Οι αλλαγές στον όγκο και το σχήμα του τεμαχίου κατά τη θερμική επεξεργασία προκαλούνται από τη διαστολή όγκου που προκαλείται από τη συγκεκριμένη αλλαγή όγκου κατά τη δομική μετατροπή στο χάλυβα, καθώς και από την πλαστική παραμόρφωση που προκαλείται από την τάση θερμικής επεξεργασίας.Επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η τάση θερμικής επεξεργασίας και όσο πιο ανομοιόμορφος ο μετασχηματισμός φάσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η παραμόρφωση και αντίστροφα.Για τη μείωση της παραμόρφωσης, πρέπει να καταβληθούν προσπάθειες για τη μείωση της τάσης απόσβεσης και τη βελτίωση της αντοχής διαρροής του χάλυβα.

Η επίδραση της χημικής σύνθεσης στην παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας

Η χημική σύνθεση του χάλυβα επηρεάζει την παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας των τεμαχίων κατεργασίας επηρεάζοντας την αντοχή διαρροής, το σημείο Ms, τη σκληρυνσιμότητα, τον ειδικό όγκο μικροδομής και την υπολειμματική περιεκτικότητα του χάλυβα σε ωστενίτη.

Η περιεκτικότητα σε άνθρακα του χάλυβα επηρεάζει άμεσα τον ειδικό όγκο των διαφόρων μικροδομών που λαμβάνονται μετά τη θερμική επεξεργασία (η σχέση μεταξύ ειδικού όγκου διαφορετικών μικροδομών σε θερμοκρασία δωματίου και περιεκτικότητας σε άνθρακα - συντομογραφία, η σχέση μεταξύ της περιεκτικότητας σε άνθρακα του ανθρακούχου χάλυβα και του σημείου Ms και του υπολειπόμενου ωστενίτη - συντομογραφία).Καθώς η περιεκτικότητα του χάλυβα σε άνθρακα αυξάνεται, ο όγκος του μαρτενσίτη αυξάνεται και η αντοχή διαρροής αυξάνεται.Η αύξηση της σκληρυνσιμότητας και του ειδικού όγκου μαρτενσίτη αυξάνει την παραμόρφωση τάσης και θερμικής επεξεργασίας της σβησμένης μικροδομής.Η αύξηση της περιεκτικότητας σε υπολειπόμενο ωστενίτη και της αντοχής διαρροής μειώνει τη συγκεκριμένη αλλαγή όγκου, οδηγώντας σε μείωση της καταπόνησης των ιστών και μείωση της παραμόρφωσης της θερμικής επεξεργασίας.Η επίδραση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στην παραμόρφωση των τεμαχίων κατά τη θερμική επεξεργασία είναι το αποτέλεσμα της συνδυασμένης επίδρασης των προαναφερθέντων αντιφατικών παραγόντων.

Η επίδραση της περιεκτικότητας σε άνθρακα στην αλλαγή όγκου κατά τη διάρκεια της απόσβεσης(μέγεθος δείγματος: 25 * 100 £)

Η τάση παραμόρφωσης σβέσης του δείγματος χάλυβα 08 είναι να συντομεύσει το μήκος, να αυξήσει τη διάμετρο στο μέσο του δείγματος και να μειώσει τη διάμετρο στο τέλος, σχηματίζοντας ένα σχήμα τυμπάνου μέσης.Αυτό οφείλεται στο ότι παρόλο που το σημείο Ms του χάλυβα χαμηλού άνθρακα είναι υψηλό, όταν συμβαίνει μαρτενσιτικός μετασχηματισμός, η αντοχή διαρροής του χάλυβα είναι χαμηλή, η πλαστικότητα είναι καλή και παραμορφώνεται εύκολα.Ωστόσο, λόγω του μικρού όγκου μαρτενσίτη, η τάση των ιστών δεν είναι μεγάλη και δεν θα προκαλέσει μεγάλη πλαστική παραμόρφωση.Αντίθετα, η παραμόρφωση που προκαλείται από τη θερμική καταπόνηση είναι σχετικά μεγάλη και τελικά εκδηλώνεται ως παραμόρφωση θερμικής τάσης.

Η τάση μικροδομής έγινε ο κυρίαρχος παράγοντας που προκάλεσε παραμόρφωση στο δοκίμιο χάλυβα 55, με αποτέλεσμα τη μείωση της μεσαίας διαμέτρου, την αύξηση της τελικής διαμέτρου και την αύξηση του μήκους.

Όταν το κλάσμα μάζας του άνθρακα αυξάνεται περαιτέρω σε πάνω από 0,8%, λόγω της μείωσης του σημείου Ms και της αύξησης της περιεκτικότητας σε υπολειμματικό ωστενίτη, η παραμόρφωσή του μετατρέπεται σε παραμόρφωση τύπου θερμικής τάσης με μικρότερο μήκος και αυξημένη διάμετρο.Και λόγω της αύξησης της αντοχής διαρροής του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, η παραμόρφωσή του είναι μικρότερη από αυτή του χάλυβα μεσαίου άνθρακα.Για τον ανθρακούχο χάλυβα, στις περισσότερες περιπτώσεις, η παραμόρφωση του χάλυβα T7A είναι η μικρότερη.Όταν το κλάσμα μάζας του άνθρακα είναι μεγαλύτερο από 0,7%, τείνει να συρρικνωθεί.Αλλά όταν το κλάσμα μάζας του άνθρακα είναι μικρότερο από 0,7%, τόσο η εσωτερική όσο και η εξωτερική διάμετρος τείνουν να διαστέλλονται.

