Lämpötila
|
Luokka |
Lämpötila (°C) |
|
S70C |
790-850 Öljykylmäys |
|
S60C |
800-860 veden sammutus |
|
S55C |
800-860 veden sammutus |
|
S45C |
800-850 vesikarkaisu |
|
S15C |
800-860 vesikarkaisu |
Karkaisuominaisuudet tavanomaisille Steel Grades
▲ Takaisin sivun alkuun
Lämpökäsittely-ympäristö ja varotoimet erikoisteräksille
Lämpökäsittelyn yleiskatsaus Uunin ja materiaalin lämpötila Pre-käsittely ja ilmakehä
Karkotus Karkaisu Hehkutus
1. Lämpökäsittelyn yleiskatsaus
Lähes kaikki kylmävalssatut erikoisteräsnauhat sammutetaan ja karkaistaan soveltuvin osin käyttötarkoituksesta riippuen.
Tärkeimmät näkökohdat näitä lämpökäsittelyprosesseja suoritettaessa ovat:
(1) lämmittää ja jäähdyttää tuote tasaisesti käyttäen sopivia olosuhteita,
(2) ehkäistä hiilenpoistumista, hilseilyä ja korkean lämpötilan korroosiota mahdollisimman paljon, ja
(3) valita sammutusmenetelmä, joka minimoi sammutusmuodonmuutoksen.
2. Uunin ja materiaalin lämpötila
Lämpökäsittelyä suoritettaessa lämpökäsittelyuunin lämpötila mitataan ja sitä käytetään lämpötilana, johon materiaali kuumennetaan. Joskus materiaalin todellisen lämpötilan ja mitatun uunin lämpötilan välillä voi kuitenkin olla suuri ero tai vaihtelu. Sen vuoksi on tarpeen tutkia perusteellisesti lämpötilan ominaisuudet ja valvoa lämpötilaa ja muuttaa lämpökäsittelyprosessia sen mukaisesti.
3. Esikäsittely ja ilmakehä
Kylmävalssattuja erikoisteräsnauhoja käsiteltäessä hiilenpoistuminen tapahtuu sitä helpommin, mitä korkeampi hiilipitoisuus on. Erityisesti riski kasvaa korkean lämpötilan kuumennusprosesseissa, kuten sammutuksessa.
Jos materiaali on likaantunut lialla tai vierailla aineilla, voi esiintyä korkean lämpötilan korroosiota. Siksi on tarpeen esikäsitellä materiaalipinnat puhdistamalla ne ja säätää uunin ilmakehä ennen lämpökäsittelyä. RX-kaasua käytetään uunin vakioilmakehänä karkaisun aikana, NX-kaasua karkaisun aikana, mutta myös N2-, H2-, AX- ja muita kaasuja käytetään. Joissakin tapauksissa käytetään neutraaleja suolakylpyuuneja, metallikylpyuuneja, uuniputkia, koteloita ja muita laitteita sen varmistamiseksi, että materiaali ei pääse suoraan kosketuksiin ilman kanssa.
4. Sammutus
Useimmissa tapauksissa sammutuslämpötilana käytetään edellä olevassa taulukossa esitetyn sammutuslämpötila-alueen keskikohdan tienoilla olevaa arvoa. Tätä lämpötilaa pidetään yllä muutamista kymmenistä sekunneista useisiin minuutteihin riippuen materiaalilaadusta, mitoista, muodosta, vaadituista ominaisuuksista ja sammutusmenetelmästä. Sammutusolosuhteet vaikuttavat merkittävästi tuotteen ominaisuuksiin. Jos sammutuslämpötila on liian korkea tai sitä ylläpidetään liian kauan, rakeet kasvavat, sitkeys heikkenee ja hiiltymisen riski kasvaa. Toisaalta, jos sammutuslämpötila on liian alhainen tai sitä ei pidetä yllä riittävän pitkään, tuote ei kovetu ja voi syntyä pehmeitä kohtia. Siksi on tärkeää valita sopivat sammutusolosuhteet.
Normaalisti materiaalien jäähdyttämiseen käytetään öljyä tai vettä. Vedellä sammutetut tuotteet kovettuvat paremmin kuin öljyllä sammutetut tuotteet, mutta ovat alttiimpia ongelmille, kuten sammutusmuodonmuutoksille ja halkeilulle. Tästä syystä kylmävalssatuissa erikoisteräsnauhoissa käytetään öljykarkaisua joitakin erityistapauksia lukuun ottamatta.
Karkaisun aiheuttaman muodonmuutoksen välttämiseksi öljyn lämpötilaa nostetaan ja suoritetaan martemperointi. Erityistapauksissa sammutus suoritetaan suola- tai metallikylvyssä (austemperointi). Nauhamuotoja tai yksinkertaisia muotoja varten käytetään jakkaran sammutusta, puristuskarkaisua ja muita menetelmiä.
Karkaisulämpötilan osalta viitataan edellä olevaan taulukkoon.
5. Karkaisu
Kovuudestaan huolimatta karkaistusta materiaalista puuttuu sitkeys ja se on haurasta. Jotta ne voidaan viimeistellä sitkeyttä ja lujuutta omaaviksi materiaaleiksi, ne on siksi karkaistava. Karkaisuolosuhteet määritetään kullekin materiaalille vaadittavien ominaisuuksien mukaan ottamalla huomioon testitulokset, teräslaadun karkaisuominaisuudet ja muut tekijät.
Kylmävalssatuille erikoisteräsnauhoille käytetään tietyissä tapauksissa (erityisesti silloin, kun vaaditaan sitkeyttä) pitkää karkaisuaikaa, koska käytetyn materiaalin määrä on pieni ja karkaisutyö tehdään usein peräkkäin. Näyttää kuitenkin siltä, että useimmat valmistajat käyttävät usein lyhyttä, enintään muutaman minuutin karkaisuaikaa. Lisäksi peräkkäisen karkaisuprosessin luonteen vuoksi, jos aika on lyhyt, lämpötila asetetaan hieman korkeammaksi ja tuotteita karkaistaan toistuvasti. Yleissääntönä on kuitenkin, että materiaalit, joita karkaistaan matalassa lämpötilassa pitkään, ovat sitkeämpiä kuin ne, joita karkaistaan korkeassa lämpötilassa. Sen vuoksi on huolehdittava siitä, ettei karkaisu-uunia lyhennetä, karkaisulämpötilaa nosteta ja karkaisuaikaa lyhennetä tarpeettoman lyhyeksi. Käyttämällä öljy-, metalli- tai suolakylpyjä karkaisuun voidaan lyhentää aikaa avokarkaisuun verrattuna.
Karkaisuominaisuudet yleisimmille teräslaaduille on esitetty alla olevissa kaavioissa.
6. Hehkutus
Materiaaleja hehkutetaan niiden pehmentämiseksi tai muodonmuutosten poistamiseksi. Tällaisissa sovelluksissa sopiva hehkutuslämpötila on 600ºC-700ºC.
Jos lämpötila on liian korkea, rakenne voi muuttua ja voi tapahtua hiilenpurkautumista tai hilseilyä, joten on yleensä parempi valita lämpötila matalammalta puolelta.
Lämpötilaa 600ºC-700ºC ylläpidetään muutamasta minuutista 30 minuuttiin, minkä jälkeen materiaali jäähdytetään vähitellen noin 200ºC:een. Sen voidaan antaa jäähtyä luonnollisesti, kun lämpötila on 200ºC tai alle