การแบ่งเบาบรรเทาเป็นกระบวนการบำบัดความร้อน

การแบ่งเบาบรรเทาเหล็ก

การอบคืนตัวเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนโดยการนำชิ้นงานที่ดับแล้วมาอุ่นใหม่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า A1 และคงไว้ ณ เวลาที่กำหนด จากนั้นจึงทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง ไม่ควรใช้เหล็กชุบแข็งโดยตรง โดยจะต้องผ่านการอบคืนตัว ซึ่งเป็นตัวกำหนดโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของเหล็ก และเป็นขั้นตอนการรักษาความร้อนที่สำคัญ

วัตถุประสงค์ของการแบ่งเบาบรรเทา

เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลที่ต้องการ
หลังจากดับแล้วชิ้นงานจะมีความแข็งสูงแต่มีความเหนียวและความเหนียวต่ำ เพื่อตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกันสำหรับชิ้นส่วนต่างๆ การอบคืนตัวใช้เพื่อปรับเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคที่ดับแล้ว ปรับความแข็ง และลดความเปราะบาง ส่งผลให้ได้คุณสมบัติทางกลที่ต้องการของชิ้นงาน

เพื่อรักษาขนาดชิ้นงานให้คงที่
มาร์เทนไซต์และออสเทนไนต์ที่สะสมไว้ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการดับเป็นโครงสร้างที่ไม่เสถียรซึ่งอาจสลายตัวเมื่อเวลาผ่านไป ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปร่าง การแบ่งเบาบรรเทาจะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคที่ดับแล้วให้เป็นโครงสร้างที่มั่นคง เพื่อให้มั่นใจว่าชิ้นงานจะรักษาขนาดและรูปร่างไว้ระหว่างการใช้งาน

เพื่อลดหรือขจัดความเครียดภายในจากการชุบแข็ง
การดับทำให้เกิดความเครียดภายในอย่างมาก หากไม่ได้รับการบรรเทาทันทีผ่านการอบคืนตัว ความเค้นเหล่านี้อาจทำให้ชิ้นงานเสียรูปหรือแตกร้าวได้

การเปลี่ยนแปลงระหว่างการอบคืนตัวของเหล็กชุบแข็ง

มาร์เทนไซต์ที่ถูกดับและออสเทนไนต์ที่สะสมไว้นั้นเป็นเฟสที่สามารถแพร่กระจายได้ซึ่งจะสลายตัวเป็นเฟอร์ไรต์และคาร์ไบด์เมื่อถูกทำให้เย็นจากอุณหภูมิห้องไปต่ำกว่า A1 การเปลี่ยนแปลงเฉพาะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทา:

การสลายตัวของมาร์เทนไซต์ (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 200 องศา)
เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 80 องศา จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคที่มีนัยสำคัญเกิดขึ้น ยกเว้นการรวมตัวของอะตอมคาร์บอนในมาร์เทนไซต์ ระหว่างอุณหภูมิ 80 ถึง 200 องศา มาร์เทนไซต์จะเริ่มสลายตัว โดยอะตอมของคาร์บอนจะตกตะกอนเป็นคาร์ไบด์ ε- (Fe2.4C) ซึ่งจะช่วยลดความอิ่มตัวของคาร์บอนในมาร์เทนไซต์ และลดความเป็นเตตระโกแนลิตี้ลง เนื่องจากอุณหภูมิการอบคืนตัวต่ำ คาร์บอนส่วนเกินเพียงบางส่วนเท่านั้นที่ตกตะกอน ทำให้มาร์เทนไซต์กลายเป็นสารละลายคาร์บอนแข็งอิ่มตัวยิ่งยวดใน -Fe คาร์ไบด์ ε- ละเอียดจะกระจายไปตามส่วนต่อประสานของสารละลายของแข็ง - ที่อิ่มตัวยิ่งยวด โดยคงความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกัน (โดยที่อะตอมที่ขอบเขตเฟสถูกใช้ร่วมกันโดยโครงตาข่ายคริสตัลทั้งสอง) โครงสร้างจุลภาคนี้ประกอบด้วย -สารละลายของแข็งและคาร์ไบด์ ε- ที่มีความอิ่มตัวน้อยกว่า เรียกว่า มาร์เทนไซต์แบบเทมเปอร์ เนื่องจากคาร์ไบด์ ε- มีลักษณะละเอียดและกระจายตัวสูง ความแข็งของเหล็กจึงไม่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่ออบที่อุณหภูมิต่ำกว่า 200 องศา อย่างไรก็ตาม การตกตะกอนของคาร์ไบด์ ε{- ช่วยลดการบิดเบี้ยวของโครงตาข่าย ลดความเครียดในการดับ และเพิ่มความเป็นพลาสติกและความเหนียวของเหล็กเล็กน้อย

