鍛造後の廃熱焼入れにおける品質管理

公開時間： 06 / 21 2021 著者：サイト編集者訪問：12795

世界中の国々が排出量と消費量を削減する政策を積極的に提唱しています。多くの国内の学者や企業がさまざまな側面から対策を講じており、鍛造後の廃熱の抑制は重要な対策のXNUMXつです。

鍛造後の残留熱焼入れは、熱機械熱処理における高温熱機械熱処理です。データ[1、2、3]には具体的な説明があります。これまで、多くの国内メーカーが鍛造後の廃熱焼入れを使用しており、品質管理対策が不十分なため、いくつかのメーカーが立ち上げ→取り外し→再取り付けまたは取り付け→取り外し→取り外しを続けています。

従来の熱処理と比較して、高温加熱と鋳造変形により、鋼のマルテンサイト小角粒界が増加し、転位密度が増加し、元の水素が部分的に逃げ、元の亀裂が修復されて減少し、炭化物が減少します。分散して沈殿します。鋼部品の焼入れ硬度が大幅に向上しました（一般的に約10％向上）。鋼部品は焼戻し時の焼戻し抵抗が高くなります（従来の焼戻し温度に比べて焼戻し温度が向上し、通常20℃〜30℃）。

鍛造後の廃熱焼入れにおける品質管理

1.さまざまな理由で熱処理工場に行ったとき、多くの技術者や技術者から、原材料などは良いとのことでしたが、お互いを見て急冷破壊現象を予測するにはどうすればよいでしょうか。これは、XNUMXつの主要な効果の要約です（これらのXNUMXつの主要な効果には、表面処理プロセスでの水素脆化と応力腐食割れの参照値もあります）。
1.1化学組成効果：例：炭素鋼：同じサイズф6、同じ急冷塩水：35鋼、40鋼、45鋼、50鋼、55鋼、60鋼、65鋼、結果は45鋼〜60鋼になります。簡単に壊れます。マルテンサイトの炭素含有量が高いほど応力が大きくなり、最大炭素含有量は約0.6％になります。鋼の炭素含有量が非常に高い場合、それは0.6％を超え、残留Aが生成されます。これにより、マルテンサイト応力の選択的解放が遅くなり、破壊しにくくなります。一般的に言えば、合金鋼は焼入れや割れに対して最も脆弱です。例：42CrM。サイズが大きいф100の場合、焼入れ水は割れません。これは、以下で説明するサイズ効果です。
1.2サイズ効果：例：45鋼：ф1、ф2、ф3......ф10焼入れの結果、ф6が焼入れされる可能性が最も高いことがわかりました。 ф6未満であるため、通常は焼入れしてマルテンサイトにすることができます。ただし、ф6のマルテンサイトへの全体的な変態は最大の応力を持っているため、破壊するのが最も簡単です。同じ理由：合金鋼の最大の全体的な応力は、焼入れ性指数（焼入れ性は半分のマルテンサイト）であり、約2/3です。。したがって、まず特定の合金鋼の焼入れ性指数を確認してから、ワークピースを確認します。最も危険なサイズは何ですか？
1.3形状効果：断面の急激な変化、R角度が小さすぎる、隣接する鋭いコーナーの突出、エッジの深い溝、鋭いエッジのパンチングとマーキング、止まり穴、下部開口部、ポータル開口部、不適切な穴間隔、さまざまな開口サイズ等、断面積の非対称性など。
2.予冷温度の選択：鍛造後に予冷せずに直接焼入れしたマルテンサイト構造の結晶粒が小さいことは誰もが知っています。現在の国内の一般的な金属組織規格の要件を満たすことができ、性能も良好ですが、大きくて複雑な部品の場合、焼入れ油は要件を満たすことができず、水または水性焼入れ媒体で焼入れすると割れが発生しやすくなります。焼入れ油であり、汚染を防ぎ、コストを節約するために、可能な限り水ベースの焼入れ媒体に変更する必要があります。重慶の会社が製造したSteyr大型トラックアセンブリの42CrM。鋼; フロントアクスルビームとバランスシャフトの鍛造品である同社の技術スタッフが一方的に予冷を800℃以上850℃以上に変更し、大きな焼入れ割れの約80％を発生させた。もちろん、骨折の原因を分析したところ、重慶建設グループの検査報告書の0.0022％に原料のB含有量が達し、武器省南西部物理化学検査センターの長安グループが報告した。 0.0042％。注：（1）。国の軍事基準GJB2720-1996、ホウ素鋼のホウ素含有量基準は0.0005〜0.0035％です。（2）。金含有構造用鋼GB3077-88のホウ素鋼のホウ素含有量基準の技術的条件は0.0005〜0.0035％です。レベルIへのバンド偏析も理由のXNUMXつです。レベルIに達する原材料の厳しいゾーン偏析の問題は、亀裂の重要な要因です（偏析が重いと、化学組成が不均一になり、熱処理によって応力分布が急冷されます。これは簡単です。焼入れ亀裂を引き起こすため）;

X線エネルギースペクトル分析の使用：準備された金属組織サンプル構造の粒界とマトリックスは、VantageX線エネルギースペクトルアナライザーを使用して定性的および半定量的に分析されました。分析結果を図1、図2、表1に示します。

