التبريد هو عملية معالجة حرارية مصممة لتقوية أجزاء الفولاذ عن طريق التبريد السريع. التبريد هو عملية معالجة حرارية يتم فيها تسخين الفولاذ إلى درجة حرارة حرجة تبلغ Ac3 (فولاذ شبه أوتكتيكي) أو Ac1 (فولاذ شبه أوتكتيكي) أو أعلى، ويتم الاحتفاظ به لفترة من الوقت لتحويل كل أو جزء من الفولاذ إلى أوستنيتي، ثم يتم تبريده بسرعة أكبر من معدل التبريد الحرج إلى أقل من Ms (أو متساوي الحرارة بالقرب من Ms) لإجراء التحول المارتنسيتي (أو البايني).
عملية:التدفئة، الاحتفاظ، التبريد.
- التسخين: يتم تسخين الفولاذ إلى درجة الحرارة الحرجة Ac3 (فولاذ شبه إيوتكتيكي) أو Ac1 (فولاذ فوق إيوتكتيكي) أعلاه.
- زمن الاحتفاظ: الاحتفاظ بزمن معين، بحيث يتم تحويل كل أو جزء من الفولاذ إلى مادة الأوستنيتيت.
- التبريد: التبريد السريع إلى أقل من Ms بمعدل تبريد أكبر من معدل التبريد الحرج للتحول المارتنسيتي أو البايني.
جوهر الإخماد:هو تحويل الأوستينيت المبرد إلى مارتنسيت أو بينيت للحصول على منظمة مارتنسيت أو بينيت.
غرض الإخماد:
(1) تحسين الصلابة والصلابة ومقاومة التآكل وقوة التعب والصلابة للصلب بشكل كبير، وذلك لتلبية المتطلبات المختلفة لاستخدام الأجزاء والأدوات الميكانيكية المختلفة؛
(2) من خلال التبريد لتلبية بعض الخصائص المغناطيسية الفولاذية الخاصة ومقاومة التآكل وغيرها من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الخاصة.
تتميز أجزاء الفولاذ المقاوم للصدأ بالخصائص التالية:
- يتم الحصول على التنظيم غير المتوازن مثل المارتنسيت والبينيت والأوستينيت المتبقي.
- وجود ضغوطات داخلية كبيرة.
- لا يمكن للخواص الميكانيكية تلبية المتطلبات. لذلك، يجب أن يخضع الفولاذ بعد التبريد عادةً لعملية المعالجة الحرارية.
نطاق التطبيق:تُستخدم عملية التبريد على نطاق واسع، مثل الأدوات والمقاييس والقوالب والمحامل والينابيع والسيارات والجرارات ومحركات الديزل وأدوات ماكينات القطع والأدوات الهوائية وآلات الحفر والأدوات الزراعية وآلات البترول والآلات الكيميائية وآلات النسيج والطائرات وأجزاء أخرى تستخدم عملية التبريد.
وسائل الإطفاء
يُطلق على وسط تبريد إخماد قطعة العمل المستخدم اسم وسط تبريد الإخماد (أو وسط الإخماد). يجب أن يتمتع وسط الإخماد المثالي بشرط أن يكون من الممكن إخماد قطعة العمل إلى مارتنسيت، ولكن لا يسبب الكثير من إجهاد الإخماد.
المواد المستخدمة عادة في عملية التبريد هي الماء، والمحلول المائي، والزيت المعدني، والملح المنصهر، والقلويات المنصهرة وما إلى ذلك.
ماء
الماء له قدرة تبريد قوية لوسط الإخماد.
المزايا: مصدر واسع، سعر منخفض، تركيبة مستقرة ليس من السهل أن تتدهور.
العيوب: سعة التبريد ليست مستقرة، من السهل أن تشوه قطعة العمل أو تتشقق. في منحنى C لمنطقة "الأنف" (500 ~ 600 درجة أو نحو ذلك)، الماء في مرحلة فيلم البخار، التبريد ليس سريعًا بما يكفي، سيشكل "بقعة ناعمة"؛ وفي منطقة درجة حرارة تحويل المارتنسيت (100 ~ 300 درجة)، يكون الماء في مرحلة الغليان، والتبريد سريع جدًا، من السهل أن يجعل معدل تحويل المارتنسيت سريعًا جدًا وينتج الكثير من الإجهاد الداخلي، مما يؤدي إلى تشوه قطعة العمل أو حتى التشقق. عندما ترتفع درجة حرارة الماء، يحتوي الماء على المزيد من الغاز أو الماء المختلط بشوائب غير قابلة للذوبان (مثل الزيت والصابون والطين وما إلى ذلك)، مما يقلل بشكل كبير من قدرته على التبريد.
التطبيق: مناسب لإخماد وتبريد قطع العمل المصنوعة من الفولاذ الكربوني ذات حجم المقطع العرضي الصغير والشكل البسيط.
الماء المالح والماء القلوي
إضافة كمية مناسبة من الملح والقلويات في الماء، بحيث يتم غمر قطعة العمل ذات درجة الحرارة العالية في وسط التبريد، في مرحلة فيلم البخار ترسب بلورات الملح والقلويات وتنفجر على الفور، يتم تدمير فيلم البخار، كما يتم تفجير سطح الجلد المؤكسد لقطعة العمل، بحيث يمكنك تحسين الوسط في منطقة درجة الحرارة العالية لقدرة التبريد، والعيب هو أن وسط الطبيعة المسببة للتآكل كبير.
التطبيق: بشكل عام، تركيز المحلول الملحي هو 10 في المائة، وتركيز محلول الصودا الكاوية المائية هو 10 إلى 15 في المائة. يمكن استخدامه كوسط تبريد لقطع العمل المصنوعة من الفولاذ الكربوني والفولاذ الهيكلي منخفض السبائك، ويجب ألا تتجاوز درجة الحرارة المستخدمة 60 درجة، ويجب تنظيف التبريد في الوقت المناسب بعد التبريد ومعالجة مقاومة الصدأ.
زيت
يستخدم وسط التبريد عمومًا الزيت المعدني (الزيت المعدني)، مثل زيت المحرك وزيت المحولات ووقود الديزل. يستخدم زيت المحرك عمومًا زيت محرك 10 و20 و30، وكلما زاد عدد الزيوت، زادت اللزوجة وزادت نقطة الوميض وانخفضت سعة التبريد، وبالتالي تزداد درجة الحرارة المستخدمة.
طريقة الإطفاء
إخماد سائل واحد
التبريد هو عملية تبريد يتم فيها غمر الأجزاء الأوستنيتية في وسط تبريد وتبريدها إلى درجة حرارة الغرفة. تشمل وسائط التبريد أحادية السائل الماء والمحلول الملحي والماء القلوي والزيت وعوامل التبريد المصممة خصيصًا.
إخماد درجة مارتنسيتية من التبريد
يتم غمر الأجزاء الكيميائية الأوستنيتية أولاً في درجة حرارة أعلى قليلاً أو أقل قليلاً من نقطة المارتنسيت للصلب في الوسط السائل (حمام ملح أو حمام قلوي)، للحفاظ على الوقت المناسب، بحيث تكون الأجزاء الفولاذية من الطبقات الداخلية والخارجية للوسط قد وصلت إلى درجة حرارة التبريد بالهواء، من أجل الحصول على تنظيم المارتنسيت لعملية التبريد، والمعروفة أيضًا باسم تبريد التبريد المتدرج.
إخماد البينيت المتساوي الحرارة
التبريد هو تحويل أجزاء الفولاذ إلى أوستينيت، بحيث يتم تبريده بسرعة إلى نطاق درجة حرارة تحويل الباينيت (260 ~ 400 درجة) مع الاحتفاظ بالحرارة، بحيث يتم تحويل الأوستينيت إلى عملية تبريد الباينيت، والتي تسمى أحيانًا أيضًا التبريد المتساوي الحرارة، ووقت الاحتفاظ العام هو 30 ~ 60 دقيقة.
إخماد المركب
يتم تبريد قطعة العمل بشكل حاد إلى أقل من Ms للحصول على 10% إلى 20% من المارتنسيت، ثم يتم تبريدها بشكل متساوي الحرارة في منطقة درجة حرارة الباينيت المنخفضة. يمكن لطريقة التبريد هذه أن تجعل القسم الأكبر من قطعة العمل يحصل على تنظيم M + B. يعزز المارتنسيت المتكون أثناء التبريد المسبق تحويل الباينيت، ويتم تلطيف المارتنسيت أثناء التبريد المتساوي الحرارة. يتم استخدام التبريد المركب لقطع العمل المصنوعة من فولاذ الأدوات المصنوع من السبائك لتجنب هشاشة التبريد من النوع الأول وتقليل كمية الأوستينيت المتبقي، أي الميل إلى التشقق الناتج عن التشوه.