Definicja:
Wyżarzanie sferoidyzujące to proces wyżarzania mający na celu sferoidyzację węglika (cementytu Fe3C) w stali. Stal jest podgrzewana do temperatury 20 ~ 30 stopni powyżej Ac1, utrzymywana przez pewien okres czasu, a następnie powoli schładzana do temperatury nieco niższej niż Ac1 i pozostaje przez pewien okres czasu, aby transformacja organizacyjna została zakończona, a organizacja węglika sferoidalnego lub ziarnistego była równomiernie rozłożona na osnowie ferrytowej.
Zakres aplikacji:
Wyżarzanie sferoidyzujące stosuje się głównie do stali eutektoidalnej i stali nadeutektoidalnej, takiej jak węglowa stal narzędziowa, stopowa stal narzędziowa, stal łożyskowa i tak dalej. Stal jest chłodzona powietrzem po walcowaniu i kuciu, a powstałą strukturą jest perlit płytkowy i cementyt siatkowy, który jest twardy i kruchy, nie tylko trudny do cięcia, ale także łatwy do odkształcenia i pękania podczas procesu hartowania. Otrzymane wyżarzanie sferoidyzujące to sferyczna struktura perlitu, w której cementyt to kuliste cząstki rozproszone w osnowie ferrytycznej, w porównaniu z perlitem płatkowym, nie tylko o niskiej twardości, łatwe do cięcia, a podczas ogrzewania hartowniczego ziarna austenitu nie są łatwe rosnąć, chłodzenie przedmiotu obrabianego i tendencja do pękania są niewielkie. Ponadto wyżarzanie sferoidyzujące można również zastosować w przypadku niektórych stali podeutektoidalnych, które wymagają poprawy odkształcenia plastycznego na zimno (takich jak tłoczenie, spęczanie na zimno itp.).
Temperatura ogrzewania podczas wyżarzania sferoidyzującego wynosi Ac1 plus (20 ~ 40) stopni lub Acm-(20 ~ 30) stopni, a chłodzenie izotermiczne lub bezpośrednie powolne chłodzenie po utrwalaniu cieplnym. Podczas wyżarzania sferoidyzującego austenizacja jest „niepełna”, jedynie perlit płatkowy przekształca się w austenit i rozpuszcza się niewielka ilość nadmiaru węglika. Dlatego niemożliwe jest wyeliminowanie węglika sieciowego, takiego jak istnieje węglik sieciowy stali nadeutektoidalnej, należy go znormalizować przed wyżarzaniem sferoidyzującym, aby go wyeliminować, aby zapewnić normalny proces wyżarzania sferoidyzującego.
Technika:
Istnieje wiele procesów wyżarzania sferoidalnego, a dwa najczęściej stosowane procesy to zwykłe wyżarzanie sferyczne i izotermiczne wyżarzanie sferyczne. Zwykłe wyżarzanie sferoidyzujące polega na podgrzaniu stali do temperatury 20 ~ 30 stopni powyżej Ac1, utrzymaniu ciepła przez odpowiedni czas, a następnie powolnym chłodzeniu w piecu do temperatury około 500 stopni poza chłodzeniem powietrzem pieca. Izotermiczne wyżarzanie sferoidyzujące przebiega tak samo, jak zwykły proces wyżarzania sferoidyzującego po nagrzaniu i przetrzymywaniu, przy czym chłodzenie pieca do temperatury nieco niższej niż Ar1. Czas izotermy jest 1,5 razy dłuższy od czasu nagrzewania i przetrzymywania. Po schłodzeniu izotermicznym z piecem do około 500 stopni z chłodzeniem powietrzem. W porównaniu ze zwykłym wyżarzaniem sferoidalnym, wyżarzanie izotermiczne nie tylko może skrócić cykl, ale także może ujednolicić strukturę nodularyzacji i może ściśle kontrolować twardość po wyżarzaniu.
Wyżarzanie sferoidyzujące stosowane jest głównie w przypadku stali węglowych nadeutektoidalnych i stopowych stali narzędziowych (takich jak stal stosowana do produkcji narzędzi skrawających, narzędzi pomiarowych, form). Jego głównym celem jest zmniejszenie twardości, poprawa obrabialności i przygotowanie do późniejszego hartowania. Proces ten sprzyja obróbce plastycznej i skrawaniu, ale także poprawia wytrzymałość mechaniczną. Zwłaszcza w przypadku stali łożyskowej, narzędziowej i innych stali, np. poprzez wykonanie wyżarzania sferoidyzującego przed hartowaniem, można uzyskać następujące efekty:
Stal łożyskowa:równomierny efekt hartowania; Zmniejsz deformację hartowania; Zwiększ twardość hartowania; Popraw wydajność cięcia przedmiotu obrabianego; Poprawić właściwości łożysk, takie jak odporność na zużycie i odporność na wżery.
Stal narzędziowa:równomierny efekt hartowania; Hamowanie pękania hartowniczego, zginania hartowniczego i innych zjawisk; Popraw odporność na zużycie, ostrość ostrza i żywotność.
W zależności od gatunku stali i celu wyżarzania, wyżarzanie sferoidalne można podzielić na następujące typy:
(1) Zwykłe wyżarzanie sferoidyzujące, to znaczy stal jest podgrzewana do temperatury 730 ~ 740 stopni C przez odpowiedni czas, a następnie powoli schładzana do 650 stopni C z prędkością mniejszą niż 20 stopni C/h. Ten proces wyżarzania jest odpowiedni dla węglowych stali narzędziowych o składzie eutektoidalnym.
(2) Okresowe wyżarzanie sferoidyzujące, znane również jako wyżarzanie cykliczne. Jest on wielokrotnie podgrzewany i schładzany do temperatury bliskiej punktu A, zwykle przez 3 do 4 cykli, tak że w trakcie powtarzanego procesu perlit płatkowy kilkakrotnie się rozpuszcza i wytrąca, a węglik ulega brodawkowaniu. Proces ma długi cykl produkcyjny, niewygodną obsługę i trudną kontrolę i jest odpowiedni dla stali z poważnym perlitem.
(3) izotermiczne wyżarzanie sferoidyzujące. Ogólnie rzecz biorąc, jest on podgrzewany do 800 ± 10 stopni C, a następnie schładzany do 700 ± 10 stopni C (w pobliżu A1) przez długi czas po izolacji, a następnie schładzany do 600 stopni C z prędkością 30 ~ 50 stopni C/h . Ogólna stal łożyskowa najczęściej wykorzystuje ten proces.
(4) Odkształcenie - wyżarzanie sferoidyzujące. Kiedy odkształcenie plastyczne łączy się z procesem wyżarzania sferoidyzującego, gęstość i odkształcenie dyslokacji w stali wzrasta w wyniku odkształcenia plastycznego, co może przyspieszyć rozpuszczanie i sferoidyzację węglika płatkowego podczas wyżarzania, przyspieszając w ten sposób szybkość sferoidyzacji i skracając czas sferoidyzacja.
