التسخين التعريفي منذ عام 2000

بحث
أغلق مربع البحث هذا.

ماذا يعني التقسية هشاشة الفولاذ؟ ما هو الحل؟

  هشاشة شديدة يشير إلى تقصف الصلب المبرد في بعض نطاق التقسية أو التبريد ببطء من درجة حرارة التقسية خلال نطاق درجة الحرارة. يمكن تقسيم هشاشة التقسية إلى النوع الأول من التقصف الهش والنوع الثاني من التقصف الهش.

  النوع الأول من التقسية الهشاشة، المعروف أيضًا باسم هشاشة التقسية التي لا رجعة فيها ، تحدث بشكل رئيسي عندما تكون درجة حرارة التقسية 250 ~ 400 ، بعد اختفاء هشاشة إعادة التسخين ، والتلطيف المتكرر في هذه الفترة ، لم يعد يحدث هشاشة.

  النوع الثاني من التقسية هشاشة، المعروف أيضًا باسم هشاشة التقسية القابلة للانعكاس ، يحدث عند درجة حرارة 400 ~ 650 ، عندما يختفي هشاشة إعادة التسخين ، يجب تبريده بسرعة ، وليس في فترة 400 ~ 650 لفترة طويلة للبقاء أو التبريد البطيء ، وإلا ، فإن الظاهرة التحفيزية سوف تحدث مرة أخرى. يرتبط حدوث هشاشة التقسية بعناصر السبائك الموجودة في الفولاذ ، مثل المنغنيز والكروم والسيليكون والنيكل ، والتي تميل إلى إنتاج هشاشة ، بينما يميل الموليبدينوم والتنغستن إلى إضعاف هشاشة التقسية.

  هشاشة التقسية لفولاذ السبائك الهشة من الدرجة الأولى الزنبركية بعد التسقية في نطاق 250 ~ 400 درجة حرارة ، هي خصائص كسر بين الخلايا الحبيبية ، ولا يمكن القضاء عليها بطريقة إعادة التسخين ، لذلك تسمى أيضًا هشاشة التقسية التي لا رجعة فيها. في سبائك الفولاذ الهيكلي. يُطلق على النوع الأول من التقسية الهشاشة أيضًا التقسية المنخفضة عند التقسية بين 200 و 350. كما هو الحال في النوع الأول من هشاشة التقسية ثم تسخينها إلى درجة حرارة أعلى ، يمكن التخلص من الهشاشة ، بحيث تزداد صلابة الصدمة مرة أخرى في هذه المرحلة ، إذا كان نطاق درجة الحرارة 200 ~ 350 لن ينتج عن التقسية مثل هذا الهشاشة. وبالتالي ، فإن النوع الأول من التقصف الهش لا رجوع فيه ، لذلك يمكن أيضًا أن يطلق عليه هشاشة التقسية غير القابلة للعكس. يوجد النوع الأول من هشاشة التقسية في جميع أنواع الفولاذ تقريبًا. على سبيل المثال ، يتميز فولاذ Cr-Mn بمحتوى كربون مختلف بمتانة تأثير منخفضة عند 350 بعد التقسية. لا يقتصر النوع الأول من هشاشة المزاج على تقليل صلابة الصدمات في درجة حرارة الغرفة فحسب ، بل أيضًا جعل درجة حرارة الانتقال الهشة للدكتايل 50٪ FATTe [تقل صلابة الصدمات للمواد الفولاذية مع درجة حرارة الاختبار انخفاضًا كبيرًا عندما تنخفض درجة الحرارة المقابلة ، حتى لو تسمى المادة الفولاذية من درجة حرارة التحول في حالة المرونة درجة حرارة الانتقال الهشة للدكتايل للحالة الهشة ، مع 50٪ FATT () ، كما هو موضح في الخواص الميكانيكية المعدنية] الارتفاع ، صلابة الكسر KIe. مثل Fe-0.28C-0.64Mn-4.82Mo فولاذ بعد 225 تقسية KIe هو 117.4Mn / m ، وبعد 300 تقسية بسبب ظهور النوع الأول من هشاشة التقسية ، بحيث يتم تقليل KIe إلى 73.5Mn / m. النوع الأول من التقصف الهش هو كسر بين الخلايا الحبيبية ، لكن القليل منها عبارة عن كسور انقسام عبر الحبيبات.