การสลายตัวของออสเทนไนต์ที่สะสมไว้ (200 องศา –300 องศา)
ออสเทนไนต์ที่คงเหลือนั้นคล้ายคลึงกับออสเทนไนต์ที่ผ่านการแช่เย็น ดังนั้นผลิตภัณฑ์การเปลี่ยนรูปของออสเทนไนต์จึงเหมือนกับออสเทนไนต์ที่ผ่านการทำความเย็นภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่ใกล้เคียงกัน โดยเกิดเป็นมาร์เทนไซต์ เบนไนต์ หรือเพิร์ลไลต์ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ
เมื่อเหล็กถูกทำให้ร้อนระหว่าง 200 องศาถึง 300 องศา มาร์เทนไซต์จะยังคงสลายตัว และออสเทนไนต์ที่คงอยู่จะเริ่มเปลี่ยนเป็นเบนไนต์ที่ต่ำกว่า (200 องศา –300 องศาคือช่วงการเปลี่ยนแปลงของเบนไนต์ที่ต่ำกว่า) ในช่วงอุณหภูมินี้ ความเค้นในการดับจะลดลงอีก แต่ความแข็งไม่ได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

การเปลี่ยนแปลงของคาร์ไบด์ (250 องศา –450 องศา)
เมื่ออบที่อุณหภูมิสูงกว่า 250 องศา ความสามารถในการแพร่กระจายที่เพิ่มขึ้นของอะตอมคาร์บอนจะทำให้คาร์ไบด์ ε- ค่อยๆ เปลี่ยนเป็นซีเมนไทต์ที่เสถียร เมื่ออุณหภูมิ 450 องศา คาร์ไบด์ ε- ทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นซีเมนต์ไทต์ที่มีการกระจายตัวสูง การตกตะกอนของคาร์บอนอย่างต่อเนื่องจะลดปริมาณคาร์บอนในสารละลายของแข็ง - ให้เหลือระดับสมดุล และเปลี่ยนให้เป็นเฟอร์ไรต์ แม้ว่าจะยังคงรูปเข็มอยู่-ก็ตาม โครงสร้างนี้ประกอบด้วยเข็ม-เช่นเฟอร์ไรต์และซีเมนไทต์ที่มีการกระจายตัวสูง เรียกว่าเทมเปอร์โทรสต์ไทต์ โครงสร้าง troostite แบบอารมณ์ของเหล็ก 45 แสดงในรูปด้านล่าง ณ จุดนี้ ความแข็งของเหล็กจะลดลง และความเหนียวและความเป็นพลาสติกของมันจะเพิ่มขึ้นอีก โดยที่ความเครียดในการดับเกือบจะหมดไป

การรวมตัวและการเติบโตของซีเมนต์ไทต์และการตกผลึกใหม่ของเฟอร์ไรต์ (450 องศา –700 องศา)
ที่อุณหภูมิสูงกว่า 450 องศา ซีเมนต์ไทต์ที่มีการกระจายตัวสูงจะค่อยๆ กลายเป็นทรงกลมเป็นอนุภาคละเอียด และเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น อนุภาคเหล่านี้จะเติบโตขึ้น ในเวลาเดียวกัน เฟอร์ไรต์เริ่มตกผลึกใหม่ระหว่าง 500 องศา ถึง 600 องศา โดยเปลี่ยนจากไม้ระแนงหรือเข็ม-รูปร่างคล้ายเข็มเป็นเม็ดเหลี่ยม
โครงสร้างนี้ประกอบด้วยซีเมนต์ไทต์แบบเม็ดที่กระจายอยู่บนเมทริกซ์เฟอร์ไรต์เหลี่ยม เรียกว่าเทมเปอร์ซอร์ไบต์ โครงสร้างซอร์ไบต์กระจกนิรภัยของเหล็ก 45 แสดงในรูปด้านล่าง ถ้าอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอีกเป็น 650 องศา –A1 ซีเมนต์ไทต์ที่เป็นเม็ดจะหยาบขึ้น ก่อตัวเป็นโครงสร้างจุลภาคของโพลีกอนอลเฟอร์ไรต์และซีเมนต์ไทต์ที่เป็นเม็ดขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งเรียกว่า เพิร์ลไลต์ที่ผ่านการอบชุบ

การเปลี่ยนแปลงของเหล็กชุบแข็งในระหว่างการแบ่งเบาบรรเทาเกิดขึ้นในช่วงอุณหภูมิที่ต่างกัน แม้ที่อุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงหลายประเภทก็อาจเกิดขึ้นได้ คุณสมบัติของเหล็กเทมเปอร์ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาค ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพเชิงกลของมัน โดยทั่วไป เมื่ออุณหภูมิการอบคืนตัวเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงและความแข็งจะลดลง ในขณะที่ความเหนียวและความเหนียวดีขึ้น โดยการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะเด่นชัดมากขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น

ประเภทและการใช้งานของการแบ่งเบาบรรเทา

ปัจจัยหลักที่กำหนดโครงสร้างจุลภาคและคุณสมบัติของเหล็กคืออุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทา การแบ่งเบาบรรเทาแบ่งออกเป็น 3 ประเภทตามอุณหภูมิและโครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้น:

ต่ำ-อุณหภูมิ แบ่งเบาบรรเทา (150 องศา –250 องศา )
การแบ่งเบาบรรเทาด้วยอุณหภูมิต่ำ-จะทำให้เกิดมาร์เทนไซต์ที่ถูกทำให้ร้อนขึ้น จุดมุ่งหมายคือการรักษาความแข็งสูงและทนต่อการสึกหรอของเหล็กชุบแข็ง ในขณะเดียวกันก็ลดความเครียดและความเปราะบางภายใน และปรับปรุงความเหนียวและความเหนียว วิธีการนี้ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับ-เหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมสูงในเครื่องมือตัด เครื่องมือวัด แม่พิมพ์ปั๊มเย็น แบริ่งกลิ้ง ชิ้นส่วนที่ชุบคาร์บูไรซ์ และชิ้นส่วนที่ชุบผิว- ความแข็งหลังการอบคืนตัวโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 58–64 HRC

ปานกลาง-อุณหภูมิ การแบ่งเบาบรรเทา (350 องศา –500 องศา )
วิธีนี้จะทำให้มีอารมณ์ดี จุดประสงค์คือเพื่อให้ได้รับความแข็งแรงของผลผลิตสูง ขีดจำกัดความยืดหยุ่น และความเหนียวที่สำคัญ การแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิปานกลาง-ใช้สำหรับส่วนประกอบยืดหยุ่นต่างๆ และแม่พิมพ์-การทำงานแบบร้อนเป็นหลัก ความแข็งหลังการอบคืนตัวโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 35–50 HRC

การแบ่งเบาบรรเทาอุณหภูมิสูง (500 องศา –650 องศา )
วิธีนี้จะสร้างซอร์ไบต์แบบเทมเปอร์ เป้าหมายคือการบรรลุความสมดุลระหว่างความแข็งแรง ความแข็ง ความเหนียว และความเหนียว เมื่อมีการรวมการดับและการแบ่งเบาบรรเทาที่อุณหภูมิสูง-เข้าด้วยกัน กระบวนการนี้มักเรียกกันว่า "การดับและการแบ่งเบาบรรเทา" มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญในการผลิตรถยนต์ รถแทรกเตอร์ และเครื่องมือกล (เช่น ก้านสูบ สตัด เกียร์ และเพลาส่งกำลัง) ความแข็งหลังการอบคืนตัวโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 200–330 HBW
แม้ว่าค่าความแข็งของเหล็กหลังการทำให้เป็นมาตรฐานและการชุบแข็ง-การอบคืนตัวจะค่อนข้างใกล้เคียงกัน แต่ส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญในการผลิตมักจะผ่านการชุบแข็ง-การอบคืนตัวมากกว่าการทำให้เป็นมาตรฐาน เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคของซอร์ไบต์ที่ถูกทำให้ร้อนนั้นมีซีเมนไทต์ที่เป็นเม็ด ในขณะที่ซอร์ไบต์ที่ได้จากการทำให้เป็นมาตรฐานจะมีซีเมนไทต์แบบลาเมลลาร์ ดังนั้นเหล็กชุบแข็งและอบคืนตัวไม่เพียงแต่มีความแข็งแรงสูงกว่าเท่านั้น แต่ยังมีความเหนียวและความเหนียวที่ดีกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับสภาวะปกติอีกด้วย
การชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาสามารถใช้เป็นกระบวนการบำบัดความร้อนขั้นสุดท้ายหรือเป็นการบำบัดเบื้องต้นก่อนการชุบแข็งพื้นผิวและการบำบัดความร้อนด้วยสารเคมี เนื่องจากความแข็งของเหล็กกล้าเทมเปอร์ไม่สูง จึงทำให้สามารถตัดเฉือนได้ง่ายและมีค่าความหยาบผิวต่ำ
นอกเหนือจากวิธีการอบคืนตัวโดยทั่วไปทั้งสามวิธีนี้แล้ว -เหล็กกล้าโลหะผสมสูงบางชนิดยังต้องผ่านกระบวนการอบคืนตัวด้วยอุณหภูมิสูง-ที่ 20 องศา –40 องศาต่ำกว่า A1 เพื่อให้ได้ไข่มุกไลต์ที่ผ่านการอบคืนตัวเป็นทางเลือกแทนการอบอ่อนแบบทรงกลม
เพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างระดับจุลภาคอย่างละเอียดในระหว่างการอบคืนตัว ชิ้นงานต้องถูกเก็บไว้ที่อุณหภูมิการอบคืนตัวเป็นระยะเวลาเพียงพอ โดยปกติจะอยู่ระหว่าง 1 ถึง 3 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับวัสดุ อุณหภูมิ ความหนา น้ำหนัก และวิธีการทำความร้อน วิธีการทำความเย็นหลังการอบคืนตัวมีผลเพียงเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพของเหล็กกล้าคาร์บอน แต่เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดความเครียดใหม่ โดยทั่วไปชิ้นงานจะถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ในอากาศหลังการอบคืนตัว

ติดต่อเรา

หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมโปรดติดต่อเราได้ที่metal@welongpost.com.