Σε γενικές γραμμές, στην περίπτωση πλήρους σβέσης, λόγω του υψηλότερου σημείου Ms του ανθρακούχου χάλυβα σε σύγκριση με το κράμα χάλυβα, ο μαρτενσιτικός μετασχηματισμός του ξεκινά σε υψηλότερες θερμοκρασίες.Λόγω της καλής πλαστικότητας του χάλυβα σε υψηλότερες θερμοκρασίες και της σχετικά χαμηλής αντοχής διαρροής του ίδιου του ανθρακούχου χάλυβα, τα μέρη από ανθρακούχο χάλυβα με εσωτερικές οπές (ή κοιλότητες) τείνουν να παραμορφώνονται περισσότερο και οι εσωτερικές οπές (ή κοιλότητες) τείνουν να διογκώνονται.Λόγω της υψηλής αντοχής, του χαμηλού σημείου Ms και της υψηλής περιεκτικότητας σε υπολειμματικό ωστενίτη, ο κράμα χάλυβας έχει σχετικά μικρή παραμόρφωση σβέσης, που εκδηλώνεται κυρίως ως παραμόρφωση θερμικής τάσης και οι εσωτερικές του οπές (ή κοιλότητες) τείνουν να συρρικνώνονται.Επομένως, όταν σβήνονται κάτω από τις ίδιες συνθήκες με τον χάλυβα μεσαίου άνθρακα, τα τεμάχια κατεργασίας χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και χάλυβα υψηλής κραματοποίησης παρουσιάζουν συχνά συρρίκνωση κυρίως εσωτερικής οπής.

Η επίδραση των στοιχείων κράματος στην παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας των τεμαχίων κατεργασίας αντανακλάται κυρίως στην επιρροή τους στο σημείο Ms και στη σκληρυνσιμότητα του χάλυβα.Τα περισσότερα κραματικά στοιχεία, όπως μαγγάνιο, χρώμιο, πυρίτιο, νικέλιο, μολυβδαίνιο, βόριο, κ.λπ., μειώνουν το σημείο Ms του χάλυβα, αυξάνουν την ποσότητα του υπολειπόμενου ωστενίτη, μειώνουν τη συγκεκριμένη αλλαγή όγκου και την καταπόνηση της μικροδομής κατά την απόσβεση και έτσι μειώνουν η παραμόρφωση σβέσης του τεμαχίου εργασίας.Τα στοιχεία κράματος βελτιώνουν σημαντικά τη σκληρυνσιμότητα του χάλυβα, αυξάνοντας έτσι την παραμόρφωση όγκου και τη δομική τάση του χάλυβα, οδηγώντας σε αύξηση της τάσης παραμόρφωσης θερμικής επεξεργασίας του τεμαχίου προς κατεργασία.Επιπλέον, λόγω της βελτιωμένης σκληρυνσιμότητας του χάλυβα από στοιχεία κράματος, μειώνεται ο κρίσιμος ρυθμός ψύξης απόσβεσης.Στην πραγματική παραγωγή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ήπιο μέσο σβέσης για σβέση, μειώνοντας έτσι τη θερμική καταπόνηση και μειώνοντας την παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας.Το πυρίτιο έχει μικρή επίδραση στο σημείο Ms και έχει μόνο μειωτική επίδραση στην παραμόρφωση του δείγματος.Το βολφράμιο και το βανάδιο έχουν μικρή επίδραση στη σκληρυνσιμότητα και στο σημείο Ms και έχουν μικρή επίδραση στην παραμόρφωση του τεμαχίου κατά τη θερμική επεξεργασία.Επομένως, ο αποκαλούμενος μικροπαραμορφωμένος χάλυβας στη βιομηχανία περιέχει μεγάλη ποσότητα στοιχείων κράματος όπως πυρίτιο, βολφράμιο και βανάδιο.

Η επίδραση της αρχικής οργάνωσης και της κατάστασης καταπόνησης στην παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας

Η αρχική δομή του τεμαχίου εργασίας πριν από το σβήσιμο, όπως η μορφολογία, το μέγεθος, η ποσότητα και η κατανομή των καρβιδίων, ο διαχωρισμός των στοιχείων του κράματος και η κατεύθυνση των ινών που σχηματίζεται από σφυρηλάτηση και έλαση, όλα έχουν κάποια επίδραση στην παραμόρφωση θερμικής επεξεργασίας του τεμαχίου εργασίας .Ο σφαιρικός περλίτης έχει μεγαλύτερο όγκο και μεγαλύτερη αντοχή από τον νιφάδα περλίτη, επομένως η παραμόρφωση σβέσης του τεμαχίου εργασίας μετά την επεξεργασία πριν από τη σφαιροποίηση είναι σχετικά μικρή.Για ορισμένους χάλυβες εργαλείων υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα, όπως ο χάλυβας 9Mn2V, CrWMn και GCr15, το επίπεδο σφαιροποίησης έχει σημαντικό αντίκτυπο στη διόρθωση της παραμόρφωσης ρωγμής και της παραμόρφωσης απόσβεσης της θερμικής επεξεργασίας και συνήθως συνιστάται η χρήση σφαιροειδούς επιπέδου 2,5-5 δομή.Η απόσβεση και η σκλήρυνση όχι μόνο μειώνει την απόλυτη τιμή της παραμόρφωσης του τεμαχίου προς κατεργασία, αλλά επίσης κάνει την παραμόρφωση σβέσης του τεμαχίου κατεργασίας πιο τακτική, η οποία είναι ευεργετική για τον έλεγχο της παραμόρφωσης.

