Viden

 

Varmebehandling er et afgørende trin i stålomdannelsen, og bratkøling, som er den mest centrale proces blandt dem, bestemmer direkte stålets ydeevne. Hvad er hærdningstendens? Hvordan påvirker det stålets iboende kvalitet? Lad os i dag dykke ned i dette emne.

 

01 Hvad er hærdningstendens?

Figur 1 Hærdning af stålmaterialer

Hærdbarhed er den iboende egenskab ved metalliske materialer, især stål, til at danne en struktur med høj hårdhed og lav plasticitet (primært martensit) indvendigt, når det udsættes for hurtige afkølingsprocesser såsom svejsning eller bratkøling i varmebehandling. Jo større denne tendens er, desto mere sandsynligt er det, at materialet bliver hårdt og sprødt efter hurtig afkøling.

 

02 Den underliggende logik bag hærdningstendensen

Ståls hærdbarhed afspejler i det væsentlige den lethed, hvormed dets underkølede austenit omdannes til martensit under afkøling. Denne proces afhænger hovedsageligt af to faktorer: 1. Kemisk sammensætning er fundamental: Kulstof (C) er det vigtigste element, der påvirker hærdbarheden. Jo højere kulstofindholdet er, desto lettere er det at danne martensit med højt kulstofindhold, og desto højere er hårdheden. Selvom legeringselementer (såsom krom (Cr), molybdæn (Mo), vanadium (V) osv.) ikke øger hårdheden signifikant efter bratkøling, kan de forbedre austenits stabilitet, hæmme omdannelsen af ​​perlit eller bainit og derved fremme dannelsen af ​​martensit, hvilket indirekte øger hærdbarheden. 2. Kølehastigheden er en ekstern faktor: Kølehastigheden skal være større end materialets kritiske kølehastighed for at undertrykke andre diffusionstype-transformationer og tvinge den underkølede austenit til at omdanne til martensit.

 

03 Hovedrisici forårsaget af hærdbarhedstendens

Tendensen til høj hærdbarhed er meget relevant ved svejsning, primært fordi den direkte øger risikoen for koldrevning (især forsinket revnedannelse), hvilket er særligt bekymrende i CrMo-stål til trykbeholdere. Dannelsen af ​​koldrevning er et resultat af den kombinerede effekt af hærdet struktur, diffunderbart hydrogen og spænding.

o Den hærdede struktur giver en revnefølsom matrix: Den martensitiske struktur er hård og sprød med dårlig plasticitet, hvilket gør det vanskeligt at aflaste spændinger gennem plastisk deformation. Den har mange mikrodefekter, hvilket skaber betingelser for revnedannelse.

o Hydrogens rolle: Hydrogenatomer, der er inkorporeret i svejsesømmen under svejsning, diffunderer og akkumuleres i spændingskoncentrationsområder (såsom korngrænserne i martensitiske plader) under afkøling, hvilket genererer et enormt tryk, der forårsager materialeforsprødhed (hydrogenforsprødhed), hvilket fremkalder revner og fremmer deres spredning. Martensit med højt kulstofindhold er meget følsom over for hydrogenforsprødhed.

o Spændingens rolle: Termisk spænding forårsaget af ujævn opvarmning og afkøling af den svejsede samling, transformationsspænding på grund af asynkron mikrostrukturtransformation og strukturel fastholdelsesspænding udgør tilsammen den drivende kraft for revneudbredelse.

 

Vigor har mere end 20 års erfaring og et professionelt team inden for støbning og smedning samt efterbehandling. Hvis du har spørgsmål eller behov for at få lavet produkter, er du velkommen til at kontakte os på info@castings-forging.com