Tretman kaljenjem: Metoda toplinske obrade kaljenja na visokim temperaturama nakon gašenja naziva se tretman kaljenjem. Visokotemperaturno kaljenje se odnosi na kaljenje između 500-650 stepeni. Kaljenje može prilagoditi performanse i materijal čelika u velikoj mjeri. Njegova čvrstoća, plastičnost i žilavost su dobre, te ima dobra sveobuhvatna mehanička svojstva.
Nakon tretmana kaljenjem dobija se kaljeni sorbit. Kaljeni sorbit nastaje od martenzita tokom kaljenja. Može se razlikovati samo povećanjem od 500~600 puta ili više pod optičkim metalografskim mikroskopom. To je kompozitna struktura sa karbidnim (uključujući cementit) kuglicama raspoređenim u feritnoj matrici. To je također kaljena struktura martenzita, koji je mješavina ferita i granuliranog karbida. U ovom trenutku, ferit u osnovi nema prezasićenost ugljikom, a karbid je također stabilan karbid. To je uravnotežena struktura na sobnoj temperaturi.
Postoje dvije glavne vrste kaljenog čelika: ugljični kaljeni čelik i legirani kaljeni čelik. Bilo da je u pitanju ugljični čelik ili legirani čelik, njegov sadržaj ugljika je strogo kontroliran. Ako je sadržaj ugljika previsok, čvrstoća radnog komada nakon kaljenja i temperiranja je visoka, ali žilavost nije dovoljna. Ako je sadržaj ugljika prenizak, žilavost se poboljšava, ali snaga je nedovoljna. Kako bi se postigle dobre sveobuhvatne performanse kaljenih i temperiranih dijelova, sadržaj ugljika se općenito kontrolira na 0,30~0,50%.
Prilikom kaljenja i kaljenja potrebno je kaljenje cijelog poprečnog presjeka obratka, tako da radni predmet dobije mikrostrukturu u kojoj dominira kaljeni martenzit u obliku fine igle{0}}. Visokotemperaturnim kaljenjem - dobija se mikrostruktura u kojoj dominira ujednačeno temperirani troostit. Nemoguće je da mala fabrika izvrši metalografsku analizu svake peći. Uglavnom se vrši samo ispitivanje tvrdoće. To jest, tvrdoća nakon kaljenja mora dostići tvrdoću materijala za kaljenje, a tvrdoća nakon kaljenja se provjerava prema zahtjevima crteža.
Kaljenje i kaljenje čelika 45
45 čelik je srednje-ugljični konstrukcijski čelik sa dobrim performansama hladne i vruće obrade, dobrim mehaničkim svojstvima, niskom cijenom i širokim izvorom, tako da se široko koristi. Njegova najveća slabost je niska kaljivost, i nije pogodan za radne komade sa velikim poprečnim-dimenzijama i relativno visokim zahtjevima.
Temperatura gašenja čelika 45 je A3+(30~50) stepeni. U stvarnom radu, obično se uzima gornja granica. Relativno visoka temperatura kaljenja može ubrzati brzinu zagrijavanja obratka, smanjiti površinsku oksidaciju i poboljšati radnu efikasnost. Da bi austenit radnog komada bio ujednačen, potrebno je dovoljno vremena za izolaciju. Ako je stvarno opterećenje peći veliko, vrijeme izolacije treba na odgovarajući način produžiti. U suprotnom, tvrdoća može biti nedovoljna zbog neravnomjernog zagrijavanja. Međutim, ako je vrijeme izolacije predugo, također će doći do krupnih zrna i ozbiljne oksidacije i dekarbonizacije, što će utjecati na kvalitetu gašenja. Smatramo da ako je opterećenje peći veće od odredbi procesnih dokumenata, vrijeme grijanja i izolacije treba produžiti za 1/5.
Budući da je kaljivost čelika 45 niska, treba koristiti 10% otopinu soli s velikom brzinom hlađenja. Nakon što radni predmet uđe u vodu, treba ga očvrsnuti, ali ne i ohladiti. Ako se radni komad ohladi u slanoj vodi, može doći do pucanja radnog predmeta. To je zato što kada se radni komad ohladi na oko 180 stepeni, austenit se brzo transformiše u martenzit, uzrokujući preveliki organizacioni stres. Stoga, kada se kaljeni radni komad brzo ohladi na ovaj temperaturni raspon, treba usvojiti metod sporog hlađenja. Pošto je temperaturu izlazne vode teško shvatiti, njome se mora upravljati na osnovu iskustva. Kada radni komad u vodi prestane da se trese, voda se može ispustiti radi hlađenja zrakom (bolje je hlađenje uljem). Osim toga, radni komad bi trebao biti u pokretu, a ne statičan pri ulasku u vodu, i trebao bi se kretati redovito u skladu s geometrijskim oblikom obratka. Statički rashladni medij plus statički radni predmet će dovesti do neujednačene tvrdoće i neujednačenog naprezanja, što će uzrokovati velike deformacije radnog predmeta, pa čak i pucanje. Tvrdoća 45 čeličnih kaljenih i kaljenih dijelova nakon gašenja trebala bi doseći HRC56~59. Mogućnost velikog poprečnog presjeka-je manja, ali ne može biti niža od HRC48. U suprotnom, to znači da radni komad nije u potpunosti kaljen, a u organizaciji se može pojaviti sorbit ili čak ferit. Ova organizacija se i dalje zadržava u matrici kaljenjem, a svrha gašenja i kaljenja se ne može postići.
Visokotemperaturno kaljenje čelika 45 nakon kaljenja je obično 560~600 stepeni, a zahtjev za tvrdoćom je HRC22~34. Budući da je svrha kaljenja i temperiranja postizanje sveobuhvatnih mehaničkih svojstava, raspon tvrdoće je relativno širok. Međutim, ako crteži imaju zahtjeve za tvrdoćom, temperatura kaljenja mora se podesiti prema zahtjevima crteža kako bi se osigurala tvrdoća. Na primjer, neki dijelovi osovine zahtijevaju visoku čvrstoću i visoke zahtjeve za tvrdoćom; dok neki zupčanici i dijelovi osovine sa klinovima zahtijevaju manju tvrdoću jer ih je potrebno glodati i umetati nakon kaljenja i temperiranja. Što se tiče vremena kaljenja i držanja, zavisi od zahtjeva za tvrdoćom i veličine radnog komada. Vjerujemo da tvrdoća nakon kaljenja ovisi o temperaturi kaljenja i da nema mnogo veze s vremenom kaljenja, ali se mora temeljno temperirati. Općenito, vrijeme kaljenja i držanja radnog komada je uvijek više od jednog sata.