IMAG1鍛造後の廃熱焼入れにおける品質管理

IMAG2鍛造後の廃熱焼入れにおける品質管理

ただし、他の炉鋼はホウ素含有量が高く、偏析が大きい。予冷温度を下げることでPAG濃度を調整しているため、クラックは発生していません。

予冷温度の選択：まず、上記のXNUMXつの効果に従って、最も脆弱な部分を決定します。プロセスパラメータは適切に調整する必要があります。例えば：

（1）「フロントアクスルビーム上」42CrM。 PAGを急冷するために約800℃に予冷し、48-52でHRCを制御するのは簡単です。
（2）重慶の二輪車用クランクシャフト工場：鍛造後のキューイングと予冷の方法を採用し、PAGの急冷に約770℃の予冷を実現し、メッシュベルトリフト機構を採用して液面を冷やさずに放置し、わずかに自己焼戻し。ブランキング後、45鋼と40Crの予冷温度は同じですが、PAG濃度が異なります。
（3）重慶のクランクシャフト工場：鍛造後に恒温炉に入る装置を採用し、約770℃に予冷し、水系溶液に急冷します。

焼入れ媒体の選択：世界中からの最新の研究に基づいて、いわゆるハードシェル効果。要件：パーライト回転の最初の冷却速度は、圧縮応力でハードシェル効果を形成するために高速である必要があります。マルテンサイトはゆっくりと回転するため、亀裂が発生しにくく、プログラム制御のスプレー冷却を使用して速度を制御するなどの一連の研究結果は、普及と応用に値します。

当社が開発したPAG-ⅢAおよびPAG-ⅢB焼入れ液は、塩水やアルカリ水に似た新しいタイプのパーライト変態速度と、真に水焼入れや油に取って代わる油に似たマルテンサイト変態速度の緊急の必要性に基づいています。冷却。液を急冷し、防錆性を5日以上維持します。パーライトを塩水やアルカリ水と同じように変化させるには、急冷作業が液体に入るときに形成される気泡膜をすばやく破裂させて、冷却速度を加速させる必要があります。たとえば、3％の濃度では、最初の冷却速度はブラインやアルカリ水ほど良くありません。つまり、上記の要件を満たすために20つ以上の混合添加剤を追加する必要があります。実際、PAG-ⅢAの濃度は、水やポリビニルアルコールよりも早く一速に達し、同じ濃度のPAGでは他のメーカーよりも二速が遅くなります。ベルト炉：PAG-ⅢAはさまざまな方法で開発および適用されてきました...現在、全国で5を超えるメッシュベルト炉が使用されています。特にメッシュベルト炉浸炭は、ソフトスポット、不十分な硬度、大きな変形の問題を解決します...…。防錆性は20日以上で、PAGの消費量をXNUMX％削減します。

重慶には6つのPAG-ⅢAアプリケーションがあります。一部のメーカーがこのモデルを使用しているため、一部の特殊製品は他のメディアでは解決が難しい問題を解決し、出力が増加しています。機密保持のため、XNUMXつずつ紹介することはありません。それは高周波で広く使われています。中波焼入れ自動車車軸。

急冷液の濃度、温度、攪拌

私たちが提供する単位：鋼種に応じた焼入れ液のPAG濃度、部品のサイズ、およびその濃度を調整するための理論と経験に基づく外形寸法...

液温は30〜50℃に制御され、工場外の大きな循環プールが循環熱交換に使用されます。攪拌と循環は不可欠な全体です。

焼入れ後の硬さ制御

焼入れ後の硬度は、割れを防ぐための非常に重要な指標です。特に水性焼入れ液を使用する場合、硬度が高いほど、割れや変形の増加が起こりやすくなります。 42CrMoを取ります。たとえば、フロントアクスルビームはHRC48〜52で制御する必要があります。

焼戻しは焼入れ直後に行う必要があります

焼入れおよび焼戻し間隔：≤30分（Chongqing Construction Groupの軍用および民間製品では、水戻り間隔までの水ベースの液体焼入れが30分を超える必要があり、その後廃棄されます）小さな部品の生産は連続焼戻しに使用できます生産ライン。

鍛造および焼入れ後の金属組織構造と特性

鍛造熱焼入れ、予冷が必要な場合、一般的に結晶粒は大きくなります。データ[1、2、3]は、その年の学生の卒業論文のテストのため、一般的に使用される小さな標本は予冷されておらず、直接急冷されておらず、非常に重要な理論的根拠を与えています。

人々の革新と発展に伴い、現在の生産技術は現在、予冷と焼入れを採用しており、粒径は通常2〜3ですが、性能は優れています。上記のフロントアクスルビームを例にとると、結晶粒が小さく、標準的な疲労サイクルデータでは、900,000万回後に破壊が許容され、鍛造後の予冷および焼入れ疲労サイクルが採用されて1.3に達します。壊れることなく百万回。

粗粒の鍛造、予冷、焼入れ、試験性能が良いのはなぜですか？主な理由は、一般的な冶金顕微鏡では見えない小角粒界が増加し、転位密度が増加することです。したがって、多くの鍛造および焼入れユニットは、以前の検査ユニットで「問題を教える」必要があります。このため、現在金属組織標準に従事しているエンジニアリングおよび技術スタッフにとって、鍛造および焼入れ金属組織標準を迅速に策定することは緊急の問題です...

まとめ

鍛造後の廃熱焼入れへの予冷法の適用予冷温度の選択は、必要な構造と性能に基づいており、要件を満たしている限り、低いほど良いです。
鍛造後、最初の冷却速度（パーライト変態速度）を使用してハードシェル効果を形成するために、余熱による焼入れ用の焼入れ媒体が可能な限り選択されます。冷却速度が遅い（マルテンサイト変態速度が遅い）XNUMX番目の焼入れ液。
原材料やその他の側面が良好な場合、事前計画が亀裂を生成することであるかどうかは、XNUMXつの主要な影響を理解する必要があります。
原材料の化学組成と偏析は、特に亀裂が発生しやすいです。炉数を変更する場合は、少量の試作と100％磁化検査を行うことをお勧めします。大量のスクラップが発生しないようにするための対策を見つけるために活用してください。

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