generală corectă - restul piesei are nevoie în continuare de secvența standard de imersie pentru a-și atinge propria duritate necesară și pentru a evita o nepotrivire a durității suficient de gravă pentru a introduce propria concentrație a tensiunii la limita dintre zona pulverizată și restul secțiunii.
Ce degajări contează în interiorul unui cuptor de baie cu sare?
Cuptoarele cu baie cu sare se încălzesc prin rezistența electrică dintre electrozii scufundați în sarea topită, iar o parte poziționată prea aproape de un electrod preia supraîncălzirea localizată de pe calea curentului concentrat lângă acel electrod - încălzirea nu este perfect uniformă prin volumul băii, iar apropierea de electrod este cea mai puternică ne-uniformitate.Un spațiu de lucru de cel puțin 50 mm față de electrozi este minimul practic pentru a evita acel efect localizat.
Aceeași logică de degajare se aplică altor două dimensiuni din interiorul cuptorului: distanța de la peretele cuptorului și adâncimea de scufundare sub suprafața lichidă a băii - ambele ar trebui, de asemenea, menținute la cel puțin 50 mm. O parte așezată aproape de perete sau prea aproape de suprafața lichidului este expusă la un mediu termic diferit de cel centrat în mod corespunzător în baie, iar această diferență se manifestă ca duritate sau distorsiune inconsecventă între piesele altfel identice procesate în poziții diferite în cadrul aceleiași sarcini.
De ce stingerea gradată (martempering) crește ușor temperatura de stingere?
Călirea gradată - numită și martempering - menține piesa la o temperatură chiar deasupra punctului de pornire al martensitei, mai degrabă decât să continue până la temperatura camerei, permițând temperaturii să se egalizeze prin secțiune înainte ca transformarea finală să aibă loc mai uniform.Creșterea oarecum a temperaturii de stingere de austenitizare pentru acest proces crește stabilitatea austenitei reținute, reducând tendința acelei austenite de a se descompune în perlită în timpul etapei de reținere izotermă, mai degrabă decât să se transforme curat în martensită odată ce piesa continuă să se răcească.
Aceasta este o abatere deliberată de la selecția de temperatură de mediu-potrivită descrisă mai devreme - stingerea gradată este un proces distinct cu propria logică a temperaturii, determinat de stabilitatea austenitei în timpul reținerii, mai degrabă decât de severitatea răcirii unui singur mediu.
Fiecare tip de oțel intră în cuptor în același mod?
Oțelurile carbonice structurale și simple tolerează încărcarea directă într-un cuptor deja la temperatura de încălzire, sau chiar la 20 până la 30°C deasupra acesteia, fără o etapă de preîncălzire - conținutul lor de aliaj este suficient de scăzut încât șocul termic și creșterea granulelor în timpul încălzirii rapide nu sunt preocupări majore.Oțelurile cu-carbon și oțelurile înalt-aliate sunt un caz diferit: încărcarea lor direct într-un cuptor fierbinte riscă o expansiune termică neuniformă pe secțiune și creșterea excesivă a granulelor în matricea de aliaj-superioară.Aceste grade ar trebui să fie preîncălzite la aproximativ 600 °C mai întâi, apoi ridicate la temperatura finală de stingere.într-o a doua etapă, oferind secțiunii timp să se egalizeze înainte de a fi împinsă prin intervalul de temperatură-mai mare, unde riscurile sunt mai mari.
Tratarea fiecărui tip de oțel cu aceeași practică de-încărcare directă este o scurtătură comună în operațiunile mai mici și, în special, este vorba de calitățile cu conținut ridicat de-carbon și de aliaje-în care această scurtătură creează probleme pe care un oțel carbon structural nu le-ar prezenta niciodată.
Cum modifică cerința-de adâncime a carcasei alegerea temperaturii de stingere?
În cazul în care un tub are nevoie de o carcasă întărită adânc - o secțiune groasă care suportă sarcina de uzură prin cea mai mare parte a-secțiunii transversale -, o temperatură de călire ceva mai mare în intervalul admisibil al gradului acceptă o adâncime de întărire mai profundă. Acolo unde este necesar doar un strat întărit de mică adâncime, o temperatură mai scăzută în interval este alegerea mai bună, deoarece limitează efectul de întărire la o suprafață mai apropiată și reduce riscul de fragilizare și deformare a miezului care vine odată cu austenitizarea mai multor secțiuni decât are nevoie de fapt aplicația.
Aceasta este o a treia axă independentă pentru selecția temperaturii, alături de logica-potrivită medie și logica de stingere gradată-gradată descrisă mai sus - caz-cerința de adâncime, mediu de stingere și tipul de proces (mediu unic-mediu versus gradat) pot împinge fiecare alegerea temperaturii într-o direcție diferită, iar selecția finală are nevoie de reconcilierea tuturor celor trei.
Ce condiții de stingere sunt necesare pentru rezultate consistente?
Mediul de stingere în sine trebuie să fie curat și temperatura-controlată pentru a se comporta previzibil.Uleiul, reziduurile de săpun sau altă contaminare în apa de stingere modifică în mod imprevizibil caracteristicile de răcire- o baie contaminată poate forma o pătură de vapori neuniformă pe suprafața piesei, încetinind viteza de răcire într-un mod dificil de detectat până când rezultatul durității revine inconsecvent.Temperatura apei ar trebui să rămână în general sub 40°C, iar temperatura uleiului sub 80°C- ambele medii își pierd din severitatea răcirii pe măsură ce se încălzesc, iar o baie care s-a strecurat peste temperatura dorită prin utilizarea repetată fără răcire se va stinge progresiv mai puțin agresiv decât a fost proiectat procesul.
