Oțel aliat 4340 | 34CrNiMo6 | 1.6582

3. Tratament termic

Următoarele sunt procedurile standard de tratament termic aplicabile oțelului aliat 4340, concepute pentru a modifica microstructura și proprietățile mecanice ale acestuia:

3.1 Recoacerea oțelului 4340 pentru o prelucrabilitate îmbunătățită

Recoacerea se utilizează în principal pentru a înmuia oțelul aliat 4340, îmbunătățind astfel prelucrabilitatea acestuia pentru prelucrarea ulterioară.

• Proces: Încălziți oțelul la o temperatură cuprinsă între 790 și 845 °C (1450 și 1550 °F).
• Deţinere: Mențineți această temperatură pentru o durată care depinde de grosimea secțiunii sau de sarcina cuptorului.
• Răcire: Răcirea cuptorului se face la o rată controlată de aproximativ 15 °C/h (30 °F/h) până la 480 °C (900 °F), urmată de răcire cu aer.
• Rezultat: Rezultă într-un indice de prelucrabilitate de aproximativ 45% (comparativ cu oțelul laminat la rece B1112 la 100%). Limita de curgere va fi mai mică decât în stările călite și revenite. Aceasta Tratament termic din oțel aliat 4340 Această etapă este crucială pentru pregătirea materialului pentru operațiunile de prelucrare.

3.2 Normalizarea oțelului 4340 pentru uniformitate structurală

Normalizarea servește la rafinarea structurii granulare a pieselor forjate sau laminate 4340, promovând o microstructură mai uniformă și îmbunătățind potențial prelucrabilitatea. Este, de asemenea, un tratament de condiționare obișnuit înainte de tratamentul termic final.

• Proces: Încălziți oțelul 4340 la o temperatură peste punctul său superior de transformare, de obicei 870 °C (1600 °F), sau în intervalul 845 - 925 °C (1550 - 1700 °F).
• Deţinere: Mențineți această acțiune timp de minimum 1 oră sau 15 până la 20 de minute pentru fiecare 25 mm (1 inch) de grosime maximă a secțiunii.
• Răcire: Aer rece.
• Rezultat: Pentru o prelucrabilitate optimă, se recomandă adesea o structură obținută prin normalizare urmată de revenire la 650 °C (1200 °F). Aceasta Tratament termic din oțel aliat 4340 asigură un punct de plecare consecvent pentru procesarea ulterioară.

3.3 Călirea oțelului 4340: Austenitizare și călire

Procesul de călire este fundamental pentru atingerea nivelurilor ridicate de duritate și rezistență caracteristice oțelului aliat 4340 tratat corespunzător. Aceasta implică formarea unei microstructuri martensitice.

• Austenitizare: Încălziți la 800 până la 845 °C (1475 până la 1550 °F), de obicei ținând cont de 845 °C (1550 °F).
• Deţinere: Înmuiați timp de aproximativ 15 minute pentru fiecare secțiune de 25 mm (1 inch), cu un timp de menținere minim de 150 de minute.
• stingere: Datorită excelentei sale călibilități profunde, oțelul 4340 este în mod normal călit în ulei pentru secțiuni rotunde cu diametrul de până la aproximativ 75 mm (3 inci). Pentru secțiuni mai mari, apa stingere poate fi necesară pentru a realiza o călire completă, deși acest lucru crește semnificativ riscul de fisurare la acest nivel de carbon. Secțiunile subțiri din oțel 4340 pot obține duritate chiar și prin răcire cu aer.
• Rezultat: Microstructura după călire este în principal martensită, rezultând o duritate ridicată, potențial în jur de 601 HB sau o duritate superficială de 58 HRC. Această etapă de Tratament termic din oțel aliat 4340 este esențială pentru dezvoltarea forței sale.