Η κατανομή των καρβιδίων ταινιών έχει σημαντικό αντίκτυπο στην παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας των τεμαχίων εργασίας.Μετά το σβήσιμο, το τεμάχιο εργασίας διαστέλλεται παράλληλα με την κατεύθυνση της λωρίδας καρβιδίου και συρρικνώνεται στην κατεύθυνση κάθετη προς τη λωρίδα καρβιδίου.Όσο πιο χονδροειδή είναι τα σωματίδια καρβιδίου, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαστολή προς την κατεύθυνση της λωρίδας.Για μαρτενσιτικούς χάλυβες όπως ο χάλυβας τύπου Cr12 και ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας, η μορφολογία και η κατανομή των καρβιδίων έχουν ιδιαίτερα σημαντικό αντίκτυπο στην παραμόρφωση απόσβεσης.Λόγω του μικρού συντελεστή θερμικής διαστολής των καρβιδίων, που είναι περίπου το 70% της μήτρας, κατά τη θέρμανση, τα καρβίδια με μικρότερη διαστολή κατά την κατεύθυνση της λωρίδας αναστέλλουν την επιμήκυνση της μήτρας, ενώ κατά την ψύξη, τα καρβίδια με μικρότερη συρρίκνωση εμποδίζουν την συρρίκνωση της μήτρας.Λόγω της αργής θερμοκρασίας θέρμανσης του ωστενιτισμού, η ανασταλτική επίδραση των καρβιδίων στη βασική διαστολή είναι ασθενής.Επομένως, η κατευθυντική επίδραση των καρβιδίων που κατανέμονται σε λωρίδες στην παραμόρφωση σβέσης και θέρμανσης των τεμαχίων είναι σχετικά μικρή.Ωστόσο, κατά τη διάρκεια της απόσβεσης και της ψύξης, λόγω του γρήγορου ρυθμού ψύξης, η ανασταλτική επίδραση των καρβιδίων στη συρρίκνωση της μήτρας αυξάνεται, με αποτέλεσμα σημαντική επιμήκυνση κατά μήκος της κατεύθυνσης των λωρίδων καρβιδίου μετά την απόσβεση.

Τα υλικά που έχουν τυλιχθεί και σφυρηλατηθεί παρουσιάζουν διαφορετικές συμπεριφορές παραμόρφωσης θερμικής επεξεργασίας κατά μήκος διαφορετικών κατευθύνσεων ινών.Η διαφορά στη διακύμανση μεγέθους κατά μήκος της διαμήκους και εγκάρσιας κατεύθυνσης είναι σχετικά μικρή για κανονικοποιημένα δείγματα με ασαφή προσανατολισμό ινών.Όταν υπάρχει μια καθαρή δομή με λωρίδες στο ανόπτηση δείγματος, οι αλλαγές μεγέθους κατά μήκος της κατεύθυνσης της ίνας και κάθετες προς την κατεύθυνση της ίνας είναι σημαντικά διαφορετικές.Όταν η αναλογία σφυρηλάτησης είναι μεγάλη και η κατεύθυνση της ίνας είναι εμφανής, ο ρυθμός αλλαγής μεγέθους του διαμήκους δείγματος κατά μήκος της κατεύθυνσης της ίνας είναι μεγαλύτερος από εκείνον του εγκάρσιου δείγματος κάθετα προς την κατεύθυνση της ίνας.

Όταν υπάρχουν καρβίδια δικτύου στον υπερευτεκτοειδές χάλυβα, μια μεγάλη ποσότητα στοιχείων άνθρακα και κράματος εμπλουτίζεται κοντά στα καρβίδια του δικτύου.Σε περιοχές μακριά από τα καρβίδια του δικτύου, τα στοιχεία άνθρακα και κράματος είναι χαμηλότερα, με αποτέλεσμα αυξημένη τάση της μικροδομής σβέσης, αυξημένη παραμόρφωση απόσβεσης και ακόμη και ρωγμές.Ως εκ τούτου, τα καρβίδια του δικτύου στον υπερευτεκτοειδές χάλυβα πρέπει να εξαλειφθούν μέσω κατάλληλης προ-θερμικής επεξεργασίας.

Επιπλέον, ο μακροσκοπικός διαχωρισμός των πλινθωμάτων χάλυβα οδηγεί συχνά σε τετράγωνο διαχωρισμό στη διατομή του χαλύβδινου υλικού, ο οποίος συχνά οδηγεί σε ανομοιόμορφη παραμόρφωση απόσβεσης τμημάτων σε σχήμα δίσκου.Εν ολίγοις, όσο πιο ομοιόμορφη είναι η αρχική δομή του τεμαχίου εργασίας, τόσο μικρότερη είναι η παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας, τόσο πιο κανονική είναι η παραμόρφωση και τόσο πιο εύκολος είναι ο έλεγχος.

Η κατάσταση τάσης του ίδιου του τεμαχίου εργασίας πριν από την απόσβεση έχει σημαντικό αντίκτυπο στην παραμόρφωση.Ειδικά για τεμάχια με πολύπλοκα σχήματα που έχουν υποστεί κοπή υψηλής ταχύτητας τροφοδοσίας, εάν δεν εξαλειφθεί η υπολειπόμενη τάση, έχει σημαντικό αντίκτυπο στην παραμόρφωση απόσβεσης.

Η επίδραση της γεωμετρίας του τεμαχίου στην παραμόρφωση θερμικής επεξεργασίας

Τα τεμάχια εργασίας με πολύπλοκα γεωμετρικά σχήματα και ασύμμετρα σχήματα διατομής, όπως άξονες με κλειδαριές, κοπτήρες κλειδιών, τεμάχια σε σχήμα πύργου κ.λπ., αντιμετωπίζουν ανομοιόμορφη ψύξη όταν σβήνουν και ψύχονται, με τη μία πλευρά να διαχέει τη θερμότητα γρήγορα και την άλλη πλευρά να διαχέει τη θερμότητα αργά.Εάν η παραμόρφωση που προκαλείται από την ανομοιόμορφη ψύξη πάνω από το Ms είναι κυρίαρχη, η πλευρά με ταχύτερη ψύξη είναι κοίλη.Εάν η παραμόρφωση που προκαλείται από ανομοιόμορφη ψύξη κάτω από το Ms είναι κυρίαρχη, η πλευρά με ταχύτερη ψύξη είναι κυρτή.Αυξάνοντας τον ισοθερμικό χρόνο, αυξάνοντας τη μεταβλητή μετασχηματισμού μπαινίτη, καθιστώντας τον υπολειμματικό ωστενίτη πιο σταθερό, μειώνοντας την ποσότητα μετασχηματισμού μαρτενσίτη στην ψύξη αέρα, μπορεί να μειώσει σημαντικά την παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας.