  درجة حرارة التقسية العالية هي 500 ~ 600 درجة مئوية ، ويتم الاحتفاظ بدرجة الحرارة لوقت مناسب قبل التبريد ، وهي تستخدم بشكل أساسي لتعديل هيكل الفولاذ المصبوب بعد التبريد أو التطبيع لصنع الفولاذ الكربوني ، سبائك الصلب المنخفضة والمتوسطة. بقوة عالية وصلابة جيدة. هشاشة التقسية هي مشكلة يجب الانتباه إليها عند إجراء عملية التقسية لمسبوكات الفولاذ السبائكي. يحدث في نطاقي درجات الحرارة التاليين. هشاشة عند 250 ~ 400 درجة مئوية: الهيكل المارتنسيتي للفولاذ المصبوب ، في نطاق درجة الحرارة هذا ، سينتج تقسية هشاشة إذا كانت درجة الحرارة أعلى قليلاً من المنطقة الهشة ، يمكن القضاء على هشاشة التقسية. وبعد التهدئة في نطاق درجات الحرارة أعلاه ، لن يكون هناك تقصف هش ، لذلك غالبًا ما يطلق عليه النوع الأول من هشاشة التقسية. هشاشة عند 400 ~ 500 درجة مئوية (أو حتى 650 درجة مئوية): سيحدث هذا لمعظم أنواع الفولاذ المصبوب منخفض السبائك ، أي التقسية عالية الحرارة من الفولاذ المصبوب. يمكن التخلص من الهشاشة عن طريق تسخين المسبوكات الفولاذية التي أنتجت هشاشة ضمن نطاق درجة الحرارة هذا إلى أكثر من 600 درجة مئوية (أو 650 درجة مئوية) ، متبوعًا بالتبريد السريع في الماء أو الزيت. ومع ذلك ، في المسبوكات حيث تم التخلص من الهشاشة ، سيظهر التقصف مرة أخرى إذا تم تسخينه إلى درجة الحرارة التي يحدث عندها هشاشة التقسية. وغالبًا ما يشار إلى هذا النوع الثاني من التقصف الهش.

  1. النوع الأول من هشاشة التقسية (المعروف أيضًا باسم هشاشة درجة الحرارة المنخفضة أو هشاشة التقسية التي لا رجعة فيها) نطاق درجة الحرارة: 200 ~ 350 درجة مئوية

الأسباب:

  1- عناصر الشوائب الضارة S ، P ، As ، Sn ، Sb ، Cu ، H ، O تؤدي إلى النوع الأول من التقسية الهشاشة

  2. Mn ، Si ، Cr ، Ni ، V تعزز النوع الأول من هشاشة التقسية ، كما أن تعايش النيكل- Si يلعب أيضًا دورًا في تعزيز درجة حرارة تقسية تقصف الكروم السيليكون

  3- كلما كانت حبيبات الأوستينيت أكبر ، زادت نسبة الأوستينيت المتبقية ، وكلما زادت خطورة هشاشة النوع الأول

  4-تشكيل عناصر الشوائب وقشرة كربيد رقيقة في حدود الحبوب الأوستنيتي يقلل من قوة حدود الحبوب

  التدابير المضادة:

  1. لا تهدأ في نطاق درجات الحرارة هذا

  2- يتم استخدام التبريد الحراري بدلاً من ذلك

  3-تقليل عناصر الشوائب في الفولاذ

  4. تكرير حبوب الأوستينيت

  2. النوع الثاني من هشاشة التقسية (هشاشة درجات الحرارة العالية ، هشاشة التقسية القابلة للانعكاس) نطاق درجة الحرارة: 450 ~ 650 درجة مئوية

الأسباب:

  1.تسبب عناصر الشوائب P ، Sn ، Sb ، As ، B ، S هشاشة

  في صلب النيكل والكروم ، الأنتيمون له التأثير الأكبر ، والقصدير هو الثاني

  في صلب الكروم والمنغنيز ، يلعب الفوسفور الدور الأكثر أهمية ، يليه الأنتيمون والقصدير

يعتبر الفوسفور أكثر فعالية من القصدير بالنسبة للصلب الطري

تأثير القصدير على الفولاذ الكربوني المتوسط ​​أكبر من تأثير الفوسفور

  2- عزز النوع الثاني من عناصر التقسية الهشّة وهي Ni ، Cr ، Mn ، Si ، C ، هذه العناصر وعناصر الشوائب في نفس الوقت تسبب هشاشة

  عندما يكون هناك عنصر واحد في الفولاذ ، يكون هشاشة المنجنيز هو الأعلى ، يليه الكروم والنيكل

  وجود عنصرين في نفس الوقت يجعل التقصف أكبر

  3. Mo ، W ، V ، Ti ، والعناصر الأرضية النادرة يمكن أن تقاوم التقسية الهشاشة

  4. معدل التبريد البطيء للغاية بعد التقسية يسبب هشاشة

  5. حبة الأوستينيت كبيرة

  6. آلية التقصف هي ترسيب حدود الحبوب ونظرية فصل حدود الحبوب

التدابير المضادة:

  1. تقليل عناصر الشوائب في الفولاذ

  2. يتم إضافة ملحوظة ، الفاناديوم ، والتيتانيوم لتنقية حبيبات الأوستينيت

  3. إضافة النوع الثاني من تقسية هشاشة عنصري الموليبدينوم والتنجستن

  4. تجنب التقسية عند 450 ~ 650 درجة مئوية ، والتي يجب تبريدها بسرعة بعد التقسية

  5. استخدام التبريد تحت درجة الحرارة المنخفضة والتبريد الحراري للنفايات لتقليل ولف النوع الثاني من هشاشة التقسية (END)

  هشاشة التقسية تشير إلى عملية تلطيف الفولاذ بعد التبريد. مع زيادة درجة حرارة التقسية ، يتم تقليل صلابة وقوة المصفوفة الفولاذية ، في حين يتم تحسين اللدونة والمتانة وتحسينهما. ومع ذلك ، عند التقسية في نطاق درجة حرارة معينة ، والصلابة مع ارتفاع درجة حرارة التقسية وهناك انخفاض أو انخفاض في هذه الظاهرة ، تسمى هذه الظاهرة التقسية الهشاشة. بشكل عام ، يحدث التقصف بسبب انخفاض درجة الحرارة أو وقت التهدئة غير الكافي. يمكن منعه ومعالجته عن طريق اختيار درجة حرارة مناسبة وتقسية كافية. يظهر هشاشة الفولاذ الإنشائي في الشكل 1. في فولاذ النيكل والكروم العادي ، يكون هشاشة التقسية واضحًا جدًا. قد يكون الصلب في عملية التقسية نوعين من الهشاشة: هش عادة في نطاق درجة حرارة التقسية 200 ~ 400 ، وكلما كان أطول كان أكثر وضوحًا ، وليس له علاقة بسرعة التبريد بعد التقسية ، وغالبًا ما يظهر في الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ ، هشاشة المزاج ، حتى التقسية الباردة السريعة أو التسخين المعاد تسخينها أمر لا مفر منه ، والمعروف باسم النوع الأول من هشاشة المزاج ، والمعروف أيضًا باسم هشاشة المزاج التي لا رجعة فيها وهشاشة درجات الحرارة المنخفضة أو هشاشة مارتينسيت المزاجية ، وما إلى ذلك. سبائك الفولاذ الهيكلي ، للتدفئة المباشرة في نطاق درجة الحرارة من 450 إلى 550 درجة حرارة أو أعلى من 600 تلطيف وتبريد بطيء في فاصل زمني 450 ~ 550 ، لا علاقة له بوقت الحفاظ على الحرارة ، ويرتبط بسرعة التبريد ، وطرق التخلص يتم تسخين هذا النوع من الهشاشة إلى أكثر من 600 مرة أخرى ، ويمكن التخلص من التبريد السريع ، ويمكن أن يمنع حدوث هشاشة المزاج ، والهشاشة من الفئة الثانية من هشاشة المزاج ، والمعروف أيضًا باسم هشاشة المزاج القابل للانعكاس ، وهشاشة درجات الحرارة المرتفعة أو هشاشة المزاج ، إلخ.

تخطيطي لهشاشة الفولاذ الإنشائي

  الشكل 1: رسم تخطيطي لهشاشة الفولاذ الإنشائي

  (1) طاقة تأثير شاربي من النوع الأول من الأجزاء الفولاذية الهشة بعد التبريد لها حوض في النوع الأول من المنطقة الهشة مع منحنى تغير درجة حرارة التقسية. مؤشر الخواص الميكانيكية للصلب له حساسية مختلفة للنوع الأول من التقصف الهش ، وهو مرتبط بوضع التحميل. وتجدر الإشارة إلى وجود تركيز إجهاد أو تأثير أو حمل إلتوائي لأجزاء ، ويتطلب مزيد من اللدونة والمتانة مع القوة ، فإن ظهور النوع الأول من هشاشة التقسية سيزيد من خطر التكسير الهش للأجزاء ، لذلك فهو عيب في المعالجة الحرارية. مثل هذه الإجراءات العلاجية يتم إعادة التبريد وفقًا لمواصفات عملية المعالجة الحرارية ، والتي يُعتقد عمومًا أنها ناتجة عن تحلل الكربيدات من مارتينسيت ، وبالتالي تقليل قوة الكسر لحدود الحبوب وتجنب منطقة هشاشة التقسية. يمكن أن تؤدي زيادة محتوى السيليكون في المادة بشكل مناسب إلى تقليل هشاشة درجة الحرارة المنخفضة ، والتي يجب أخذها في الاعتبار بجدية عند اختيار المواد.

