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Abschrecken und Anlassen: Wärmebehandlungsprozess und Leistungsoptimierung von Stahl
Abschrecken und Anlassen (Abschrecken + Anlassen) ist ein gängiges Wärmebehandlungsverfahren für Stahl, das normalerweise zur Verbesserung der Stahleigenschaften verwendet wird. Der Hauptzweck des Abschreckens und Anlassens besteht darin, durch geeignete Heiz- und Kühlprozesse eine ausgewogene Organisationsstruktur des Stahls zu erreichen und so seine Festigkeit, Härte und Zähigkeit zu verbessern. Dieser Prozess umfasst normalerweise die folgenden Schritte:
- Erhitzen (Austenitisieren): Stahl wird zunächst über seine kritische Temperatur (d. h. Austenitisierungstemperatur) erhitzt, wodurch er sich vollständig in Austenit (Austenitium) umwandelt, eine hochtemperaturbeständige Stahlstruktur.
- Einweichen: Stahl wird für eine gewisse Zeit bei hoher Temperatur gehalten, um die Homogenisierung der Struktur sicherzustellen. Dieser Schritt trägt dazu bei, die Härtbarkeit des Materials zu verbessern.
- Abkühlen (Abschrecken): Der Stahl wird schnell abgekühlt, wodurch sich Austenit schnell in Martensit umwandelt und die Härte dadurch zunimmt. Die Auswahl des Kühlmittels und die Kontrolle der Abkühlgeschwindigkeit sind für den Erfolg des Abschreck- und Anlassprozesses von entscheidender Bedeutung.
- Anlassen: Abgeschreckter und angelassener Stahl ist normalerweise zu spröde und hart, daher muss er angelassen werden, um die Härte zu verringern und die Zähigkeit zu verbessern. Bei diesem Schritt wird der Stahl auf eine niedrigere Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit warm gehalten und dann abgekühlt.
Vergütungsstahl weist eine höhere Festigkeit und Härte auf, behält dabei aber ein gewisses Maß an Zähigkeit. Dadurch eignet er sich für viele technische Anwendungen, insbesondere wenn ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Zähigkeit erforderlich ist. Es ist zu beachten, dass unterschiedliche Stahlsorten und unterschiedliche Vergütungsparameter (Temperatur, Zeit, Abkühlrate usw.) zu unterschiedlichen Eigenschaften führen. Daher muss beim Vergüten ein entsprechender Prozessplan basierend auf der spezifischen Legierungszusammensetzung und den Anwendungsanforderungen entwickelt werden. Kohlenstoffstahl wird häufig ohne abschließende Wärmebehandlung verwendet, er kann jedoch geglüht, normalisiert, einsatzgehärtet oder angelassen werden, um seine Herstellungs- und mechanischen Eigenschaften zu verbessern.
SS400 Weichstahl
SSS400/Q235 ist ein gewöhnlicher kohlenstoffarmer Baustahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,12 % und 0,2 %, was Stahl Nr. 10 und Nr. 20 entspricht. Theoretisch kann er abgeschreckt werden, um Martensit zu erhalten, aber aufgrund des martensitischen Kohlenstoffs ist die Übersättigung sehr gering und die Härte nach dem Abschrecken sehr gering, nur etwa 170 HBS. Die Härte dieses Stahls in seinem Lieferzustand beträgt etwa 144 HBS (er wurde vor Verlassen des Werks normalisiert). Es ist ersichtlich, dass beim Abschrecken mit Q235 die Festigkeits- und Härtezunahme nicht offensichtlich ist und er auch mit den Nachteilen der Wärmebehandlung wie Verformung, Rissbildung, Oxidation, Entkohlung und Wärmebehandlungskosten konfrontiert ist, was ziemlich unwirtschaftlich ist. SS400-Weichstahl wird im Allgemeinen ohne Wärmebehandlung gekauft. Im Allgemeinen wird er in Ingenieurprojekten verwendet, bei denen große Mengen Stahl benötigt werden. Die Menge ist riesig. Er wird normalerweise nach dem Warmwalzen verwendet. Warmwalzen bedeutet eine Normalisierung der Wärmebehandlung. Es gibt mehrere Gründe, auf eine Wärmebehandlung zu verzichten:
– Diese Anlässe stellen keine hohen mechanischen Anforderungen.
- Das Volumen der Stahlkomponenten ist zu groß und eine Wärmebehandlung ist nicht praktikabel.
- Das Material ist billig, die Qualitätsanforderungen sind relativ niedrig und es handelt sich um kohlenstoffarmen Stahl, sodass die Wärmebehandlungswirkung nicht sehr gut ist.
- Wenn Sie Q235 zum Härten verwenden müssen, können Sie es nur aufkohlen, was jedoch nicht kosteneffizient ist.
1045/S45C Kohlenstoffstahl
1045/S45C-Stahl ist ein häufig verwendeter vergüteter Baustahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt. Die Kaltplastizität dieses Stahls ist durchschnittlich. Glühen und Normalisieren sind etwas besser als Abschrecken und Anlassen. Er hat eine höhere Festigkeit und eine bessere Bearbeitbarkeit. Nach entsprechender Wärmebehandlung kann ein gewisses Maß an Zähigkeit, Plastizität und Verschleißfestigkeit erreicht werden. Materialquelle praktisch. Geeignet für Wasserstoffschweißen und Argonlichtbogenschweißen, jedoch nicht für Gasschweißen. Vor dem Schweißen ist ein Vorwärmen erforderlich, und nach dem Schweißen sollte ein Spannungsentlastungsglühen durchgeführt werden. Das Normalisieren kann die Schneidleistung von Rohlingen mit einer Härte von weniger als 160 HBS verbessern. Nach dem Abschrecken und Anlassen sollten die umfassenden mechanischen Eigenschaften dieses Stahls im Vergleich zu anderen Baustählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt optimiert sein. Die Härtbarkeit dieses Stahls ist jedoch gering. Der kritische härtbare Durchmesser in Wasser beträgt 12 bis 17 mm und er neigt beim Abschrecken in Wasser zum Reißen. Wenn der Durchmesser größer als 80 mm ist, sind seine mechanischen Eigenschaften nach dem Abschrecken und Anlassen oder Normalisieren ähnlich. Durch die Vergütungsbehandlung können für mittlere und kleine Formteile eine höhere Festigkeit und Zähigkeit erzielt werden.
Anwendungen von Kohlenstoffstahl 1045/S45C:
- Kann als eines der Materialien zur Herstellung von DIN-Keilschlüsseln 6883-1956 verwendet werden; kann zur Herstellung von Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8 und 9.8 M16 und darunter, Schrauben der Festigkeitsklasse 10.9 und M22 und darunter, Muttern der Festigkeitsklasse 8, 9 und 10 sowie Unterlegscheiben der Festigkeitsklasse 300HV verwendet werden, siehe JC/T 5057.40-1995.
- Kann zur Herstellung hochfester großer Sechskantschrauben für Stahlkonstruktionen der Güteklasse 8.8S M20 und darunter, großer Sechskantmuttern der Güteklasse 10H oder 8H und hochfester Unterlegscheiben der Leistungsklasse 35~45HRC verwendet werden. Siehe GB/T 1231-2006.
25CrMo4/35CrMo4/42CrMo4Stahl Q+T
Die oben genannten Materialien sind allesamt kohlenstoffarme legierte Stähle, die Legierungselemente wie Chrom und Molybdän enthalten, eine hohe Härtbarkeit und keine Anlasssprödigkeit aufweisen. 25CrMo4-legierter Stahl weist eine ausreichende Hochtemperaturfestigkeit unter 500 Grad auf, ist sehr gut schweißbar, neigt kaum zur Kaltrissbildung und ist gut bearbeitbar und hat eine gute Kaltverformungsplastizität. 35CrMo4-Stahl wird üblicherweise im vergüteten oder aufgekohlten und abgeschreckten Zustand verwendet. Wärmebehandlungsspezifikationen für diesen Stahl: Abschrecken bei 880 Grad, Wasserkühlung, Ölkühlung; Anlassen bei 500 Grad, Wasserkühlung, Ölkühlung. 42CrMo4-legierter Stahl wird zur Herstellung von Hochdruckrohren und verschiedenen Befestigungselementen sowie hochwertiger aufgekohlter Teile wie Zahnrädern und Wellen verwendet, die in nicht korrosiven Medien und Medien mit Betriebstemperaturen unter 250 Grad arbeiten und Stickstoff- und Wasserstoffgemische enthalten.
