Heb je je ooit afgevraagd hoe de warmtebehandeling van staal de eigenschappen ervan kan veranderen? Dit artikel duikt in de fascinerende wereld van 45 staal en onderzoekt hoe gloeien en normaliseren de microstructuur en mechanische eigenschappen beïnvloeden. Door specifieke gevallen te onderzoeken, leer je hoe verschillende warmtebehandelingen de sterkte, hardheid en taaiheid van staal kunnen verbeteren, waardoor het geschikt wordt voor verschillende kritische toepassingen. Ontdek hoe deze processen werken en wat 45 staal tot een populaire keuze maakt in engineering en productie. Bereid je voor op het ontdekken van de geheimen achter de wetenschap van staalbehandeling.
Identieke materialen kunnen verschillende mechanische eigenschappen hebben (sterkte, hardheid, plasticiteit en taaiheid) en verschillende materialen kunnen vergelijkbare mechanische eigenschappen hebben. Al deze zaken zijn nauw verbonden met de warmtebehandeling van staal.
Stalen onderdelen krijgen een bepaalde structuur door warmtebehandeling om de vereiste prestatie-eigenschappen te bereiken. Warmtebehandeling is een middel, het bereiken van prestaties is het doel en de structuur vormt de basis en zekerheid van deze eigenschappen.
Met 45# staal als voorbeeld wordt in dit hoofdstuk de relatie tussen gloeienHet normaliseren, de structuur van 45# staal en de bijbehorende eigenschappen.
Geval 1
De geleverde grondstof is warmgewalst en afgekoeld in de lucht, wat gelijk staat aan normaliseren, waardoor het harder is dan gegloeid staal.
Door de hoge temperatuur slaat echter wat ferriet neer langs de korrelgrenzen in een naaldachtige vorm en breidt zich uit in de korrel, waardoor een Widmanstättenstructuur ontstaat.
Het verschijnen van de Widmanstätten-structuur vermindert de slagtaaiheid van het staal aanzienlijk en maakt het bros. Staal met een grote korrelgrootte is bijzonder gevoelig voor de vorming van Widmanstätten-structuren.
Om de Widmanstätten-structuur en grote korrels te elimineren, is het nodig om een normaliserende behandeling uit te voeren voor het afschrikken om de korrel te verfijnen en de structuur te verbeteren.
Geval 2
Opmerking over de microstructuur: Na het snijden van het φ13,2 mm ronde staafmateriaal op een gewone snijmachine werd de microstructuur van de doorsnede van de warmte-beïnvloede zone, zoals getoond in afbeelding 2, gevormd door het gebrek aan tijdige waterkoeling.
De linkerhelft van de afbeelding stelt de originele microstructuur voor, terwijl de rechterhelft de microstructuur van de warmte-beïnvloede zone weergeeft. De variatie in hardheid in de warmte-beïnvloede zone is vrij aanzienlijk, variërend tussen 25-40 HRC.
Figuur 3 toont de uitvergrote microstructuur van elke zone. Figuur 3a geeft de structuur weer van zone 1 in figuur 2.
De linkerhelft van de figuur toont de oorspronkelijke materiaalstructuur, gekenmerkt door wit, netvormig ferriet en fijne parelietvlokken. De rechterhelft toont de structuur van de warmte-beïnvloede zone tijdens het snijden, bestaande uit wit, veelhoekig ferriet, parelmoer vlokken, grijswit martensieten overgebleven austeniet.
Figuur 3b illustreert de structuur van zone 2 in Figuur 2, met witte onopgelost ferriet op de korrelgrenzen, grijswit martensiet, restausteniet en fijne parelietvlokken. De donkere, fijne parelietvlokken binnen de korrels vertegenwoordigen een nieuw gevormde overgangszonemicrostructuur tijdens het afkoelen tijdens het snijden.
Figuur 3c toont de structuur van zone 3 in figuur 2, vergelijkbaar met een onderverhitte afschrikstructuur. De korrelgrenzen vertonen wit, veelhoekig onopgelost ferriet, samen met grijswit martensiet en overgebleven austeniet. De ferrietgrenzen zijn duidelijk gedefinieerd.
Tijdens het doorslijpen van het monster resulteerden variërende snijsnelheden en voedingen, in combinatie met onvoldoende koeling, in verschillende gebieden met een juweelblauwe oxidatielaag op het oppervlak van het monster, zoals geïllustreerd in figuur 4.
Zoals kan worden afgeleid uit de figuur, bestaan er warmte-beïnvloede zones tijdens de latere stadia van het snijden. Hoe harder het materiaal, hoe uitdagender het snijden en hoe groter de warmte-beïnvloede zone wordt.
De bovenste drie monsters in figuur 4 zijn hooggelegeerd staal met een hoog koolstofgehalte, terwijl de onderste vijf 45#-staal zijn.
Voorafgaand aan de warmtebehandeling werden de monsteroppervlakken niet grondig gepolijst, waardoor tijdens het onderzoek verschillende microstructuren in het ruwe materiaal werden waargenomen.
Tijdens het doorslijpen van het preparaat, als er niet onmiddellijk gekoeld wordt, zorgt de wrijving tussen het preparaat en de slijpschijf ervoor dat de temperatuur van het preparaat snel stijgt tot tussen Ac1 en Ac3 als de snijsnelheid geleidelijk toeneemt.
Bij afkoeling met water vormt zich een structuur die lijkt op onderverhit afschrikken. Aangezien de oppervlaktetemperatuur varieert in verschillende gebieden van het monster, verschillen de microstructuren in deze gebieden ook.
Geval 3
Bij het gloeien van 45 staal wordt het staal 30-50℃ boven Ac3 verhit, gevolgd door afkoeling in een oven om het staal te laten acclimatiseren. Dit relatief langzamere afkoelproces resulteert in een microstructuur die bijna in balans is, waarbij pareliet ongeveer 55% van het hele zichtveld inneemt.
Geval 4
Bij genormaliseerd 45 staal wordt het staal 30-50 °C boven de Ac3-temperatuur verhit en vervolgens op natuurlijke wijze aan de lucht afgekoeld. Het belangrijkste verschil met een volledig gloeiproces is de snellere afkoelsnelheid en de hogere mate van onderkoeling.
Dit resulteert in een fijnere lamellaire parellietstructuur vergeleken met gegloeid staal, met een aanzienlijke toename van de hoeveelheid parelliet en een relatief kleinere korrelgrootte. Daarom is de hardheid van genormaliseerd staal hoger dan die van gegloeid staal.
Normalisatie van 45 staal kan de structuur verbeteren na gieten of smedenDe austenietkorrels worden verfijnd en er worden fijne en uniforme ferriet- en parelietkorrels gevormd, waardoor de sterkte, hardheid en taaiheid van het staal toenemen.
45 staal, met zijn hoge sterkte en goede plasticiteit, kan worden gebruikt om verschillende belangrijke onderdelen te maken, zoals compressoren, chemische pompen en bewegende delen (krukassen, drijfstangen, zuigerstangen). Het kan ook worden gebruikt om turbinebladen te maken. Over het algemeen worden componenten met grote afmetingen gebruikt in een genormaliseerde toestand, terwijl componenten met kleine afmetingen kunnen worden getemperd om een getemperd sorbiet te vormen.
45 staal is ook het meest gebruikte gehard en getemperd staal. Voor het afschrikken en ontlaten bij hoge temperatuur moet het worden onderworpen aan een normalisatieproces om een uniforme en fijn gestructureerde organisatie te verkrijgen, waardoor het staal wordt voorbereid op het afschrikken.
Dit artikel beschrijft de microstructurele eigenschappen van 45 staal in verschillende toestanden. We kunnen er het mysterie en de charme van warmtebehandeling uit opmaken, omdat verschillende behandelingsmethoden de structuur en eigenschappen van het materiaal slim kunnen veranderen.
45 staal is een veelgebruikt gehard staal. Dit artikel analyseert dit materiaal in verschillende toestanden en biedt een methodische aanpak, waarvan we denken dat iedereen er wat inzichten uit kan halen.
In het dagelijkse werk, bij het ontwikkelen van monsters voor andere materialen, zou het ideaal zijn als we wat we leren van het ene voorbeeld kunnen toepassen op andere voorbeelden.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
ID 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO 
TR