鋼の熱処理プロセス

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鋼の熱処理プロセス

概要

熱処理は,精密に制御された加熱と冷却サイクルを通じて鋼の微細構造を修正する重要な金属加工技術です.このプロセスは硬さなどの鋼の機械的特性を調整するのに不可欠です耐久性,強度,柔らかさ,耐磨性形状を変えることなく.自動車,航空宇宙,機械,ツール生産を含む製造業に広く使用されています.熱処理により,鉄鋼部品は様々な産業用アプリケーションの性能要件を満たすことができる..

核熱処理プロセス

1焼却する

焼却は,鉄鋼を,その臨界点 (通常,鉄鋼のグレードに応じて700~900°C) を超える温度に熱し,その温度で一定の期間保持 (浸泡) する.そして,それをゆっくり冷却する.通常は炉や隔離環境で.熱化の主な目的は:

前回の加工 (例えば鍛造,ローリング,溶接) によって引き起こされる内部ストレスを軽減する.
機械化や形容性を向上させるために鋼を柔らかくする.
粒の構造を磨き,均質性を高め脆さを減らす.

一般的な焼却式には,完全な焼却式,プロセス焼却式,ストレス緩和焼却式が含まれる.それぞれが特定の材料とアプリケーションのニーズに合わせて設計されている.

2回復する

焼却と同じく,標準化により,鋼は臨界点 (一般的に850~950°C) よりわずかに高い温度に熱され,浸泡状態を保たれる.主な違いは冷却方法にあります: 鉄鋼は室温で静かな空気で冷却され,冷却速度は焼却よりも速い.標準化には以下のような目的があります.

粒子の構造を精製して強さと強さのバランスをとります
鋳造や熱加工による構造不一致 (合金元素の分離など) を排除する.
鉄鋼部品の寸法安定性を向上させ,適度な強度と柔性を必要とする部品に適しています.

3消える

熱化 ( quenching) は,鉄鋼を冷却温度 (臨界点以上) に熱した後,迅速な冷却プロセスである.加熱された鉄鋼は水,油,臨界冷却速度よりも速い速さで冷却するこのプロセスは,アウステニトの微細構造を硬い但し脆い段階であるマルテンサイトに変容させる. 消化の主な目的は:

鉄鋼の硬さと耐磨性を著しく高めます
機械的特性を調整するための後の耐熱作業の基礎を設ける.

注:不適切な冷却 (例えば,過度に速い冷却) は,鋼の裂け目や歪みを引き起こす可能性があるため,温度と冷却速度の厳格な制御は極めて重要です.

4温まる

耐熱は,冷却された鋼を,その臨界点 (通常150°C~650°C) 以下の温度に再熱し,一定の時間保持する,冷却後のプロセスである.そして冷却して通常は空気でこのプロセスは,マルテンサイトの脆さを軽減し,性質のバランスを最適化します. テンパーリングの目的は:

発熱中に発生する内部ストレスを軽減し,鋼の硬さと柔らかさを向上させる.
固さを調整し,特定のアプリケーション要件を満たす (例えば,歯車に高い硬さ,軸に適度な硬さ).
微小構造の安定性を高め,使用中に次元変化を防止する.

テンパリングはしばしば低温テンパリング (150~250°C),中温テンパリング (350~500°C),高温テンパリング (500~650°C) に分類される.

主要な変容メカニズム

1熱する時の変形

鉄鋼が臨界点を超えて加熱されると,元の微細構造のフェライトとセメント酸相は徐々に溶解し,均質なオウステニティック相を形成する.この過程は,後続的な熱処理に不可欠です.オーステナイトの質 (例えば粒の大きさ,均一性) は,鋼の最終特性に直接影響する.加熱速度,浸泡温度,オーステニティゼーションの完全性と質に影響します.