  (2) يتم إنتاج النوع الثاني من هشاشة التقسية بشكل أساسي في هيكل سبائك الصلب المحتوي على الكروم والنيكل والمنغنيز والسيليكون وعناصر سبيكة أخرى ، بسبب تخصيب الأنتيمون والفوسفور والقصدير والزرنيخ وعناصر الشوائب الأخرى على حدود الحبوب ، لذا عزز هشاشة حدود الحبوب الناتجة عن التقشف الهش. خصائص هذا النوع من الفولاذ كالتالي.

  عندما يتم تقسية الفولاذ المسقى أو تمريره ببطء ضمن نطاق درجة حرارة التقصف (500 ~ 650) ، سيظهر هشاشة التقسية. كلما طالت مدة الإقامة أو الانتظار ، سيكون الهشاشة واضحًا.

  نتيجة لذلك ، انخفضت قيمة تأثير الأجزاء في درجة حرارة الغرفة بشكل ملحوظ.

  هشاشة التقسية مرتبطة بمعدل التبريد بعد التقسية ، ويمكن كبت الهشاشة أو إضعافها عن طريق التبريد السريع.

  هذا النوع من هشاشة التقسية قابل للانعكاس ، ويمكن القضاء على الهشاشة إذا تم تلطيف الفولاذ عند درجة حرارة عالية ثم تبريده بسرعة ، وسيظهر الهشاشة مرة أخرى إذا تم تلطيف الفولاذ في نطاق درجة حرارة الهشاشة.

  سيؤدي هذا التقسية إلى كسر هش للصلب على طول حدود الحبيبات.

  النوع الثاني من هشاشة القمع وتدابير الوقاية هي كما يلي.

  في عملية صهر الفولاذ ، يمكن تقليل محتوى P و Sb و Sn و As والشوائب الضارة الأخرى في الفولاذ المصهور لمنع فصلها عند حدود الحبوب.

  إضافة 0.2٪ ~ 0.5٪ Mo أو 0.4٪ ~ 1.0٪ W إلى الفولاذ ، يستخدم الموليبدينوم لإبطاء فصل وانتشار عناصر الشوائب مثل P نحو حدود الحبوب ، أو اختيار الفولاذ المحتوي على الموليبدينوم أو التنجستن ، وكلاهما يقلل من إثراء عناصر الشوائب عند حدود الحبوب عن طريق منع انتشارها.

  درجة حرارة عالية بعد انتهاء التبريد السريع ، أو قدر الإمكان لتقصير الأجزاء في وقت بقاء درجة الحرارة الهشة والتبريد السريع بعد التقسية.

  عن طريق التبريد غير الكامل أو التبريد على مرحلتين ، يمكن الحصول على حبيبات دقيقة لتقليل هشاشة المزاج والقضاء عليها. من ناحية أخرى ، يمكن أن تتركز الشوائب في الفريت لتجنب الفصل نحو حدود الحبوب.

  تم تنقية حبوب الأوستينيت.

  يمكن القضاء على هشاشة الفولاذ عن طريق المعالجة الحرارية للتشوه بدرجة الحرارة العالية.

  عندما يتم نيترة الأجزاء لفترة طويلة ، يجب اختيار فولاذ الموليبدينوم مع حساسية منخفضة لتقسية الهشاشة. يتم تنفيذ نيتريد الغاز للأجزاء في نطاق 500 ~ 550 ، مع وقت طويل (40 ~ 70 ساعة) ونفاذ سميك طبقة ، عادة في حدود 0.3 ~ 0.6 مم. استخدام النيتروجين مع مقاومة جيدة للتآكل ، ومتطلب قوة إجهاد عالية لعملية المعالجة الحرارية للأجزاء الدقيقة ، ولكن من المهم ملاحظة أنه من أجل تقليل سطح الأجزاء الهشاشة ، بعد تلبية متطلبات طبقة التسلل ، يجب إعادة معالجة النيتروجين (540 ~ 560 × 2 ~ 3 ساعات ، معدل تحلل الأمونيا أعلى من 80 ٪) ، هذه العملية هي رابط مهم للغاية ، وإلا فإنها ستسبب فشلًا مبكرًا للأجزاء ، وتؤثر بشكل مباشر على الاستخدام العادي لقطع الغيار.

التحقيق الآن
خطأ:
انتقل إلى الأعلى

الحصول على اقتباس