3.4 Revenirea oțelului 4340 pentru tenacitate și ductilitate

Imediat după călire, oțelul 4340 călit, cu structura sa martensitică fragilă, trebuie revenit. temperare reduce ușor duritatea, dar îmbunătățește semnificativ tenacitatea, ductilitatea și rezistența la impact, atingând echilibrul dorit al proprietăților mecanice.

a. Moment: Începeți revenirea imediat ce piesele călite s-au răcit la aproximativ 52 până la 65 °C (125 până la 150 °F). Acest lucru este esențial pentru a preveni fisurarea.

b. Interval de temperatură: Temperaturile de revenire pentru 4340 variază de obicei între 200 și 650 °C (400 și 1200 °F). Temperatura specifică selectată dictează direct proprietățile mecanice finale.

c. Timp de menținere: Un timp standard de revenire este de 1 până la 2 ore, sau 2 ore per 25 mm (1 inch) de secțiune transversală.

d. Impactul asupra proprietății:

• Revenire la 205 °C (400 °F) oferă o rezistență la tracțiune ridicată (aprox. 1980 MPa) și o duritate ridicată (aprox. 520 HB / 53 HRC), dar cu o energie de impact relativ scăzută (aprox. 20 J).
• Revenire la 650 °C (1200 °F) rezultă o rezistență mai mică (aprox. 1020 MPa) și o duritate (aprox. 290 HB / 31 HRC), dar o energie de impact semnificativ mai mare (aprox. 100 J).

e. Atenție: În general, se recomandă evitarea revenirii oțelului aliat 4340 în intervalul de „fragilitate albastră” de 230 până la 370 °C (450 până la 700 °F).

f. Considerații: Deși oțelul 4340 este relativ imun la fragilizarea prin revenire, atingerea unor niveluri de rezistență foarte ridicate (peste aproximativ 1400 MPa sau 200 ksi) îl face susceptibil la fragilizarea prin hidrogen. În astfel de cazuri, este necesară coacerea după procese precum decaparea sau placarea. În plus, oțelul 4340 prezintă o rezistență slabă la fisurarea prin coroziune sub tensiune atunci când este revenit la niveluri de rezistență extrem de ridicate (1500 până la 1950 MPa sau 220 până la 280 ksi). Selecția atentă a parametrilor de revenire în... Tratament termic din oțel aliat 4340 ciclul este primordial.

Oțel 4340 de detensionare 3.5

Detensionarea se efectuează pentru a reduce tensiunile interne induse de operațiunile anterioare de fabricație, cum ar fi îndreptarea, formarea sau prelucrarea mecanică grea, în special înainte de călire.

• Temperatură: O temperatură tipică de detensionare este de 650 până la 675 °C (1200 până la 1250 °F).
• Nota: Dacă se detensionează o piesă deja călită și revenită, temperatura de detensionare nu trebuie să depășească temperatura inițială de revenire pentru a evita modificarea proprietăților mecanice dorite.
• Sudare: Pentru componentele sudate din oțel 4340, se recomandă adesea detensionarea imediat după sudare, de preferință înainte ca piesa să se răcească la temperatura camerei și la o temperatură sub A1 (temperatura critică inferioară).

3.6 Nitrurare oțel 4340 pentru duritatea suprafeței

Oțelul aliat 4340 este potrivit pentru nitrurare, un proces de întărire a suprafeței care produce o carcasă foarte dură, rezistentă la uzură și poate îmbunătăți durata de viață la oboseală.

• Condiție prealabilă: Nitrurarea se efectuează de obicei pe oțel 4340 care a fost deja călit și revenit pentru a obține proprietățile dorite ale miezului.
• Optimizarea durității carcasei: Pentru a obține duritatea maximă a carcasei prin nitrurare, duritatea miezului trebuie maximizată. Aceasta înseamnă revenirea oțelului la cea mai scăzută temperatură acceptabilă (consistentă cu tenacitatea miezului dorită) înainte de procesul de nitrurare.
• Rezultat: Duritatea tipică a carcasei pentru oțelul 4340 nitrurat poate depăși 60 HRC. Această specialitate Tratament termic din oțel aliat 4340 este ideal pentru aplicații critice la uzură.

3.7 Rezumatul parametrilor de tratament termic pentru oțelul aliat 4340

Pentru o prezentare generală rapidă, tabelul de mai jos prezintă pe scurt parametrii cheie pentru tratamentele termice comune ale oțelului aliat 4340: