Heb je je ooit afgevraagd hoe staal zowel ongelooflijk sterk als flexibel kan worden gemaakt? In deze blogpost ontdek je de fascinerende wereld van het afschrikken, een cruciaal warmtebehandelingsproces in de machinebouw. Je leert over verschillende afschrikmethoden en hun unieke toepassingen, waardoor je een beter inzicht krijgt in hoe alledaags gereedschap en machines worden gemaakt voor optimale prestaties.
Afschrikken is een kritisch warmtebehandelingsproces dat veel gebruikt wordt in de metallurgie en materiaalkunde om de mechanische eigenschappen van metalen en legeringen te verbeteren. In de context van staal omvat afschrikken een nauwkeurig gecontroleerde thermische cyclus:
Het primaire doel van afschrikken in staal is het vormen van martensiet, een oververzadigde vaste oplossing van koolstof in ijzer met een lichaamsgecentreerde tetragonale (BCT) kristalstructuur. Dit resulteert in een aanzienlijk hogere hardheid en sterkte. In sommige gevallen kan het afschrikken ontworpen worden om bainiet te produceren door isothermische behandelingen in de buurt van de martensiet starttemperatuur (Ms).
Het is belangrijk op te merken dat afschrikken niet beperkt is tot ijzerlegeringen. De term omvat ook warmtebehandelingsprocessen voor andere materialen:
De specifieke afschrikparameters, waaronder de verwarmingstemperatuur, de wachttijd, de koelsnelheid en de keuze van het afschrikmiddel, worden zorgvuldig afgestemd op de materiaalsamenstelling en de gewenste uiteindelijke eigenschappen. Moderne afschrikprocessen maken vaak gebruik van computergestuurde systemen en geavanceerde afschrikmiddelen om de prestaties te optimaliseren en vervorming te minimaliseren.
Afschrikken is een warmtebehandelingsmethode waarbij staal boven de kritieke temperatuur wordt verhit, een bepaalde tijd wordt vastgehouden en vervolgens wordt afgekoeld met een hogere snelheid dan de kritieke koelsnelheid om een overwegend martensitische onevenwichtige structuur te verkrijgen (hoewel naar behoefte ook bainiet of éénfasig austeniet kan worden verkregen).
Afschrikken is de meest toegepaste methode bij warmtebehandelingsprocessen van staal.
Er zijn ruwweg vier basisprocessen in de warmtebehandeling van staal: gloeiennormaliseren, afschrikken en ontlaten.
Gloeien
Dit houdt in dat het werkstuk wordt verwarmd tot een geschikte temperatuur, dat het wordt vastgehouden gedurende een periode die afhankelijk is van het materiaal en de grootte van het werkstuk, en dat het dan langzaam wordt afgekoeld (de langzaamste koelsnelheid). Het doel is om de inwendige structuur van het metaal in evenwicht te brengen of bijna in evenwicht te brengen, om goede procesprestaties en gebruiksprestaties te bereiken, of om de structuur voor te bereiden op verder afschrikken.
Normaliseren
Nadat het werkstuk tot een geschikte temperatuur is opgewarmd, wordt het aan de lucht afgekoeld. Het effect van normaliseren is vergelijkbaar met gloeienmaar het produceert een fijnere structuur. Het wordt vaak gebruikt om de snijprestaties van materialen te verbeteren en soms als laatste warmtebehandeling voor onderdelen met minder hoge eisen.
Temperen
Om de brosheid van stalen stukken te verminderen, worden stukken die zijn afgeschrikt voor een langere periode op een hogere temperatuur dan kamertemperatuur maar lager dan 710℃ gehouden voordat ze worden afgekoeld. Dit proces staat bekend als ontlaten.
Doven
Dit is een warmtebehandelingsproces waarbij het werkstuk wordt verhit om het te austenitiseren en vervolgens op een geschikte manier wordt gekoeld om een martensiet- of bainietstructuur te verkrijgen. Gangbare methoden zijn onder andere afschrikken met water, olieafkoelingen blussen met lucht.
Gloeien, normaliseren, afschrikken en ontlaten zijn de "vier vuren" bij integrale warmtebehandeling. Afharden en ontlaten zijn nauw verwant, worden vaak samen gebruikt en zijn allebei onmisbaar.
Er zijn tien methoden voor afschrikken in het warmtebehandelingsproces:
In dit proces wordt het werkstuk verwarmd tot de afschriktemperatuur en vervolgens snel afgekoeld door het onder te dompelen in een afschrikmedium. Dit is de eenvoudigste afschrikmethode en wordt vaak gebruikt voor eenvoudig gevormd koolstofstaal en gelegeerd staal werkstukken. De keuze van het afschrikmiddel is gebaseerd op factoren zoals de warmteoverdrachtscoëfficiënt, hardbaarheid, grootte en vorm van de onderdelen.
Fig. 1 Afkoeling met één medium (water, olie, lucht)
In het warmtebehandelingsproces wordt het werkstuk dat verhit is tot de afschriktemperatuur snel afgekoeld tot het punt dicht bij de martensietstart (MS) in een sterk koelmedium. Het werkstuk wordt dan langzaam afgekoeld tot kamertemperatuur in een langzamer koelmedium, waardoor een reeks verschillende afschriktemperaturen en ideale koelsnelheden ontstaat.
Deze methode wordt gebruikt voor werkstukken met complexe vormen of grote werkstukken van koolstofstaal, gelegeerd staal en koolstofgereedschapsstaal. De gebruikelijke koelmedia zijn water-olie, water-nitraat, water-lucht en olie-lucht. Water wordt meestal gebruikt als snel koelmedium, terwijl olie of lucht worden gebruikt als langzamer koelmedium. Lucht wordt minder vaak gebruikt.
Het staal wordt geustenitiseerd en vervolgens gedurende een bepaalde tijd ondergedompeld in een vloeibaar medium (zoutbad of alkalibad) met een temperatuur die iets hoger of lager ligt dan het bovenste martensietpunt van het staal. Het staal wordt er dan uitgehaald om af te koelen aan de lucht, en het onderkoelde austeniet verandert langzaam in martensiet.
Deze methode wordt meestal gebruikt voor kleine werkstukken met complexe vormen en strenge vervormingseisen. Gereedschappen en matrijzen van hogesnelheidsstaal en hooggelegeerd staal worden ook vaak op deze manier afgeschrikt.
Het werkstuk wordt snel afgekoeld in het bad wanneer de badtemperatuur lager is dan het MS (martensiet begin) punt en hoger dan het MF (martensiet eind) punt. Dit resulteert in hetzelfde resultaat als het gebruik van een groter bad.
Deze methode wordt vaak gebruikt voor werkstukken van staal met een lage hardbaarheid en grote afmetingen.
Het werkstuk wordt afgekoeld in een bad met een lagere bainiettemperatuur voor isothermische behandeling, wat de vorming van lagere bainiet veroorzaakt. Dit proces wordt meestal uitgevoerd door het werkstuk 30 tot 60 minuten in het bad te houden.
Het isothermisch afkoelen van bainiet bestaat uit drie stappen:
Deze methode wordt vaak gebruikt voor kleine onderdelen van gelegeerd staal en staal met een hoog koolstofgehalte, evenals voor kneedbare ijzeren gietstukken.
Martensiet met een volumefractie van 10% tot 30% wordt verkregen door het werkstuk onder het MS-punt af te blussen, gevolgd door een isothermische behandeling in het onderste bainietgebied.
Deze methode wordt vaak gebruikt voor werkstukken van gelegeerd gereedschapsstaal.
Deze afschrikmethode wordt ook wel step-up austempering genoemd. Bij dit proces worden de onderdelen eerst gekoeld in een bad met een lagere temperatuur (boven MS) en vervolgens overgebracht naar een bad met een hogere temperatuur om een isothermische transformatie te ondergaan van austeniet.
Deze methode is geschikt voor stalen onderdelen met een lage hardbaarheid of grote afmetingen, en voor werkstukken die moeten worden uitgehard.
Bij het voorgekoelde isothermische afschrikproces worden de onderdelen voorgekoeld tot een temperatuur iets boven Ar3 of Ar1 met lucht, heet water of een zoutbad. Daarna wordt het quenchen met één medium uitgevoerd.
Deze methode wordt vaak gebruikt voor onderdelen met complexe vormen, aanzienlijke dikteverschillen en minimale vervorming.
Bij het afschrikken en zelf temperen worden alle werkstukken verhit, maar worden alleen de te harden onderdelen (meestal de werkstukken) ondergedompeld in een afschrikvloeistof om af te koelen tijdens het afschrikken.
Zodra de gloed van de niet-ondergedompelde onderdelen verdwijnt, wordt het afschrikproces onmiddellijk afgebroken voor afkoeling aan de lucht.
Deze methode zorgt ervoor dat warmte wordt overgedragen van het midden naar het oppervlak om het te temperen en wordt vaak gebruikt voor gereedschap dat tegen een stootje moet kunnen, zoals beitels, ponsen, hamers, enz.
De afschrikmethode waarbij water op het werkstuk wordt gespoten, kan worden aangepast in termen van waterdebiet, afhankelijk van de gewenste afschrikdiepte. Jet quenching vermijdt de vorming van een stoomfilm op het oppervlak van het werkstuk, wat resulteert in een dieper geharde laag in vergelijking met normaal quenching. blussen in water.
Deze methode wordt voornamelijk gebruikt voor het plaatselijk doven van oppervlakken.
Het primaire doel van afschrikken is om een fasetransformatie in staal teweeg te brengen, waarbij onderkoeld austeniet wordt omgezet in martensiet of bainiet. Deze transformatie resulteert in een microstructuur die de mechanische eigenschappen van het materiaal aanzienlijk verbetert. Afschrikken, gevolgd door gecontroleerd ontlaten bij specifieke temperaturen, maakt het mogelijk om de eigenschappen van staal precies op maat te maken, inclusief verhoogde hardheid, slijtvastheid, vermoeiingssterkte en taaiheid. Deze veelzijdigheid stelt fabrikanten in staat om te voldoen aan de uiteenlopende eisen van verschillende mechanische onderdelen en gereedschappen in verschillende industrieën.
Afschrikken is een kritisch warmtebehandelingsproces waarbij een metalen werkstuk wordt verhit tot een specifieke austenitiserende temperatuur, waarbij het gedurende een vooraf bepaalde tijd wordt vastgehouden om de fasetransformatie te voltooien en vervolgens snel wordt afgekoeld in een afschrikmedium. De keuze van het afschrikmedium - zoals pekel, water, polymeeroplossingen, minerale oliën of zelfs geforceerde lucht - hangt af van de gewenste koelsnelheid en de specifieke samenstelling van de legering. Elk medium biedt verschillende koeleigenschappen, waardoor metallurgen de microstructurele evolutie en resulterende eigenschappen kunnen controleren.
De snelle afkoeling tijdens het afschrikken creëert een oververzadigde vaste oplossing, waarbij koolstofatomen in het ijzerrooster worden gevangen en de metastabiele martensietfase wordt gevormd. Deze martensitische structuur wordt gekenmerkt door een extreem hoge hardheid en slijtvastheid, maar kan bros zijn. Latere ontlaatprocessen worden vaak gebruikt om de balans tussen sterkte, taaiheid en vervormbaarheid te optimaliseren, waarbij de materiaaleigenschappen worden afgestemd op specifieke toepassingsvereisten.
Naast het verbeteren van mechanische eigenschappen speelt afschrikken een cruciale rol bij het ontwikkelen van specifieke fysische en chemische eigenschappen in speciaal staal. Het kan bijvoorbeeld de ferromagnetische eigenschappen van permanente magneetstalen aanzienlijk verbeteren, de corrosieweerstand van roestvast staal verhogen en de elektrische eigenschappen van siliciumstaal gebruikt in transformatorkernen wijzigen.
Het afschrikproces is bijzonder kritisch voor staal vanwege hun allotrope aard en de mogelijkheid om verschillende microstructuren te vormen op basis van de afkoelsnelheid. Wanneer staal wordt verhit tot boven de kritieke temperatuur (meestal in het bereik van 723-912°C, afhankelijk van de samenstelling), verandert de structuur bij kamertemperatuur in austeniet. De daaropvolgende snelle afkoeling verhindert de diffusieafhankelijke vorming van ferriet en pareliet. In plaats daarvan wordt het face-centered cubic (FCC) austeniet gedwongen om te zetten in body-centered tetragonal (BCT) martensiet via een diffusieloos afschuifmechanisme.
De snelle afkoeling die inherent is aan afschrikken introduceert echter aanzienlijke thermische spanningen in het werkstuk. Deze spanningen kunnen, als er niet goed mee wordt omgegaan, leiden tot vervorming, kromtrekken of zelfs barsten van het onderdeel. Om deze risico's te beperken, gebruiken metaalbewerkers verschillende technieken zoals onderbroken afschrikken, selectief afschrikken of het gebruik van speciale afschrikmiddelen met gecontroleerde koeleigenschappen.
Afkoelprocessen kunnen grofweg worden gecategoriseerd op basis van de gebruikte koelmethode:
De selectie van het juiste afschrikproces en de juiste afschrikparameters zijn cruciaal voor het bereiken van de gewenste microstructuur en eigenschappen terwijl het risico op afschrikgerelateerde defecten geminimaliseerd wordt. Geavanceerde afschriktechnieken, zoals intensief afschrikken of cryogene behandelingen, blijven zich ontwikkelen en bieden nieuwe mogelijkheden om de materiaalprestaties in veeleisende toepassingen te verbeteren.
Het afschrikproces bestaat uit drie fasen: verhitten, vasthouden en afkoelen. Hier worden de principes voor het selecteren van procesparameters voor deze drie stappen geïntroduceerd met het afschrikken van staal als voorbeeld.
Afschrikken Verwarmingstemperatuur
Gebaseerd op het kritieke punt van fasetransformatie in staal, is de verwarming tijdens het afschrikken gericht op het vormen van fijne en uniforme austenitische korrels, waardoor na het afschrikken een fijne martensitische structuur ontstaat.
Het bereik van de afschriktemperatuur voor koolstofstaal wordt getoond in de figuur "Afschriktemperatuur". Het principe voor het selecteren van de afschriktemperatuur in deze figuur geldt ook voor de meeste gelegeerde staalsoorten, vooral voor laaggelegeerde staalsoorten. De verwarmingstemperatuur voor hypoëutectoïde staal is 30-50℃ boven de Ac3 temperatuur.
| Chinese rang | Kritisch punt /℃ | Afkoeltemperatuur /℃ | |
| Ael | Aes(Acm) | ||
| 20 | 735 | 855 | 890~910 |
| 45 | 724 | 780 | 830~860 |
| 60 | 727 | 760 | 780~830 |
| T8 | 730 | 750 | 760~800 |
| T12 | 730 | 820 | 770~810 |
| 40Cr | 743 | 782 | 830~860 |
| 60Si2Mn | 755 | 810 | 860~880 |
| 9CrSi | 770 | 870 | 850~870 |
| 5HNM | 710 | 760 | 830~860 |
| 3Cr2W8V | 810 | 1100 | 1070~1130 |
| GCr15 | 745 | 900 | 820~850 |
| Cr12MoV | 810 | / | 980~1150 |
| W6Mo5Cr4V2 | 830 | / | 1225~1235 |
Uit de figuur "Afschrikverwarmingstemperatuur" kunnen we zien dat de toestand van staal bij hoge temperatuur in het eenfasige austenietgebied (A) is, vandaar dat het volledig afschrikken wordt genoemd. Als de verwarmingstemperatuur van hypoeutectoïde staal hoger is dan Ac1 en lager dan Ac3 temperatuur, dan is de eerder bestaande proeutectoïde ferriet niet volledig wordt omgezet in austeniet bij hoge temperatuur, wat onvolledig (of subkritisch) afschrikken is. De afschriktemperatuur van hypereutectoïd staal is 30-50℃ boven de Ac1 temperatuur, dit temperatuurbereik ligt in het gebied van de twee fasen austeniet en cementiet (A+C).
Daarom behoort het normale afschrikken van hypereutectoïde staal nog steeds tot onvolledig afschrikken en de structuur die na het afschrikken wordt verkregen is martensiet verdeeld over de cementietmatrix. Deze structuur heeft een hoge hardheid en hoge slijtvastheid. Voor hypereutectoïde staal, als de verwarmingstemperatuur te hoog is, zal te veel van het proeutectoïde cementiet oplossen, zelfs volledig oplossen, dan zullen de austenietkorrels groeien, en de koolstofgehalte van austeniet ook toeneemt.
Na het afschrikken verhoogt de grote martensietstructuur de interne spanning in de microregio's van het afgeschrikte staal, verhoogt het aantal microscheurtjes en vergroot de neiging van het onderdeel om te vervormen en te barsten. Omdat de koolstofconcentratie in austeniet hoog is, daalt het martensietpunt, neemt de hoeveelheid behouden austeniet toe en nemen de hardheid en slijtvastheid van het werkstuk af. De afschriktemperatuur van veelgebruikte staalsoorten wordt getoond in de figuur "Afschrikverwarmingstemperatuur" en de tabel toont de afschriktemperatuur van veelgebruikte staalsoorten.
Bij daadwerkelijke productie moet de keuze van de verwarmingstemperatuur worden aangepast aan specifieke omstandigheden. Bijvoorbeeld, als het koolstofgehalte in hypoeutectoïde staal op de ondergrens ligt, als de ovenlading groot is en als de diepte van de afschrikhardende laag van het onderdeel moet worden vergroot, kan de bovenste grenstemperatuur worden gekozen; als de vorm van het werkstuk gecompliceerd is en de vervormingseisen streng zijn, moet de onderste grenstemperatuur worden gekozen.
Afkoeling Bedrijf
De wachttijd voor het afschrikken wordt bepaald door verschillende factoren zoals de verwarmingsmodus van de apparatuur, de grootte van het onderdeel, de staalsamenstelling, de hoeveelheid ovenlading en het vermogen van de apparatuur. Bij doorharding is het doel van de wachttijd om de inwendige temperatuur van het werkstuk gelijkmatig te laten convergeren.
Voor alle soorten afschrikken hangt de wachttijd uiteindelijk af van het verkrijgen van een goede afschrikverwarmingsstructuur in het vereiste afschrikgebied. Verhitten en vasthouden zijn belangrijke stappen die de kwaliteit van het afschrikken beïnvloeden. De structuurtoestand die verkregen wordt door austenitisatie heeft een directe invloed op de prestaties na het afschrikken. De austenietkorrelgrootte van algemene stalen onderdelen wordt gecontroleerd op 5-8 niveaus.
| Staalsoort | Isotherme temperatuur /℃ | Isotherme tijd /min | Rang | Isotherme temperatuur /℃ | Isotherme tijd /min |
| 65 | 280-350 | 10-20 | GCr9 | 210~230 | 25-45 |
| 65Mn | 270-350 | 10-20 | 9SiCr | 260-280 | 30-45 |
| 55Si2 | 300-360 | 10-20 | Cr12MoV | 260-280 | 30-60 |
| 60Si2 | 270-340 | 20-30 | 3Cr2W8 | 280-300 | 30-40 |
| T12 | 210~220 | 25-45 |
Afkoeling
Om de hoge-temperatuurfase in het staal - austeniet - tijdens het koelproces om te zetten in de metastabiele lage-temperatuurfase - martensiet, moet de koelsnelheid groter zijn dan de kritische koelsnelheid van het staal. Tijdens het koelproces van het werkstuk is er een zeker verschil tussen de koelsnelheid van het oppervlak en de kern. Als dit verschil groot genoeg is, kan het ertoe leiden dat het onderdeel met een koelsnelheid groter dan de kritische koelsnelheid om te zetten in martensiet, terwijl de kern die lager is dan de kritische afkoelsnelheid niet kan omzetten in martensiet.
Om ervoor te zorgen dat de volledige doorsnede overgaat in martensiet, moet een afschrikmedium met voldoende koelvermogen worden gekozen om ervoor te zorgen dat de kern van het werkstuk een voldoende hoge afkoelsnelheid heeft. Maar als de koelsnelheid groot is, kan de inwendige spanning door ongelijkmatige thermische uitzetting en inkrimping binnen in het werkstuk ertoe leiden dat het werkstuk vervormt of barst. Daarom is het, rekening houdend met de bovenstaande twee conflicterende factoren, belangrijk om het afschrikmiddel en de koelmethode redelijk te kiezen.
Bij de koelfase gaat het niet alleen om het verkrijgen van een redelijke structuur voor de onderdelen en het bereiken van de vereiste prestaties, maar ook om het behouden van de grootte en vormnauwkeurigheid van de onderdelen. Het is een belangrijke schakel in het afschrikproces.
Hardheid werkstuk
De hardheid van het afgeschrikte werkstuk beïnvloedt het effect van afschrikken. De hardheid van het afgeschrikte werkstuk wordt over het algemeen bepaald door de HRC-waarde gemeten door een Rockwell hardheidsmeter. De HRA-waarde kan gemeten worden voor dunne harde staalplaten en oppervlaktegebluste werkstukken, terwijl voor gebluste staalplaten met een dikte van minder dan 0,8 mm, oppervlaktegebluste werkstukken met een ondiepe laag en gebluste werkstukken met een dikte van minder dan 0,8 mm de HRA-waarde gemeten kan worden. stalen staven met een diameter van minder dan 5 mm kan een oppervlakkige Rockwell hardheidsmeter worden gebruikt om hun HRC-waarden te meten.
Wanneer lassen van koolstofstaal en bepaalde gelegeerde staalsoorten, kan afschrikken optreden in de warmte-beïnvloede zone en hard worden, wat vatbaar is voor koudscheuren. Dit is iets om te voorkomen tijdens het lasproces.
Door de hardheid en brosheid van het metaal na het afschrikken kan de gegenereerde restspanning aan het oppervlak koude scheuren. Temperen kan worden gebruikt als een van de methoden om koudscheuren te elimineren zonder de hardheid aan te tasten.
Afschrikken is meer geschikt voor onderdelen met een kleine dikte en diameter. Voor grotere onderdelen is de afschrikdiepte niet voldoende en heeft carboneren hetzelfde probleem. Overweeg op dat moment om legeringen zoals chroom aan het staal toe te voegen om de sterkte te verhogen.
Afschrikken is een van de basismiddelen om stalen materialen sterker te maken. Martensiet in staal is de hardste fase in ijzergebaseerde vaste oplossingsstructuren, dus stalen onderdelen kunnen een hoge hardheid en hoge sterkte verkrijgen door afschrikken. Martensiet is echter zeer bros en er is een grote interne spanning in het staal na het afschrikken, dus is het niet geschikt voor directe toepassing en moet het gehard worden.
Quenching met één medium: Het werkstuk wordt gekoeld in één medium, zoals water of olie. De voordelen zijn een eenvoudige bediening, eenvoudige mechanisatie en een brede toepassing. Het nadeel is dat afschrikken in water grote spanning veroorzaakt, waardoor het werkstuk vatbaar is voor vervorming en barsten; afschrikken in olie heeft een langzame koelsnelheid, een kleine afschrikdiameter en het is moeilijk om grote werkstukken af te koelen.
Dubbele medium quenching: Het werkstuk wordt eerst gekoeld tot ongeveer 300℃ in een medium met een sterke koelcapaciteit en vervolgens gekoeld in een medium met een zwakkere koelcapaciteit. Deze methode kan de interne spanning als gevolg van martensitische transformatie effectief verminderen en de neiging tot vervorming van het werkstuk en barsten verminderen.
Staged Quenching: Het werkstuk wordt afgekoeld in een zout- of alkalibad op lage temperatuur, met een temperatuur in de buurt van het Ms-punt. Het werkstuk blijft 2-5 minuten op deze temperatuur en wordt dan aan de lucht afgekoeld.
Isothermische quenching: Het werkstuk wordt afgekoeld in een isotherm zoutbad, de temperatuur van het zoutbad is aan de onderkant van de bainietzone (iets hoger dan Ms). Het werkstuk blijft lange tijd op dezelfde temperatuur tot de bainiettransformatie voltooid is en wordt dan aan de lucht afgekoeld.
Afkoeling van het oppervlak: Blanking is een methode waarbij de oppervlaktelaag van een stuk staal tot een bepaalde diepte gedeeltelijk wordt uitgeblust, terwijl de kern ongeblust blijft.
Inductieharden: Inductieverwarming maakt gebruik van elektromagnetische inductie om wervelstromen op te wekken in het werkstuk om het te verwarmen.
Cryogeen afschrikken: Hierbij wordt een ijswateroplossing als blusmedium ondergedompeld in een sterk afkoelend vermogen.
Gedeeltelijk doven: Hierbij worden alleen de delen van het werkstuk afgeschrikt die gehard moeten worden.
Afkoelen met gas: Verwijst specifiek naar verhitten in een vacuüm en afkoelen in een snel circulerend onderdrukgas, een normale drukgas of een neutraal en inert gas onder hoge druk.
Afschrikken met luchtkoeling: Hierbij wordt geforceerde stromende lucht of perslucht gebruikt als koelmedium voor het afschrikken.
Pekelafkoeling: Hierbij wordt een zoutwateroplossing gebruikt als koelmedium voor het afschrikken.
Organische oplossing doven: Hierbij wordt een wateroplossing van organisch polymeer gebruikt als koelmedium om af te koelen.
Sproei-afkoeling: Hierbij wordt een vloeistofstraal gebruikt als koelmedium voor het afschrikken.
Warm bad Koeling: Hierbij wordt het werkstuk afgekoeld in een heet bad zoals gesmolten zout, gesmolten alkali, gesmolten metaal of olie van hoge temperatuur.
Quenching met dubbele vloeistof: Na het verhitten van het werkstuk om austeniet te vormen, wordt het eerst ondergedompeld in een medium met een sterke afkoelcapaciteit en wanneer de organisatie op het punt staat martensitische transformatie te ondergaan, wordt het onmiddellijk overgebracht naar een medium met een zwakke afkoelcapaciteit om af te koelen.
Quenching onder druk: Na het verhitten van het werkstuk om austeniet te vormen, wordt het afgekoeld onder specifieke omstandigheden. klemmingmet als doel de vervorming door afkoeling te verminderen.
Door-verharding: Hierbij wordt het werkstuk vanaf het oppervlak tot in het hart volledig afgekoeld.
Isothermische quenching: Het werkstuk wordt snel afgekoeld tot het interval van de bainiettransformatietemperatuur om de isothermaliteit te behouden na verhitting tot austeniet, waardoor het austeniet bainiet wordt.
Staged Quenching: Na het verhitten van het werkstuk om austeniet te vormen, wordt het gedurende een bepaalde tijd ondergedompeld in een alkalibad of zoutbad met een temperatuur die iets hoger of lager is dan het M1-punt en nadat het hele werkstuk de gemiddelde temperatuur heeft bereikt, wordt het eruit gehaald om aan de lucht af te koelen om martensiet te verkrijgen.
Afkoeling bij lage temperatuur: Hypoeutectoïde stalen werkstukken worden afgekoeld na te zijn geustenitiseerd in het Ac1-Ac3 temperatuurbereik om martensiet- en ferrietstructuren te verkrijgen.
Directe afschrikken: Hierbij wordt het werkstuk na het carboneren direct afgeschrikt.
Dubbele afschrikken: Na het carboneren van het werkstuk wordt het eerst geustenitiseerd bij een temperatuur hoger dan Ac3 en vervolgens afgeschrikt om de kernstructuur te verfijnen. Daarna wordt het geustenitiseerd bij een temperatuur die iets hoger is dan Ac3 om de gecarboneerde laagstructuur te verfijnen.
Zelfkoelende afschrikken: Nadat het werkstuk snel is verhit om plaatselijk of aan het oppervlak te austenitiseren, verspreidt de warmte van het verhittingsgebied zich vanzelf naar het onverwarmde gebied, waardoor het austenitiseerde gebied snel afkoelt.
Afschrikken is een kritisch warmtebehandelingsproces dat op grote schaal wordt toegepast in de moderne mechanische productie. Vrijwel alle cruciale onderdelen in machines, met name stalen onderdelen die worden gebruikt in auto's, vliegtuigen en ruimtevaarttoepassingen, ondergaan afschrikken om hun mechanische eigenschappen te verbeteren. Om te voldoen aan de uiteenlopende technische vereisten van verschillende onderdelen, zijn er talloze gespecialiseerde afschrikprocessen ontwikkeld.
Quenchingmethoden kunnen worden gecategoriseerd op basis van verschillende factoren:
1. Behandelingsgebied:
2. Fasetransformatie tijdens verhitting:
3. Fasetransformatie tijdens afkoeling:
Elke afschrikmethode heeft specifieke kenmerken en beperkingen, waardoor ze geschikt is voor bepaalde toepassingen. Van deze methoden worden inductieverwarming, oppervlakte-afkoeling en vlamafkoeling het meest gebruikt. Opkomende hoogenergetische verhittingsafschrikmethoden, zoals laserstraal- en elektronenstraalverwarming, winnen snel aan aandacht vanwege hun unieke mogelijkheden en precisieregeling.
Blanklakken wordt op grote schaal toegepast in machineonderdelen van staal met een gemiddelde koolstofhardheid of nodulair gietijzer. Dit proces is vooral effectief voor staal met een gemiddelde koolstofhardheid, omdat het zorgt voor het behoud van hoge algemene mechanische eigenschappen in de kern, terwijl een superieure oppervlaktehardheid (>HRC 50) en slijtvastheid worden bereikt. Veel voorkomende toepassingen zijn spindels van gereedschapsmachines, tandwielen, krukassen van dieselmotoren en nokkenassen.
Het principe van afschrikken aan de oppervlakte kan ook worden toegepast op verschillende materialen op ijzerbasis met een samenstelling die lijkt op die van staal met een gemiddeld koolstofgehalte, zoals:
Hiervan vertoont nodulair gietijzer de beste procesprestaties en hoge algemene mechanische eigenschappen, waardoor het het meest gebruikte materiaal is voor oppervlakte-afkoeltoepassingen.
Voor staal met een hoog koolstofgehalte verbetert oppervlakteafschrikken de oppervlaktehardheid en slijtvastheid aanzienlijk. De plasticiteit en taaiheid van de kern blijven echter relatief laag. Bijgevolg wordt oppervlakteharden van staal met een hoog koolstofgehalte vooral gebruikt voor gereedschappen, meetinstrumenten en koudgeharde rollen met een minimale impact en wisselende belastingen.
Laagkoolstofstaal daarentegen vertoont minimale versterkingseffecten na oppervlakteafschrikken en wordt daarom zelden aan deze behandeling onderworpen.
De keuze van een geschikte afschrikmethode en materiaal hangt af van de specifieke vereisten van het onderdeel, waaronder mechanische eigenschappen, slijtvastheid en bedrijfsomstandigheden. Vooruitgang in afschriktechnologieën blijft de mogelijkheden uitbreiden voor het verbeteren van materiaaleigenschappen in diverse industriële toepassingen.
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