Szénacél alkatrészek
A szénacél olyan acél, amelynek széntartalma körülbelül 0,05-3,8 tömegszázalék.Az American Iron and Steel Institute (AISI) szénacél meghatározása szerint:
1. a kívánt ötvözőhatás elérése érdekében hozzáadandó króm, kobalt, molibdén, nikkel, nióbium, titán, volfrám, vanádium, cirkónium vagy bármely más elem minimális tartalma nincs meghatározva vagy előírva;
2. a réz meghatározott minimuma nem haladja meg a 0,40 százalékot;
3. vagy az alábbi elemek egyikére meghatározott maximális tartalom nem haladja meg a feltüntetett százalékokat: mangán 1,65 %;szilícium 0,60%;réz 0,60 százalék.
A szénacél kifejezés olyan acélra is használható, amely nem rozsdamentes acél;ebben a felhasználásban a szénacél ötvözött acélokat is tartalmazhat.A nagy széntartalmú acélnak számos különféle felhasználási területe van, mint például marógépek, vágószerszámok (például vésők) és nagy szilárdságú huzalok.Ezek az alkalmazások sokkal finomabb mikroszerkezetet igényelnek, ami javítja a szívósságot.
A szén-százalékos tartalom növekedésével az acél a hőkezelés révén keményebbé és erősebbé válik;azonban kevésbé lesz rugalmas.A hőkezeléstől függetlenül a magasabb széntartalom csökkenti a hegeszthetőséget.A szénacélokban a magasabb széntartalom csökkenti az olvadáspontot.
A szénacél hőkezelésének célja az acél mechanikai tulajdonságainak megváltoztatása, általában a hajlékonyság, keménység, folyáshatár vagy ütésállóság.Vegye figyelembe, hogy az elektromos és hővezető képesség csak kis mértékben változik.Mint a legtöbb acél megerősítési technikánál, a Young-modulus (rugalmasság) nem változik.Az acélkereskedelem rugalmasságának minden kezelése a szilárdság növelése érdekében és fordítva.A vas jobban oldja a szént az ausztenit fázisban;ezért minden hőkezelés, kivéve a szferoidizálást és a technológiai izzítást, az acél olyan hőmérsékletre való melegítésével kezdődik, amelyen az ausztenites fázis létezhet.Az acélt ezután mérsékelt vagy alacsony sebességgel lehűtik (hővel kihúzzák), lehetővé téve, hogy a szén kidiffundáljon az ausztenitből, vas-karbidot (cementit) képezve, és ferrit maradjon, vagy nagy sebességgel megfogja a szenet a vasban, így martenzit képződik. .Az a sebesség, amellyel az acél lehűl az eutektoid hőmérsékleten (körülbelül 727 °C), befolyásolja azt a sebességet, amellyel a szén kidiffundál az ausztenitből és cementitet képez.Általánosságban elmondható, hogy a gyors hűtés finoman szétszórva hagyja a vaskarbidot, és finom szemcsés perlitet eredményez, a lassú hűtés pedig durvább perlitet eredményez.A hipoeutektoid acél hűtése (kevesebb, mint 0,77 tömeg% C) vas-karbid rétegek lamellás-perlites szerkezetét eredményezi, amelyek között α-ferrit (majdnem tiszta vas) található.Ha hipereutektoid acélról van szó (több mint 0,77 tömeg% C), akkor a szerkezet teljes perlit, a szemcsehatárokon kis (a perlit lamellánál nagyobb) cementit szemcsékkel.Az eutektoid acél (0,77% szén) perlit szerkezetű a szemcsékben, a határokon cementit nélkül.Az összetevők relatív mennyiségét az emelőszabály segítségével találjuk meg.Az alábbiakban felsoroljuk a lehetséges hőkezelések típusait.
Az ötvözött acél olyan acél, amelyet mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében 1,0 és 50 tömeg% közötti összmennyiségben ötvöznek különféle elemekkel.Az ötvözött acélokat két csoportra osztják: gyengén ötvözött acélokra és erősen ötvözött acélokra.A kettő közötti különbség vitatott.Smith és Hashemi 4,0%-ban határozza meg a különbséget, míg Degarmo és munkatársai 8,0%-ban határozzák meg.Leggyakrabban az "ötvözött acél" kifejezés gyengén ötvözött acélokra utal.
Szigorúan véve minden acél ötvözet, de nem minden acélt nevezünk „ötvözött acélnak”.A legegyszerűbb acélok a szénnel (C) ötvözött vas (Fe) (körülbelül 0,1-1%, típustól függően).Mindazonáltal az „ötvözött acél” kifejezés olyan acélokra vonatkozik, amelyekhez a szénen kívül más ötvözőelemeket is szándékosan adtak hozzá.A gyakori ötvözőanyagok közé tartozik a mangán (a leggyakoribb), a nikkel, a króm, a molibdén, a vanádium, a szilícium és a bór.A kevésbé elterjedt ötvözőanyagok közé tartozik az alumínium, kobalt, réz, cérium, nióbium, titán, volfrám, ón, cink, ólom és cirkónium.
Az alábbiakban egy sor javított tulajdonságot mutatunk be az ötvözött acéloknál (a szénacélokhoz képest): szilárdság, keménység, szívósság, kopásállóság, korrózióállóság, edzhetőség és melegkeménység.E javított tulajdonságok némelyikének eléréséhez a fém hőkezelést igényelhet.
Ezek közül néhány egzotikus és nagy igénybevételt jelentő alkalmazásokban, például sugárhajtóművek turbinalapátjaiban és atomreaktorokban használható.A vas ferromágneses tulajdonságai miatt egyes acélötvözetek fontos alkalmazásokat találnak ott, ahol a mágnesességre adott válaszaik nagyon fontosak, beleértve az elektromos motorokat és a transzformátorokat is.
Szferoidizálás
Szferoidit akkor képződik, amikor a szénacélt körülbelül 700 °C-ra hevítik több mint 30 órán keresztül.A szferoidit alacsonyabb hőmérsékleten is kialakulhat, de a szükséges idő drasztikusan megnő, mivel ez egy diffúzió által szabályozott folyamat.Az eredmény egy cementit rudakból vagy gömbökből álló szerkezet az elsődleges szerkezeten belül (ferrit vagy perlit, attól függően, hogy az eutektoid melyik oldalán van).A cél a magasabb széntartalmú acélok lágyítása és jobb alakíthatósága.Ez az acél legpuhább és leghajlékonyabb formája.
Teljes lágyítás
A szénacélt körülbelül 40 °C-ra hevítik Ac3 vagy Acm felett 1 órán át;ez biztosítja, hogy az összes ferrit ausztenitté alakul (bár a cementit továbbra is létezhet, ha a széntartalom nagyobb, mint az eutektoid).Ezután az acélt lassan, óránként 20 °C (36 °F) hőmérsékleten kell lehűteni.Általában csak kemencehűtés történik, ahol a kemencét kikapcsolják, miközben az acél még benne van.Ez durva perlit szerkezetet eredményez, ami azt jelenti, hogy a perlit "sávjai" vastagok.A teljesen izzított acél puha és képlékeny, nincs belső feszültség, ami gyakran szükséges a költséghatékony alakításhoz.Csak a gömbölyű acél lágyabb és képlékenyebb.
Eljárási lágyítás
Eljárás a feszültség enyhítésére hidegen megmunkált szénacélban, amelynek hőmérséklete kevesebb, mint 0,3% C. Az acélt általában 1 órán át 550–650 °C-ra hevítik, de néha akár 700 °C-ra is.A jobb oldali kép [tisztázás szükséges] azt a területet mutatja, ahol a folyamat lágyítása megtörténik.
Izoterm izzítás
Ez egy olyan folyamat, amelyben a hipoeutektoid acélt a felső kritikus hőmérséklet fölé hevítik.Ezt a hőmérsékletet egy ideig fenntartjuk, majd az alsó kritikus hőmérséklet alá csökkentjük, és ismét fenntartjuk.Ezután szobahőmérsékletre hűtjük.Ez a módszer kiküszöböl minden hőmérsékleti gradienst.
Normalizálás
A szénacélt körülbelül 55 °C-ra hevítik Ac3 vagy Acm felett 1 órán keresztül;ez biztosítja az acél teljes átalakulását ausztenitté.Ezt követően az acélt levegővel lehűtik, ami körülbelül 38 °C (100 °F) percenként.Ez finom perlites szerkezetet és egyenletesebb szerkezetet eredményez.A normalizált acél nagyobb szilárdságú, mint az izzított acél;viszonylag nagy szilárdságú és keménységű.
Kioltás
A legalább 0,4 tömeg% C-os szénacélt normalizáló hőmérsékletre hevítik, majd gyorsan lehűtik (lehűtik) vízben, sóoldatban vagy olajban a kritikus hőmérsékletre.A kritikus hőmérséklet a széntartalomtól függ, de általános szabály szerint a széntartalom növekedésével alacsonyabb.Ez martenzites szerkezetet eredményez;egy olyan acélforma, amely túltelített széntartalommal rendelkezik egy deformált testközpontú köbös (BCC) kristályszerkezetben, amelyet helyesen testközpontú tetragonálisnak (BCT) neveznek, nagy belső feszültséggel.Így az edzett acél rendkívül kemény, de törékeny, gyakorlati célokra általában túl törékeny.Ezek a belső feszültségek feszültségrepedéseket okozhatnak a felületen.Az edzett acél körülbelül háromszor keményebb (négyszer több szénnel), mint a normalizált acél.
Martempering (marquenching)
A martempering valójában nem temperálási eljárás, innen ered a marquenching kifejezés.Ez az izoterm hőkezelés egy formája, amelyet kezdeti lehűtés után alkalmaznak, jellemzően olvadt sófürdőben, a "martenzit kezdő hőmérséklete" feletti hőmérsékleten.Ezen a hőmérsékleten az anyagon belüli maradék feszültségek enyhülnek, és a visszatartott ausztenitből bainit képződhet, amelynek nem volt ideje mássá átalakulni.Az iparban ez egy olyan eljárás, amelyet egy anyag képlékenységének és keménységének szabályozására használnak.Hosszabb marquenning esetén a hajlékonyság minimális szilárdságveszteséggel növekszik;az acélt ebben az oldatban tartják, amíg az alkatrész belső és külső hőmérséklete ki nem egyenlítődik.Ezután az acélt mérsékelt sebességgel lehűtik, hogy a hőmérsékleti gradiens minimális legyen.Ez a folyamat nemcsak csökkenti a belső feszültségeket és a feszültségrepedéseket, hanem növeli az ütésállóságot is.
Edzés
Ez a leggyakrabban előforduló hőkezelés, mivel a végső tulajdonságok pontosan meghatározhatók a temperálás hőmérsékletével és idejével.A temperálás magában foglalja a kioltott acél újramelegítését az eutektoid hőmérséklet alatti hőmérsékletre, majd hűtést.A megemelt hőmérséklet nagyon kis mennyiségű szferoidit kialakulását teszi lehetővé, ami visszaállítja a hajlékonyságot, de csökkenti a keménységet.A tényleges hőmérsékletet és időpontot minden kompozícióhoz gondosan megválasztják.
Megszorító
Az ausztemperálási folyamat ugyanaz, mint az újratemperálás, azzal a különbséggel, hogy az oltást megszakítják, és az acélt az olvadt sófürdőben tartják 205 °C és 540 °C közötti hőmérsékleten, majd mérsékelt sebességgel lehűtik.A kapott acél, az úgynevezett bainit, egy hegyes mikrostruktúrát hoz létre az acélban, amely nagy szilárdsággal (de kisebb, mint a martenzittel), nagyobb rugalmassággal, nagyobb ütésállósággal és kisebb torzítással rendelkezik, mint a martenzit acél.A szigorítás hátránya, hogy csak néhány acélon használható, és speciális sófürdőt igényel.
Szénacél cnc
tengelynek forgó persely
Szénacél cnc
megmunkálás fekete eloxálás
Bokor részek
feketedő kezelés
Szénacél esztergálás
alkatrészek hatszögletű rúddal
Szénacél
DIN hajtómű alkatrészek
Szénacél
alkatrészek kovácsolása
Szénacél cnc
eszterga alkatrészek foszfátozással
Bokor részek
feketedő kezelés
