4340 Stal stopowa | 34CrNiMo6 | 1.6582

4. Obróbka cieplna

Ten obróbka cieplna w przypadku stali 4340 występuje kilka kluczowych procesów, z których każdy wpływa na jej ostateczną mikrostrukturę i właściwości mechaniczne:

4.1 Kucie

Temperatura kucia wynosi 1065 do 1230°C (1950 do 2250°F). Po procesie kucia części mogą być chłodzone powietrzem w suchym środowisku lub, najlepiej, chłodzone w piecu. Naprężenie płynięcia stali 4340 może wzrosnąć o około 15% przy spadku temperatury kucia na gorąco o 55 °C (100 °F). 

4.2 Normalizowanie

Normalizacja może poprawić mikrostrukturę stali 4340 po nierównomiernym chłodzeniu w wysokich temperaturach. Proces ten można również stosować do odkuwek ze stali stopowej, wyrobów walcowanych i odlewów.

Podgrzej stal 4340 do temperatury Od 55 do 85°C (od 100 do 150°F) powyżej temperatury przemiany fazowej (od 845 do 900°C lub od 1550 do 1650°F), w którym pierwotna mikrostruktura ulega całkowitemu rozpuszczeniu do austenitu. Następnie materiał jest schładzany do temperatury pokojowej w powietrzu.

4.3 Wyżarzanie

Ten wyżarzanie temperatura dla stali 4340 wynosi 790–845 °C (1450–1550 °F), przy maksymalnej twardości stali 4340 po wyżarzaniu wynoszącej 223 HB.

4.4 Hartowanie (odpuszczanie)

Podgrzać stal 4340 do temperatury przemiany austenitycznej 800 do 845°C (1475 do 1550°F)Zwykle wybieramy temperaturę austenityzacji 845°C (1550°F). Moczyć przez około 15 minut na każde 25 mm (1 cal) przekroju, przy minimalnym czasie przetrzymywania 150 minut, a następnie wyżarzanieW przypadku stali cienkościennej 4340 wyżarzanie przeprowadza się za pomocą wyżarzanie powietrzne. W przypadku przekrojów okrągłych o średnicy nieprzekraczającej 75 mm (3 cale) można stosować hartowanie olejowe.

 Wykres przemiany izotermicznej dla stali 4340 zawierającej 0,42% C, 0,78% Mn, 1,79% Ni, 0,80% Cr i 0,33% Mo. [Źródło: The Making, Shaping and Treating of Steels, 9. wyd., ibid.]

4.5 Odpuszczanie

Hartowanie skutecznie zmniejsza kruchość niehartowanego martenzytu. Temperatury hartowania wahają się od 200 do 650°C (400 do 1200°F) aby osiągnąć wymagany poziom wytrzymałości, a nawet może osiągnąć temperaturę 705°C (1300°F).

W przypadku stali AISI 4340 hartowanej olejowo w temperaturze 845°C (1550°F) zdecydowanie zalecamy temperaturę odpuszczania wynoszącą 425°C (800°F), natomiast w przypadku stali 4340 hartowanej w wodzie zdecydowanie zalecamy temperaturę odpuszczania wynoszącą 650°C (1200°F).

Zmiana twardości w zależności od temperatury odpuszczania stali 4340. Wszystkie próbki hartowane olejowo od 845 °C (1550 °F) i odpuszczane przez 2 h w temperaturze AQ, as-quenched. [Źródło: ASM International. (1991). Podręcznik ASM, tom 4: Obróbka cieplna (str. 506). ASM International.]

4.6 Łagodzenie stresu

Ten krok ma na celu zmniejszenie naprężeń szczątkowych generowanych przez procesy takie jak prostowanie, formowanie lub obróbka skrawaniem. Odprężanie stali 4340 jest wykonywane przed hartowaniem w temperaturze od 650 do 675 °C (od 1200 do 1250 °F). W przypadku hartowanego materiału 4340 temperatura odprężania nie powinna przekraczać poprzedniej temperatury odpuszczania. 

4.7 Sferoidyzacja

Celem obróbki sferoidyzacyjnej jest utworzenie mikrostruktury węglika sferoidalnego w matrycy ferrytycznej, która zmiękcza stal. Maksymalna temperatura obróbki sferoidyzacyjnej stali 4340 wynosi 760–775°C (1400–1425°F). Struktura półsferoidyzacyjna jest uzyskiwana przez normalizowanie, a następnie odpuszczanie w temperaturze 650°C (1200°F).