42CrMo4 QT-عملية التبريد والتهدئة للفولاذ 42CrMo4

The “QT” in 42CrMo4 QT stands for quenching and tempering. فولاذ 42CrMo4 يتم تصنيفه على أنه 1.7225 في نظام UNS وهو عبارة عن فولاذ سبائك عالي القوة يستخدم على نطاق واسع.

تشمل الدرجات المكافئة لـ 42CrMo4 ما يلي:

1. الولايات المتحدة الأمريكية (ASTM/AISI): ايسي 4140، SAE 4140H، ASTM A193 B7.
2. اليابان (JIS): SCM440، SCM440H
3. الصين (GB): 42CrMo
4. المملكة المتحدة (BS): 708M40، EN19A
5. فرنسا (AFNOR): 42CD4

42CrMo4 steel exhibits deep hardenability, excellent comprehensive mechanical properties, and a low level of significant temper هشاشةيتم استخدامه على نطاق واسع في مكونات الآلات، وأدوات التثبيت، وأعمدة المرفق، والتروس، والقوالب.

غالبًا ما تتكون المعالجة الحرارية القياسية لـ 42CrMo4 من الإطفاء والتهدئة (Q&T)، والتي تتضمن تسخين الفولاذ لتشكيل الأوستينيت، يليه التبريد السريع ثم إعادة التسخين إلى درجة حرارة أقل.

فولاذ 42CrMo4 عملية التبريد

التبريد هو عملية تبريد سريع لجسم فولاذي من درجة حرارته الأوستينيتية لتحويل بعض أو كل الأوستينيت إلى مارتنسيت، وهو بنية مجهرية صلبة وقوية، لكنها هشة. في الوقت نفسه، يمكن لهذه العملية أن تقلل من الإجهاد المتبقي وتشوه المادة.

تتراوح درجة حرارة الأوستنيت لفولاذ 42CrMo4 بين 800 و880 درجة مئوية (1475 و1650 درجة فهرنهايت). يعتمد وقت النقع عادةً على سُمك المقطع العرضي للمادة، بحد أدنى ساعة واحدة أو من 15 إلى 20 دقيقة لكل 25 مم (بوصة واحدة) من أقصى سُمك للمقطع.

1. تبريد الزيت. عادةً ما يُبرَّد فولاذ 42CrMo4 بالزيت. تُصنَّف مُبرِّدات الزيت إلى سريعة، ومتوسطة، وبطيئة، وذلك حسب معدل التبريد والمواد المضافة. تتراوح درجات حرارة التشغيل العادية لمُبرِّدات الزيت بين 25 و70 درجة مئوية (80 و160 درجة فهرنهايت). ويمكن استخدام الزيت الساخن عند درجات حرارة تصل إلى 175 درجة مئوية (350 درجة فهرنهايت) لتقليل التشوه.
2. تبريد المياه. بينما يُبرّد 42CrMo4 عادةً بالزيت، يُمكن استخدام التبريد بالماء للأجزاء الأكبر (مثل الأجزاء الدائرية التي يزيد قطرها عن 75 مم أو 3 بوصات) لتحقيق التصلب التام. عادةً ما تُحفظ حمامات التبريد بالماء عند درجة حرارة تتراوح بين 20 و40 درجة مئوية (68 إلى 104 درجات فهرنهايت) وتُحرَّك لتعزيز تجانس التبريد. مع ذلك، يزيد التبريد بالماء بشكل كبير من احتمالية التشقق والتشوه، خاصةً عند هذا المستوى من الكربون.

فولاذ 42CrMo4 عملية التلطيف

As-quenched martensite in steel is very hard but also very brittle and contains high residual stresses. The purpose of tempering is to reheat quenched steel to below its lower critical temperature (Ac1) to increase its toughness and ductility, reduce hardness, and relieve internal stress.

The tempering temperature for 42CrMo4 steel is 175 to 705°C (350 to 1300°F), with a holding time of at least 1.5 to 2 hours. Different tempering temperatures determine the final hardness and strength of the material so that we can decide on the tempering temperature based on the hardness and strength required for the material. For “ultra-high” strength, tempering between 175 °C and 230°C (350°F and 450°F) is used, while for lower yield strengths (below 1380 MPa or 200 ksi), temperatures between 385 °C and 705°C (725°F and 1300°F) are applied.¹ يمكن التبريد بعد التلطيف عن طريق التبريد الجوي أو المائي.

تجنب معالجة مادة 42CrMo4 بدرجات حرارة تتراوح بين 250 و300 درجة مئوية (480 و570 درجة فهرنهايت). يؤدي المعالجة بهذه الدرجات إلى انخفاض في متانة 42CrMo4 للصدمات، وهي ظاهرة تُعرف باسم هشاشة مارتنسيت المُعالجة (TME).

ملخص

The mechanical properties of 42CrMo4 steel are highly dependent on the oil quenching and tempering at various temperatures, generally, as the tempering temperature increases, hardness, tensile strength, and yield strength decrease, while ductility, toughness, and impact energy increase.

1. ASM الدولية. (1991). دليل ASM، المجلد 4: المعالجة الحرارية (ص 500-501). ASM الدولية. ↩︎