Η επίδραση των παραμέτρων διεργασίας στην παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας

Είτε πρόκειται για συμβατική θερμική επεξεργασία είτε για ειδική θερμική επεξεργασία, μπορεί να παρουσιαστεί παραμόρφωση θερμικής επεξεργασίας.Κατά την ανάλυση της επίδρασης των παραμέτρων της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας στην παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας, το πιο σημαντικό πράγμα είναι να αναλυθούν οι επιπτώσεις των διαδικασιών θέρμανσης και ψύξης.Οι κύριες παράμετροι της διαδικασίας θέρμανσης είναι η ομοιομορφία της θέρμανσης, η θερμοκρασία θέρμανσης και η ταχύτητα θέρμανσης.Οι κύριες παράμετροι της διαδικασίας ψύξης είναι η ομοιομορφία της ψύξης και η ταχύτητα ψύξης.Η επίδραση της ανομοιόμορφης ψύξης στην παραμόρφωση απόσβεσης είναι η ίδια με αυτή που προκαλείται από το ασύμμετρο σχήμα διατομής του τεμαχίου εργασίας.Αυτή η ενότητα εξετάζει κυρίως την επίδραση άλλων παραμέτρων της διαδικασίας.

Η παραμόρφωση που προκαλείται από ανομοιόμορφη θέρμανση - η υπερβολική ταχύτητα θέρμανσης, η ανομοιόμορφη θερμοκρασία στο περιβάλλον θέρμανσης και η ακατάλληλη λειτουργία θέρμανσης μπορούν όλα να προκαλέσουν ανομοιόμορφη θέρμανση του τεμαχίου εργασίας.Η ανομοιόμορφη θέρμανση έχει σημαντικό αντίκτυπο στην παραμόρφωση των λεπτών ή λεπτών τεμαχίων εργασίας.Ο όρος ανομοιόμορφη θέρμανση εδώ δεν αναφέρεται στην αναπόφευκτη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της επιφάνειας και του κέντρου του τεμαχίου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης, αλλά αναφέρεται συγκεκριμένα στη διαβάθμιση θερμοκρασίας σε διάφορα μέρη του τεμαχίου εργασίας για διάφορους λόγους.Προκειμένου να μειωθεί η παραμόρφωση που προκαλείται από ανομοιόμορφη θέρμανση, για τεμάχια κατεργασίας από χάλυβα υψηλής κραματοποίησης με πολύπλοκα σχήματα ή κακή θερμική αγωγιμότητα, θα πρέπει να χρησιμοποιείται αργή θέρμανση ή προθέρμανση.Ωστόσο, θα πρέπει να επισημανθεί ότι, αν και η ταχεία θέρμανση μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση της παραμόρφωσης των τεμαχίων κατεργασίας μεγάλου άξονα και των τμημάτων σε σχήμα λεπτής πλάκας.Ωστόσο, για τεμάχια με κυρίως ογκομετρική παραμόρφωση, η ταχεία θέρμανση παίζει συχνά ρόλο στη μείωση της παραμόρφωσης.Αυτό συμβαίνει επειδή όταν μόνο το τμήμα εργασίας του τεμαχίου εργασίας απαιτεί σβέση και ενίσχυση, η ταχεία θέρμανση μπορεί να διατηρήσει το κέντρο του τεμαχίου σε χαμηλή θερμοκρασία και κατάσταση υψηλής αντοχής και το τμήμα εργασίας μπορεί να φτάσει στη θερμοκρασία σβέσης.Αυτός ο πυρήνας υψηλής αντοχής μπορεί να αποτρέψει σημαντική παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας μετά το σβήσιμο και την ψύξη.Επιπλέον, η γρήγορη θέρμανση μπορεί να χρησιμοποιήσει υψηλότερες θερμοκρασίες θέρμανσης και ο μικρότερος χρόνος θέρμανσης και μόνωσης μπορεί να μειώσει την παραμόρφωση που προκαλείται από το βάρος του τεμαχίου κατά τη διάρκεια παρατεταμένης παραμονής σε υψηλές θερμοκρασίες.Η ταχεία θέρμανση φτάνει μόνο τη θερμοκρασία μετάβασης φάσης στην επιφάνεια και τις τοπικές περιοχές του τεμαχίου εργασίας, γεγονός που μειώνει αντίστοιχα το φαινόμενο αλλαγής όγκου μετά το σβήσιμο, το οποίο είναι επίσης ευεργετικό για τη μείωση της παραμόρφωσης απόσβεσης.

