4340 Legirano jeklo | 34CrNiMo6 | 1.6582

3. Toplotna obdelava

Sledijo standardni postopki toplotne obdelave, ki se uporabljajo za legirano jeklo 4340 in so namenjeni spreminjanju njegove mikrostrukture in mehanskih lastnosti:

3.1 Žarjenje jekla 4340 za izboljšano obdelovalnost

Žarjenje se uporablja predvsem za mehčanje legiranega jekla 4340, s čimer se izboljša njegova obdelovalnost za nadaljnjo obdelavo.

• Postopek: Jeklo segrejte na temperaturno območje od 790 do 845 °C (od 1450 do 1550 °F).
• Holding: To temperaturo vzdržujte toliko časa, kolikor je odvisno od debeline prereza ali obremenitve peči.
• Hlajenje: Peč ohladite s kontrolirano hitrostjo približno 15 °C/h (30 °F/h) do 480 °C (900 °F), nato pa sledi hlajenje na zraku.
• Izid: Rezultat je stopnja obdelovalnosti približno 45% (v primerjavi s hladno valjanim jeklom B1112 pri 100%). Meja tečenja bo nižja kot v kaljenem in popuščenem stanju. To Toplotna obdelava legiranega jekla 4340 Ta korak je ključnega pomena za pripravo materiala za obdelavo.

3.2 Normalizacija jekla 4340 za strukturno enakomernost

Normalizacija služi za izboljšanje zrnate strukture odkovkov ali valjanih izdelkov 4340, kar spodbuja bolj enakomerno mikrostrukturo in potencialno izboljša obdelovalnost. Je tudi pogosta kondicionarna obdelava pred končno toplotno obdelavo.

• Postopek: Jeklo 4340 segrejte na temperaturo nad zgornjo točko transformacije, običajno 870 °C (1600 °F), ali v območju od 845 do 925 °C (1550 do 1700 °F).
• Holding: Držite vsaj 1 uro oziroma 15 do 20 minut na 25 mm (1 palec) največje debeline prereza.
• Hlajenje: Zračno hladen.
• Izid: Za optimalno obdelovalnost se pogosto priporoča struktura, pridobljena z normalizacijo, ki ji sledi popuščanje pri 650 °C (1200 °F). Toplotna obdelava legiranega jekla 4340 zagotavlja dosledno izhodišče za nadaljnjo obdelavo.

3.3 Kaljenje jekla 4340: avstenitizacija in gašenje

Postopek kaljenja je bistvenega pomena za doseganje visoke trdote in trdnosti, značilne za pravilno obdelano legirano jeklo 4340. To vključuje oblikovanje martenzitne mikrostrukture.

• Avsteniziranje: Segrejte na 800 do 845 °C (1475 do 1550 °F), običajno ciljno na 845 °C (1550 °F).
• Holding: Namakajte približno 15 minut na 25 mm (1 palec) prereza, z minimalnim časom zadrževanja 150 minut.
• Kaljenje: Zaradi odlične globoke kaljivosti se jeklo 4340 običajno kali v olju za okrogle prereze do premera približno 75 mm (3 palce). Za večje prereze se uporablja voda. kaljenje morda potrebno za doseganje globljega kaljenja, čeprav to pri tej ravni ogljika znatno poveča tveganje za razpoke. Tanki odseki jekla 4340 lahko dosežejo trdoto celo z zračnim hlajenjem.
• Izid: Mikrostruktura po kaljenju je pretežno martenzitna, kar ima za posledico visoko trdoto, potencialno okoli 601 HB ali površinsko trdoto 58 HRC. Ta faza Toplotna obdelava legiranega jekla 4340 je ključnega pomena za razvoj njegove moči.

3.4 Kaljenje jekla 4340 za žilavost in duktilnost

Takoj po kaljenju je treba kaljeno jeklo 4340 s svojo krhko martenzitno strukturo popustiti. Kaljenje Nekoliko zmanjša trdoto, vendar znatno izboljša žilavost, duktilnost in udarno trdnost, s čimer doseže želeno ravnovesje mehanskih lastnosti.

a. Časovna usklajenost: Z popuščanjem začnite takoj, ko se kaljeni deli ohladijo na približno 52 do 65 °C (125 do 150 °F). To je ključnega pomena za preprečevanje razpok.

b. Temperaturno območje: Temperature popuščanja za 4340 se običajno gibljejo od 200 do 650 °C (od 400 do 1200 °F). Izbrana specifična temperatura neposredno narekuje končne mehanske lastnosti.

c. Čas zadrževanja: Standardni čas popuščanja je od 1 do 2 uri oziroma 2 uri na 25 mm (1 palec) prečnega prereza.

d. Vpliv na nepremičnine:

• Kaljenje pri 205 °C (400 °F) zagotavlja visoko natezno trdnost (približno 1980 MPa) in trdoto (približno 520 HB / 53 HRC), vendar z relativno nizko udarno energijo (približno 20 J).
• Kaljenje pri 650 °C (1200 °F) povzroči manjšo trdnost (približno 1020 MPa) in trdoto (približno 290 HB / 31 HRC), vendar bistveno višjo udarno energijo (približno 100 J).

e. Pozor: Na splošno je priporočljivo, da se izogibate popuščanju legiranega jekla 4340 v območju "modre krhkosti" od 230 do 370 °C (450 do 700 °F).

f. Upoštevanje: Čeprav je 4340 relativno odporen na krhkost zaradi popuščanja, je pri doseganju zelo visokih ravni trdnosti (nad približno 1400 MPa ali 200 ksi) dovzeten za krhkost zaradi vodika. V takih primerih je potrebno pečenje po postopkih, kot sta luženje ali galvanizacija. Poleg tega ima 4340 slabo odpornost proti razpokam zaradi napetostne korozije, ko je popuščen na izjemno visoke ravni trdnosti (1500 do 1950 MPa ali 220 do 280 ksi). Skrbna izbira parametrov popuščanja v Toplotna obdelava legiranega jekla 4340 cikel je najpomembnejši.

3.5 Jeklo 4340 za lajšanje napetosti

Zmanjševanje napetosti se izvaja za zmanjšanje notranjih napetosti, ki jih povzročajo predhodni proizvodni postopki, kot so ravnanje, oblikovanje ali težka strojna obdelava, zlasti pred kaljenjem.

• Temperatura: Tipična temperatura za odpravljanje napetosti je od 650 do 675 °C (od 1200 do 1250 °F).
• Opomba: Če se napetost sprošča pri že kaljenem in popuščenem delu, temperatura za sproščanje napetosti ne sme preseči prvotne temperature popuščanja, da se prepreči sprememba želenih mehanskih lastnosti.
• Varjenje: Pri varjenih komponentah iz jekla 4340 se pogosto priporoča razbremenitev takoj po varjenju, po možnosti preden se del ohladi na sobno temperaturo in pri temperaturi pod A1 (spodnja kritična temperatura).

3.6 Nitriranje jekla 4340 za površinsko trdoto

Legirano jeklo 4340 je zelo primerno za nitriranje, postopek površinskega utrjevanja, ki ustvari zelo trdo, proti obrabi odporno ohišje in lahko izboljša utrujenostno dobo.

• Predpogoj: Nitriranje se običajno izvaja na jeklu 4340, ki je bilo že kaljeno in popuščeno, da se dosežejo želene lastnosti jedra.
• Optimizacija trdote ohišja: Za dosego največje trdote jedra z nitriranjem je treba maksimizirati trdoto jedra. To pomeni, da se jeklo pred postopkom nitriranja popušča pri najnižji sprejemljivi temperaturi (ki je skladna z želeno žilavostjo jedra).
• Izid: Tipična trdota nitrirane jeklenke 4340 lahko preseže 60 HRC. Ta specializirana Toplotna obdelava legiranega jekla 4340 je idealen za aplikacije, kjer je obraba kritična.

3.7 Povzetek parametrov toplotne obdelave legiranega jekla 4340

Za hiter pregled spodnja tabela povzema ključne parametre za običajne toplotne obdelave legiranega jekla 4340: