Nhiệt độ sau khi làm cứng cảm ứng: Khi nào cần thiết và nó thay đổi điều gì?

Ủ sau khi làm cứng cảm ứng thường được sử dụng để sửa đổi điều kiện được tạo ra bằng cách làm nguội. Nó có thể làm giảm độ giòn của lớp cứng đã được làm nguội, giảm bớt một phần ứng suất dư và điều chỉnh sự cân bằng cuối cùng giữa độ cứng và độ dẻo dai. ASM mô tả quá trình ủ thép được tôi cảm ứng như một phương pháp xử lý nhiệt dưới tới hạn được sử dụng cho các mục đích bao gồm cả độ dẻo dai, độ dẻo, ổn định kích thước, giảm căng thẳng và kiểm soát các tính chất cơ học. (Thư viện số ASM)

Điều đó không có nghĩa là mọi bộ phận được làm cứng bằng cảm ứng đều phải được xử lý ủ như nhau. Yêu cầu phải đến từ bản vẽ chi tiết, đặc điểm kỹ thuật vật liệu hoặc quy trình xử lý nhiệt được xác nhận. Vật liệu, điều kiện cứng và các đặc tính cuối cùng cần thiết đều ảnh hưởng đến quyết định.

1. Tại sao ủ được sử dụng sau khi làm cứng cảm ứng?

Trong tôi cứng bằng cảm ứng, vùng bề mặt đã chọn được làm nóng và làm nguội để tạo ra cấu trúc cứng cần thiết. Đối với thép và điều kiện xử lý phù hợp, điều này thường liên quan đến sự hình thành martensite ở vùng cứng.

Điều kiện được làm nguội mang lại độ cứng cao, nhưng nó cũng có thể tương đối giòn và chứa ứng suất dư đáng kể. Quá trình ủ làm nóng lại thép đã cứng dưới nhiệt độ biến đổi tới hạn của nó để có thể điều chỉnh điều kiện này mà không cần lặp lại quá trình austenit hóa và làm nguội. (Thư viện số ASM)

Đối với bộ phận sản xuất, do đó mục đích không chỉ đơn giản là làm cho độ cứng thấp hơn. Quá trình ủ được sử dụng khi thành phần cuối cùng yêu cầu sự cân bằng các đặc tính khác với điều kiện đã được làm nguội.

Câu hỏi liên quan là:

Vùng được làm cứng đã được làm nguội đã đáp ứng điều kiện vật liệu cuối cùng được yêu cầu chưa, hoặc là một bước ủ cần thiết để đạt được nó?

Câu trả lời phụ thuộc vào đặc điểm kỹ thuật của thành phần và phản ứng của vật liệu.

2. Những thay đổi trong quá trình ủ?

Một số tính chất có thể thay đổi trong quá trình ủ, và chúng không nên được xem xét một cách độc lập.

Làm nguội vs. điều kiện tôi luyện - độ cứng, độ giòn và ứng suất dư đều thay đổi.

Độ cứng

Quá trình ủ thường làm giảm độ cứng của thép martensitic đã được làm nguội. Mức độ giảm đó phụ thuộc vào thép và toàn bộ lịch sử nhiệt độ theo thời gian của chu trình ủ.. (Thư viện số ASM)

Đây là lý do tại sao giá trị độ cứng đã được làm nguội không được tự động coi là độ cứng cuối cùng khi quá trình ram là một phần của trình tự xử lý nhiệt được chỉ định..

độ dẻo dai

Cấu trúc martensitic được làm nguội có thể tương đối giòn. Quá trình ủ có thể làm giảm độ giòn đó và điều chỉnh sự cân bằng giữa độ cứng và độ dẻo dai.

Mục tiêu không nhất thiết là đạt được độ cứng cao nhất có thể. Đó là để đạt được điều kiện cần thiết cho bộ phận sau quá trình xử lý nhiệt hoàn chỉnh.

Căng thẳng dư thừa

Sự đông cứng cảm ứng tạo ra sự phân bố ứng suất dư do sự gia nhiệt cục bộ, biến đổi và dập tắt. Sự phân bố thực tế phụ thuộc vào vật liệu, phần hình học và quá trình.

Quá trình ủ có thể làm giảm một phần ứng suất được tạo ra trong quá trình đông cứng. Giảm căng thẳng là một trong những mục đích được công nhận của việc tôi luyện thép cứng. (Thư viện số ASM)

Điều này không nên được hiểu là việc ủ sẽ loại bỏ tất cả ứng suất dư hoặc tự động hiệu chỉnh biến dạng..

Ổn định kích thước

Giảm căng thẳng và thay đổi cấu trúc vi mô trong quá trình ủ có thể ảnh hưởng đến ổn định kích thước. Cùng lúc đó, sự thay đổi kích thước cũng có thể xảy ra trong chính chu trình ủ.

Đối với các thành phần chính xác, do đó, các kích thước liên quan cần được xem xét sau quá trình làm cứng và ram hoàn chỉnh thay vì chỉ sau khi tôi.

3. Khi nào cần ủ sau khi làm cứng cảm ứng?

Không có quy tắc chung nào có thể áp dụng cho mọi bộ phận được tôi cứng bằng cảm ứng.

Đối với một bộ phận sản xuất đã được thiết lập, bản vẽ, Thông số kỹ thuật xử lý nhiệt hoặc quy trình được phê duyệt thường xác định liệu có cần ủ hay không.

Nơi quy trình vẫn đang được phát triển, quyết định phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện cuối cùng được yêu cầu từ thành phần đã cứng.

Yếu tố	Những gì cần được xem xét
Vật liệu	Các loại thép khác nhau phản ứng khác nhau với quá trình đông cứng và ủ
Tình trạng đã nguội	Độ cứng, mô hình cứng và trạng thái ứng suất phụ thuộc vào quá trình đông cứng trước đó
Độ cứng cuối cùng cần thiết	Yêu cầu này thường áp dụng cho điều kiện xử lý nhiệt thành phẩm
Yêu cầu về độ dẻo dai	Điều kiện đã được làm nguội có thể không mang lại sự cân bằng cần thiết về độ cứng và độ dẻo dai
Vùng cứng và hình học	Sự đông cứng cục bộ tạo ra các điều kiện nhiệt và ứng suất khác nhau trên toàn bộ thành phần
Bản vẽ hoặc quy trình đặc tả	Việc chấp nhận sản xuất phải tuân theo yêu cầu xử lý nhiệt đã chỉ định

Sự khác biệt này rất quan trọng vì không nên sử dụng quá trình ủ như một biện pháp hiệu chỉnh chung cho quá trình làm cứng cảm ứng không phù hợp..

Nếu một thành phần có mô hình làm cứng không chính xác, độ sâu vỏ không đủ, vùng mềm cục bộ hoặc nứt, nguyên nhân trước tiên cần được điều tra trong quá trình làm cứng và làm nguội. Quá trình ủ không bù đắp cho mọi vấn đề được tạo ra trước đó trong chu kỳ.

4. Tại sao chỉ nhiệt độ ủ là không đủ

Một quá trình ủ không thể được xác định chỉ bằng nhiệt độ.

Phản ứng luyện kim phụ thuộc vào cả hai nhiệt độ và thời gian, cùng với các yếu tố như thành phần thép và điều kiện tạo ra trong quá trình đông cứng. ASM đặc biệt coi việc tiếp xúc với nhiệt độ theo thời gian là vấn đề trọng tâm khi so sánh quá trình ủ cảm ứng với quá trình ủ lò thông thường. (Thư viện số ASM)

Điều này trở nên đặc biệt quan trọng khi quy trình ủ lò hiện tại đang được xem xét để chuyển đổi sang gia nhiệt cảm ứng..

Một tuyên bố như:

“Quá trình lò sử dụng nhiệt độ này, vì vậy quá trình cảm ứng nên sử dụng cùng một nhiệt độ.”

là không đủ để thiết lập một quy trình tương đương.

Gia nhiệt cảm ứng có thể đưa một vùng được chọn đến nhiệt độ nhanh hơn nhiều và có thể tạo ra lịch sử nhiệt khác với quá trình gia nhiệt bằng lò. Do đó, quy trình phải được phát triển xung quanh các đặc tính cuối cùng được yêu cầu thay vì chỉ sao chép từ giá trị nhiệt độ danh nghĩa..

Điều kiện ủ yêu cầu có thể phụ thuộc vào:

Không nên giả sử sự kết hợp nhiệt độ-thời gian duy nhất để áp dụng cho tất cả các bộ phận được làm cứng bằng cảm ứng..

Luồng quy trình: phôi cứng → ủ cảm ứng → phôi được tôi luyện.

5. Quá trình ủ cảm ứng và ủ lò không giống nhau về chu trình nhiệt

Cả hệ thống sưởi cảm ứng và hệ thống sưởi lò đều có thể được sử dụng để ủ, nhưng chúng truyền nhiệt theo cách khác.

Quá trình ủ trong lò thường khiến một phần lớn hơn của bộ phận phải trải qua chu trình gia nhiệt tương đối kéo dài.. Ủ cảm ứng có thể truyền nhiệt cục bộ hơn và trong chu kỳ ngắn hơn, tùy theo từng bộ phận và cách bố trí thiết bị.

Việc xử lý thép tôi cảm ứng của ASM phân biệt cụ thể các yêu cầu tiếp xúc với nhiệt độ theo thời gian của lò nung và tôi luyện cảm ứng. (Thư viện số ASM)

Vì lý do đó, một phương pháp không nên được coi là tự động tương đương với phương pháp kia chỉ vì sử dụng cùng một nhiệt độ cao nhất.

Sự lựa chọn giữa chúng phụ thuộc vào vùng tôi luyện cần thiết, quy trình sản xuất và kết quả vật liệu được xác nhận.

Việc lựa chọn thiết bị được thực hiện sau khi yêu cầu luyện kim này được thiết lập. Sau đó, một câu hỏi riêng biệt là liệu ứng dụng có phù hợp hơn với một hệ thống ủ cảm ứng hoặc một phương pháp ủ khác.

6. Kết quả cuối cùng nên được đánh giá như thế nào?

Nếu quá trình ủ là một phần của quy trình được chỉ định, điều kiện chấp nhận quan trọng thường là điều kiện sau khi ủ, không chỉ tình trạng ngay sau khi đông cứng.

Ví dụ, nếu bản vẽ chỉ định độ cứng bề mặt cuối cùng, giá trị đó cần được đánh giá ở giai đoạn thích hợp của trình tự xử lý nhiệt đã hoàn thành..

Các yêu cầu khác có thể bao gồm độ sâu trường hợp, mô hình cứng lại, vi cấu trúc, dung sai kích thước hoặc kiểm tra vết nứt, tùy thuộc vào đặc điểm kỹ thuật thành phần.

Do đó, kế hoạch kiểm tra phải tuân theo bản vẽ và các yêu cầu quy trình hiện hành.. Một máy hoàn thành chu trình gia nhiệt được lập trình sẽ xác nhận rằng quy trình đã chạy; bản thân nó không xác nhận rằng mọi đặc tính quy định của phần hoàn thiện đã đạt được.

Để thảo luận chi tiết hơn về sự khác biệt này, xem hướng dẫn của chúng tôi về kiểm tra độ cứng cảm ứng, bao gồm cả độ cứng bề mặt, độ sâu trường hợp hiệu quả và xác minh mẫu cứng.

7. Thông tin gì xác định yêu cầu ủ?

Khi đánh giá quá trình ủ sau khi làm cứng cảm ứng, thông tin khởi đầu hữu ích nhất là tương đối đơn giản:

Nếu quy trình ủ hiện tại đã được phê duyệt, thông tin quy trình của nó cũng có thể cung cấp một tài liệu tham khảo hữu ích.

Mục tiêu là xác định điều kiện vật liệu cuối cùng cần thiết trước tiên. Phương pháp gia nhiệt và cấu hình thiết bị sau đó có thể được phát triển xung quanh yêu cầu đó.

Chìa khóa mang đi

Ủ sau khi làm cứng cảm ứng không chỉ đơn giản là một bước gia nhiệt bổ sung được sử dụng để giảm độ cứng. Nó sửa đổi tình trạng cứng lại và có thể điều chỉnh độ cứng, sự dẻo dai, ứng suất dư và độ ổn định kích thước đối với điều kiện cuối cùng mà đặc tính thành phần yêu cầu.

làm cứng cảm ứng → làm nguội → ủ khi cần thiết → xác minh lần cuối

Điều kiện ủ chính xác là điều kiện tạo ra điều kiện bộ phận cuối cùng được chỉ định—không phải nhiệt độ hoặc chu trình được sao chép từ thành phần khác.