Η επίδραση της θερμοκρασίας θέρμανσης στην παραμόρφωση - Η θερμοκρασία θέρμανσης απόσβεσης επηρεάζει την παραμόρφωση απόσβεσης αλλάζοντας τη διαφορά θερμοκρασίας κατά την ψύξη απόσβεσης, αλλάζοντας τη σκληρυνσιμότητα, το σημείο Ms και την ποσότητα του υπολειπόμενου ωστενίτη.Η αύξηση της θερμοκρασίας θέρμανσης απόσβεσης αυξάνει την υπολειμματική περιεκτικότητα σε ωστενίτη, μειώνει το σημείο Ms, μειώνει την παραμόρφωση που προκαλείται από τη δομική καταπόνηση και τείνει να συρρικνώνει την κοιλότητα της οπής των τεμαχίων εργασίας τύπου χιτωνίου.Ωστόσο, από την άλλη πλευρά, η αύξηση της θερμοκρασίας θέρμανσης απόσβεσης ενισχύει τη σκληρυνσιμότητα, αυξάνει τη διαφορά θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια της ψύξης απόσβεσης, αυξάνει τη θερμική καταπόνηση και έχει την τάση να προκαλεί εσωτερική διαστολή οπών.Η πρακτική έχει δείξει ότι για τεμάχια κατεργασίας από χάλυβα χαμηλού άνθρακα, εάν η εσωτερική οπή συρρικνωθεί μετά το σβήσιμο σε κανονική θερμοκρασία θέρμανσης, η αύξηση της θερμοκρασίας θέρμανσης σβέσης θα έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη συρρίκνωση.Προκειμένου να μειωθεί η συρρίκνωση, η θερμοκρασία θέρμανσης σβέσης πρέπει να μειωθεί.Για τεμάχια κατεργασίας από χάλυβα μεσαίου κράματος άνθρακα, εάν η εσωτερική οπή διαστέλλεται μετά το σβήσιμο σε κανονική θερμοκρασία θέρμανσης, η αύξηση της θερμοκρασίας θέρμανσης σβέσης θα προκαλέσει μεγαλύτερη διαστολή.Προκειμένου να μειωθεί η διαστολή της κοιλότητας της οπής, είναι επίσης απαραίτητο να μειωθεί η θερμοκρασία θέρμανσης σβέσης.Για χάλυβα καλουπιού υψηλής κραματοποίησης τύπου Cr12, η ​​αύξηση της θερμοκρασίας θέρμανσης σβέσης οδηγεί σε αύξηση της περιεκτικότητας σε υπολειμματικό ωστενίτη και σε τάση μείωσης του μεγέθους των πόρων.

Η επίδραση της ταχύτητας ψύξης απόσβεσης στην παραμόρφωση - Γενικά, όσο πιο έντονη είναι η ψύξη απόσβεσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού του τεμαχίου εργασίας και των διαφορετικών μερών (εξαρτήματα με διαφορετικά μεγέθη διατομής), τόσο μεγαλύτερη είναι η εσωτερική τάση που δημιουργείται , που οδηγεί σε αύξηση της παραμόρφωσης της θερμικής επεξεργασίας.Η παραμόρφωση δειγμάτων χάλυβα θερμής μήτρας (150 μήκος * 100 πλάτος * 50 ύψος) μετά από σβήσιμο και σκλήρυνση σε διαφορετικούς ρυθμούς ψύξης.Η ταχύτητα ψύξης των τριών μέσων είναι η ταχύτερη με ψύξη λαδιού, ακολουθούμενη από ψύξη με ζεστό μπάνιο και η πιο αργή με ψύξη αέρα.Αφού σβήσει σε τρεις διαφορετικούς ρυθμούς ψύξης, το μήκος και το πλάτος του τεμαχίου εργασίας τείνουν να συρρικνώνονται, με μικρή διαφορά στην ποσότητα παραμόρφωσης.Ωστόσο, η παραμόρφωση που προκαλείται από την ψύξη με αέρα και την απόσβεση με ζεστό λουτρό με αργή ταχύτητα ψύξης στην κατεύθυνση του πάχους είναι πολύ μικρότερη, με διαστολή παραμόρφωσης 0,05%, ενώ η απόσβεση λαδιού υφίσταται παραμόρφωση συρρίκνωσης, με μέγιστη παραμόρφωση περίπου 0,28%.Ωστόσο, όταν η αλλαγή του ρυθμού ψύξης προκαλεί αλλαγή στον μετασχηματισμό φάσης του τεμαχίου εργασίας, η αύξηση του ρυθμού ψύξης δεν οδηγεί απαραίτητα σε αύξηση της παραμόρφωσης, μερικές φορές μπορεί στην πραγματικότητα να μειώσει την παραμόρφωση.Για παράδειγμα, όταν ο χάλυβας χαμηλών εκπομπών σε κράμα άνθρακα υφίσταται συρρίκνωση λόγω της παρουσίας μεγάλης ποσότητας φερρίτη στο κέντρο μετά την απόσβεση, η αύξηση του ρυθμού ψύξης σβέσης για να ληφθεί περισσότερος μπαινίτης στο κέντρο μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την παραμόρφωση συρρίκνωσης.Αντίθετα, εάν το τεμάχιο εργασίας διογκωθεί λόγω του μαρτενσίτη που λαμβάνεται στο κέντρο μετά το σβήσιμο, η μείωση του ρυθμού ψύξης για τη μείωση της σχετικής ποσότητας μαρτενσίτη στο κέντρο μπορεί επίσης να μειώσει τη διόγκωση.Η επίδραση του ρυθμού ψύξης απόσβεσης στην παραμόρφωση απόσβεσης είναι ένα σύνθετο πρόβλημα, αλλά η αρχή είναι να ελαχιστοποιηθεί ο ρυθμός ψύξης απόσβεσης διασφαλίζοντας παράλληλα την απαιτούμενη μικροδομή και ιδιότητες.

Η επίδραση της γήρανσης και της ψυχρής επεξεργασίας στην παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας - Για εξαρτήματα ακριβείας και εργαλεία μέτρησης, προκειμένου να διατηρηθεί η ακρίβεια και η σταθερότητα των διαστάσεων κατά τη μακροχρόνια χρήση, είναι συχνά απαραίτητο να υποβληθούν σε ψυχρή επεξεργασία και σκλήρυνση για να γίνει πιο σταθερή η δομή τους.Επομένως, η κατανόηση των νόμων παραμόρφωσης της διαδικασίας σκλήρυνσης και της ψυχρής επεξεργασίας των τεμαχίων κατά τη διάρκεια της γήρανσης είναι μεγάλης σημασίας για τη βελτίωση της ποιότητας θερμικής επεξεργασίας τέτοιων τεμαχίων κατεργασίας.Η ψυχρή επεξεργασία μετατρέπει τον υπολειμματικό ωστενίτη σε μαρτενσίτη, οδηγώντας σε διόγκωση όγκου.Η σκλήρυνση και η γήρανση σε χαμηλές θερμοκρασίες, αφενός, προάγουν την καθίζηση των καρβιδίων ∈ και την αποσύνθεση του μαρτενσίτη, προκαλώντας συρρίκνωση του όγκου, και αφετέρου, προκαλούν έναν ορισμένο βαθμό χαλάρωσης της πίεσης, με αποτέλεσμα την παραμόρφωση του σχήματος του τεμαχίου εργασίας.Η χημική σύνθεση του χάλυβα, η θερμοκρασία σκλήρυνσης και η θερμοκρασία γήρανσης είναι οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την παραμόρφωση εργασίας κατά τη διαδικασία γήρανσης.

Παραμόρφωση ανθρακοποιημένων τεμαχίων κατεργασίας - Τα ανθρακοποιημένα τεμάχια είναι συνήθως κατασκευασμένα από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και κράμα χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, με αρχική δομή φερρίτη και μικρή ποσότητα περλίτη.Σύμφωνα με τις απαιτήσεις σέρβις του τεμαχίου εργασίας, μετά την ενανθράκωση, το τεμάχιο εργασίας πρέπει να σβήσει απευθείας, να κρυώσει αργά, να ξαναθερμανθεί, να σβήσει ή να σβήσει ξανά.Το ανθρακωμένο τεμάχιο εργασίας υφίσταται παραμόρφωση κατά τις διαδικασίες αργής ψύξης και σβέσης ενανθράκωσης μετά την ενανθράκωση λόγω των επιπτώσεων των δομικών και θερμικών τάσεων.Το μέγεθος και το σχέδιο παραμόρφωσης της παραμόρφωσης εξαρτώνται από παράγοντες όπως η χημική σύνθεση του ενανθρακωμένου χάλυβα, το βάθος του ενανθρακωμένου στρώματος, το γεωμετρικό σχήμα και το μέγεθος του τεμαχίου εργασίας και οι παράμετροι της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας μετά την ενανθράκωση και την ενανθράκωση.

Τα τεμάχια εργασίας μπορούν να χωριστούν σε λεπτά μέρη, επίπεδα μέρη και κυβικά μέρη με βάση τις σχετικές τους διαστάσεις μήκους, πλάτους, ύψους (πάχος).Το μήκος ενός λεπτού κομματιού είναι πολύ μεγαλύτερο από το μέγεθος της διατομής του, το μήκος και το πλάτος ενός επίπεδου τεμαχίου είναι πολύ μεγαλύτερο από το ύψος του (πάχος) και οι διαστάσεις στις τρεις κατευθύνσεις ενός κύβου δεν διαφέρουν σημαντικά.Η μέγιστη εσωτερική τάση κατά τη θερμική επεξεργασία παράγεται γενικά προς την κατεύθυνση του μέγιστου μεγέθους.Εάν αυτή η κατεύθυνση αναφέρεται ως η κυρίαρχη κατεύθυνση τάσης, τα τεμάχια κατεργασίας από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και κραματοποιημένο χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα γενικά παρουσιάζουν παραμόρφωση συρρίκνωσης κατά μήκος της κυρίαρχης κατεύθυνσης τάσης όταν σχηματίζονται φερρίτης και περλίτης στον πυρήνα μετά από ενανθράκωση και αργή ψύξη ή αέρα ψύξη, με ρυθμό παραμόρφωσης συρρίκνωσης περίπου 0,08-0,14%.Καθώς η περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος στον χάλυβα αυξάνεται και το μέγεθος της διατομής του τεμαχίου προς κατεργασία μειώνεται, ο ρυθμός παραμόρφωσης μειώνεται επίσης και εμφανίζεται ακόμη και παραμόρφωση διόγκωσης.

Οι λεπτές ράβδοι με σημαντικές διαφορές στο πάχος της διατομής και τα ασύμμετρα σχήματα είναι επιρρεπείς σε παραμόρφωση κάμψης μετά την ενανθράκωση και την ψύξη με αέρα.Η κατεύθυνση της παραμόρφωσης κάμψης εξαρτάται από το υλικό.Το λεπτό τμήμα των τεμαχίων κατεργασίας με ανθρακικό χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με γρήγορη ψύξη είναι συχνά κοίλο στη μία πλευρά.Ωστόσο, για τεμάχια κατεργασίας με ανθρακικό χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα με στοιχεία υψηλότερου κράματος όπως 12CrN3A και 18CrMnTi, η πλευρά λεπτής διατομής με γρήγορη ψύξη είναι συχνά κυρτή.

Μετά την ενανθράκωση σε θερμοκρασίες 920-940 C, το κλάσμα μάζας άνθρακα στο ενανθρακωμένο στρώμα των τεμαχίων εργασίας από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και κραματοποιημένο χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα αυξάνεται σε 0,6-1,0%.Ο ωστενίτης υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα στο ενανθρακωμένο στρώμα πρέπει να υποψυχθεί κάτω από το Ar1 (περίπου 600 C) κατά την ψύξη με αέρα ή την αργή ψύξη πριν αρχίσει να μετατρέπεται σε περλίτη.Ο ωστενίτης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα στο κέντρο αρχίζει να κατακρημνίζει τον φερρίτη στους 900 C περίπου και ο υπόλοιπος ωστενίτης υφίσταται ευτηκτοειδή αποσύνθεση και μετατροπή σε περλίτη κάτω από τη θερμοκρασία Ar1.Από την υποψύξη της θερμοκρασίας ενανθράκωσης έως τη θερμοκρασία Ar1, το ενανθρακωμένο στρώμα του ευτηκτοειδούς συστατικού δεν υπέστη μετασχηματισμό φάσης, ενώ ο ωστενίτης υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα παρουσίασε μόνο θερμική συρρίκνωση με τη μείωση της θερμοκρασίας.Ταυτόχρονα, ο ωστενίτης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα στο κέντρο επεκτάθηκε λόγω της αύξησης της αναλογίας όγκου της κατακρήμνισης φερρίτη, με αποτέλεσμα τη συμπιεστική τάση στο κέντρο και την εφελκυστική τάση στο ενανθρακωμένο στρώμα.Λόγω καρδιακών συμβάντων γ->α Κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, η επίδραση της τάσης αλλαγής φάσης μειώνει την αντοχή διαρροής του, οδηγώντας σε συμπιεστική παραμόρφωση στο κέντρο.Ο χάλυβας σε κράμα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα έχει υψηλότερη αντοχή και μικρότερη θλιπτική πλαστική παραμόρφωση στο κέντρο υπό τις ίδιες συνθήκες.

Όταν τα κατεργαζόμενα τεμάχια με ασύμμετρο σχήμα ψύχονται με αέρα, η συρρίκνωση του μήκους της γραμμής ωστενίτη στην πλευρά με γρήγορη ψύξη είναι μεγαλύτερη από εκείνη στην πλευρά με αργή ψύξη, με αποτέλεσμα την τάση κάμψης.Όταν η τάση κάμψης είναι μεγαλύτερη από την αντοχή διαρροής στην πλευρά με αργή ψύξη, το τεμάχιο εργασίας κάμπτεται προς την πλευρά με γρήγορη ψύξη.Για χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα με υψηλή περιεκτικότητα σε στοιχεία κράματος, το επιφανειακό στρώμα μετά την ενανθράκωση έχει τη σύνθεση του χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε κράμα άνθρακα.Κατά την ψύξη του αέρα, η πλευρά με γρήγορη ψύξη υφίσταται μετασχηματισμό φάσης, σχηματίζοντας μια νέα φάση με υψηλότερη σκληρότητα και μεγαλύτερο ειδικό όγκο δομής.Από την άλλη πλευρά, η νέα φάση που σχηματίζεται αργά λόγω ψύξης έχει χαμηλότερη σκληρότητα, με αποτέλεσμα την αντίθετη παραμόρφωση κάμψης.

Ο νόμος της παραμόρφωσης σβέσης των ανθρακοποιημένων τεμαχίων μπορεί να αναλυθεί χρησιμοποιώντας την ίδια μέθοδο.Η θερμοκρασία σβέσης των ανθρακούχων εξαρτημάτων είναι συνήθως 800-820C.Κατά τη διάρκεια της απόσβεσης, ο ωστενίτης υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα στο ενανθρακωμένο στρώμα θα υποστεί σημαντική θερμική συρρίκνωση όταν ψύχεται από τη θερμοκρασία ενανθράκωσης στο εύρος θερμοκρασίας του σημείου Ms.Ταυτόχρονα, ο ωστενίτης χαμηλών εκπομπών άνθρακα στο κέντρο θα μετατραπεί σε φερρίτη και περλίτη, μπαινίτη χαμηλών εκπομπών άνθρακα ή μαρτενσίτη χαμηλών εκπομπών άνθρακα.Ανεξάρτητα από τον τύπο ιστού στον οποίο μεταμορφώνεται, η καρδιά υφίσταται διόγκωση όγκου λόγω αύξησης του ειδικού όγκου του ιστού, με αποτέλεσμα σημαντική εσωτερική καταπόνηση στο ανθρακωμένο στρώμα και στην καρδιά.Σε γενικές γραμμές, απουσία σβέσης, λόγω της χαμηλής αντοχής διαρροής των προϊόντων μετάπτωσης φάσης φερρίτη και περλίτη στον πυρήνα, η παραμόρφωση συρρίκνωσης συμβαίνει προς την κατεύθυνση της κυρίαρχης τάσης κάτω από τη θλιπτική τάση θερμικής συρρίκνωσης του ενανθρακωμένου στρώματος.Όταν τα προϊόντα μετασχηματισμού φάσης στον πυρήνα είναι ένας συνδυασμός μπαινίτη χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα υψηλής αντοχής και μαρτενσίτου χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, ο επιφανειακός ωστενίτης υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα υφίσταται πλαστική παραμόρφωση υπό τη δράση της τάσης διαστολής του πυρήνα, με αποτέλεσμα κυρίαρχη κατεύθυνση και διαστολή τάσης.

Με την αύξηση της περιεκτικότητας σε άνθρακα και της περιεκτικότητας σε στοιχεία κράματος στον ανθρακούχο χάλυβα, η σκληρότητα του πυρήνα των ενανθρακωμένων εξαρτημάτων αυξάνεται μετά το σβήσιμο και η τάση διαστολής της κυρίαρχης κατεύθυνσης τάσης αυξάνεται.Όταν η σκληρότητα του πυρήνα είναι 28-32HRC, η παραμόρφωση απόσβεσης του ανθρακικού τεμαχίου εργασίας είναι πολύ μικρή.Καθώς αυξάνεται η σκληρότητα της καρδιάς, αυξάνεται η τάση για πρήξιμο και παραμόρφωση.Είναι προφανές ότι παράγοντες όπως η βελτίωση της σκληρυνσιμότητας των ενανθρακωμένων εξαρτημάτων, που οδηγούν σε αύξηση της σκληρότητας του κέντρου των ενανθρακωμένων εξαρτημάτων, θα αυξήσουν την τάση των ενανθρακωμένων μερών να διογκώνονται κατά την κατεύθυνση της κυρίαρχης τάσης.

Η παραμόρφωση των νιτρωδών τεμαχίων εργασίας - η νιτρίωση μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά την επιφανειακή σκληρότητα και την αντοχή στην κόπωση των τεμαχίων εργασίας και σε κάποιο βαθμό να βελτιώσει την αντοχή τους στη διάβρωση.Η θερμοκρασία εναζώτου είναι σχετικά χαμηλή, περίπου 510-560C.Κατά τη διαδικασία εναζώτωσης των υλικών χάλυβα, το βασικό μέταλλο δεν υφίσταται μετασχηματισμό φάσης, επομένως η παραμόρφωση του νιτρωμένου τεμαχίου εργασίας είναι σχετικά μικρή.Η νιτρίωση είναι γενικά η τελική διαδικασία της θερμικής επεξεργασίας.Μετά τη νιτρίωση, εκτός από τα τεμάχια υψηλής ακρίβειας, γενικά δεν πραγματοποιείται άλλη μηχανική επεξεργασία.Ως εκ τούτου, η νιτροποίηση χρησιμοποιείται ευρέως για την επεξεργασία εξαρτημάτων ακριβείας που απαιτούν υψηλή σκληρότητα και μικρή παραμόρφωση.Ωστόσο, το νιτρωμένο τεμάχιο εργασίας εξακολουθεί να υφίσταται παραμόρφωση.Λόγω της διείσδυσης ατόμων αζώτου, ο ειδικός όγκος της νιτρωμένης στιβάδας αυξάνεται.Επομένως, η πιο κοινή παραμόρφωση του νιτρωμένου τεμαχίου εργασίας είναι η διαστολή της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας.Η διαστολή της επιφανειακής νιτρωμένης στρώσης εμποδίζεται από το κέντρο και η επιφάνεια υπόκειται σε θλιπτική τάση, ενώ το κέντρο υπόκειται σε εφελκυστική τάση.Το μέγεθος της εσωτερικής τάσης επηρεάζεται από παράγοντες όπως το μέγεθος της διατομής του εξαρτήματος, η αντοχή διαρροής του νιτρωμένου χάλυβα, η συγκέντρωση αζώτου και το βάθος του νιτρωμένου στρώματος.Όταν το μέγεθος της διατομής του κατεργαζόμενου τεμαχίου είναι μικρό, το σχήμα της διατομής είναι ασύμμετρο και η θερμοκρασία του κλιβάνου και η νιτρίωση είναι άνιση, το νιτρωμένο τεμάχιο εργασίας θα προκαλέσει επίσης αλλαγές διαστάσεων ή παραμορφώσεις σχήματος, όπως παραμόρφωση κάμψης και παραμόρφωσης.

Το σχέδιο παραμόρφωσης των τμημάτων του άξονα μετά τη νιτροποίηση είναι ότι η εξωτερική διάμετρος διαστέλλεται και το μήκος επιμηκύνεται.Η ακτινική διαστολή συνήθως αυξάνεται με την αύξηση της διαμέτρου του τεμαχίου εργασίας, αλλά η μέγιστη διαστολή δεν υπερβαίνει τα 0,055 mm.Η επιμήκυνση του μήκους είναι γενικά μεγαλύτερη από την ακτινική διαστολή και η απόλυτη τιμή της αυξάνεται με το μήκος του άξονα, αλλά δεν αλλάζει αναλογικά με το μήκος του άξονα.Η παραμόρφωση των τεμαχίων κατεργασίας νιτρωμένου χιτωνίου εξαρτάται από το πάχος του τοιχώματος.Όταν το πάχος του τοιχώματος είναι λεπτό, τόσο η εσωτερική όσο και η εξωτερική διάμετρος τείνουν να επεκτείνονται.Καθώς το πάχος του τοιχώματος αυξάνεται, η διαστολή μειώνεται σημαντικά.Όταν το πάχος του τοιχώματος είναι αρκετά μεγάλο, η εσωτερική διάμετρος τείνει να συρρικνωθεί.

Γενικά, όταν το αποτελεσματικό μέγεθος διατομής του τεμαχίου εργασίας είναι μεγαλύτερο από 50 mm, ο κύριος τρόπος παραμόρφωσης της επεξεργασίας εναζώτου είναι η επιφανειακή διαστολή.Καθώς όμως η περιοχή διατομής του τεμαχίου προς κατεργασία μειώνεται, όταν ο λόγος του εμβαδού διατομής του νιτρωμένου στρώματος προς το εμβαδόν κεντρικής διατομής είναι μεγαλύτερος από 0,05 αλλά μικρότερος από 0,7, εκτός από την επιφανειακή διαστολή, η παραμόρφωση που προκαλείται από Το εσωτερικό άγχος πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη.Το μέγεθος της παραμόρφωσης κατά μήκος της κυρίαρχης κατεύθυνσης τάσης του τεμαχίου μπορεί να υπολογιστεί κατά προσέγγιση χρησιμοποιώντας εμπειρικούς τύπους: Δ L= η (Ν/Κ)％

Δ L - Η αύξηση του μήκους της κυρίαρχης κατεύθυνσης τάσης.

η---- Ο συντελεστής εξαρτάται από το υλικό και το σχήμα της διατομής του νιτρωμένου τεμαχίου.

Ν------ Το εμβαδόν της διατομής της νιτρωμένης στιβάδας.

Κ---- Η περιοχή της διατομής της καρδιάς.

Τιμή η που χρησιμοποιείται συνήθως νιτρωμένο χάλυβα: