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Verhärtung von Stahl
Verhärtung von Stahl
1Definition der Stahlgehärtung
Die Verhärtung ist ein wesentlicher Wärmebehandlungsprozess nach dem Löschen von Stahl.die Temperatur für einen bestimmten Zeitraum hält, dann wird es mit kontrollierter Geschwindigkeit auf Raumtemperatur abgekühlt.
Nach dem Abkühlen bildet der Stahl metastabiles Martensit und Rest-Austenit, mit einer sehr hohen Härte, aber einer starken Bruchbarkeit und einer großen inneren Restbelastung.Die direkte Bedienung von gelöschten Werkstücken verursacht leicht Verformungen, Riss und Dimensionsunsicherheit, so daß das Härten für alle geschärften Stahlteile ein unverzichtbares Verfahren ist.
2- Kernzwecke der Verhärtung in der industriellen Produktion
- Anpassung umfassender mechanischer Eigenschaften
Verringern Sie die übermäßige Härte und Bruchbarkeit von gedämpftem Stahl, balancieren Sie Härte, Festigkeit, Plastizität und Zähigkeit, um den unterschiedlichen Serviceanforderungen an mechanische Teile, Werkzeuge und Formen gerecht zu werden.
- Beseitigung der Rückstandsbelastung beim Löschen
Das Auslöschen erzeugt große thermische Belastungen und Gewebeumwandlungsbelastungen. Eine rechtzeitige Temperung löst interne Belastungen ab, um Verformungen des Werkstücks und Rissfehler während der Verarbeitung oder des Dienstes zu vermeiden.
- Stabilisierung der Mikrostruktur und die Präzision der Abmessungen
Martensit und erhaltener Austenit sind instabile, metastabile Phasen, die bei langfristiger Anwendung spontan zersetzen und sich in Größen verändern.Die Verhärtung verwandelt sie in stabile Ferrit-Carbid-Verbundstrukturen, um die langfristige Maßgenauigkeit der Präzisionsbauteile (Lager) zu gewährleisten., Messgeräte, Stäbe).
3. Vier Stufen der Temperungsumwandlung (Evolutionierung der Mikrostruktur)
Der gesamte Verhärtungsprozess ist in vier kontinuierlich sich überlappende Phasen mit klaren Temperaturschwellen und metallurgischen Veränderungen unterteilt:
Stufe 1: Kohlenstofftrennung und anfängliche Martensitzerlegung (unter 200 °C)
- Die atomare Diffusion ist begrenzt; Kohlenstoffatome wandern nur kurze Strecken und trennen sich an Dislokationen, Zwillingsgrenzen und Martensitgitterplänen, um kohlenstoffreiche Zonen zu bilden.
- Über 80 °C beginnt der übersättigte Martensit zu zersetzen, und ultrafeine ε-Übergangskarbide präzipitieren in den Martensitmaschinen.
- Die Härte sinkt leicht, die partielle Verzerrungsbelastung des Gitters wird verringert; hauptsächlich bei Niedertemperatur-Tempering für Schneidwerkzeuge, Lagerteile (150~200 °C) angewendet.
Stufe 2: Zersetzung von ausgehaltenem Austenit (200°C bis 300°C)
Das bei der Ablösung entstehende Rest austenit zerfällt zu bainitischem Ferrit + Feinkarbiden. Diese Umwandlung kann zu einer leichten Erhöhung der Härte und einem lokalen Bruchrisiko führen.welche Wärmebehandlungsbetriebe bei Teilen mit hoher Härte vermeiden müssen.
Stufe 3: Bildung von stabilem Zementit Fe3C (250°C bis 500°C)
Unstabile ε-Carbide lösen sich auf und wandeln sich in stabilen lamellaren Zementit um. Die Martensitmatrix verliert den größten Teil des überschüssigen Kohlenstoffs und verwandelt sich in kohlenstoffarmen Ferrit.Die zusammengesetzte Mikrostruktur heißt Troostite.
Die Härte nimmt offensichtlich ab, während die Zähigkeit und Duktilität stark steigen.Erzielung einer hohen elastischen Grenze und Ermüdungsbeständigkeit.
Stufe 4: Vergrößerung des Carbids und Rekristallisierung des Ferrites (über 500 °C)
Zementitpartikel aggregieren, spheroidieren und wachsen; die Ferritmatrix erhält eine vollständige Erholung und Rekristallisierung zu gleichförmigen Körnern.Die endgültige Mikrostruktur ist Sorbit (spheroidisierter Zementit, verteilt in weichem Ferrit).
Hochtemperaturgehärtet (500°C bis 650°C) und gleichmäßig gehärtet, um gehärtetes Stahl mit ausgezeichneter Gesamtfestigkeit und Zähigkeit zu bilden, für Wellen, Zahnräder,Schwermaschinenbauteile für Maschinen und Automobilindustrie.
4. Drei allgemeine Industrietemperierungsklassifikationen
(1) Niedertemperaturgehärtet (150~200 °C)
Mikrostruktur: Gehärteter Martensit mit winzigen ε-Carbiden
Eigenschaften: Hohe Härte (58 ̊64 HRC), leichte Zähigkeitsverbesserung, geringe Belastung
Typische Erzeugnisse: Schneidwerkzeuge, Messmessgeräte, Lagerringe, Vergasungsmaschinen
(2) Mitteltemperaturgehärtet (350°C bis 500°C)
Mikrostruktur: gehärtetes Troost
Eigenschaften: mittlere Härte (40 ̊50 HRC), hervorragende Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit
Typische Produkte: Verschiedene Federn, Kupplungsscheiben, Leichtlastformen
(3) Hochtemperaturgehärtet (500°C bis 650°C)
Mikrostruktur: Gehärteter Sorbit
Eigenschaften: Mittlere Härte (22 ̊35 HRC), hervorragende Stärke-Härte-Übereinstimmung
Typische Produkte: Kurbelwellen, Getriebe, Schwerlastverbindungsstangen, Teile für Hydraulikventile
5Die wichtigsten Einflussfaktoren der Tempering-Transformation
- Temperatur der Härtung
Der entscheidendste Faktor: Höhere Temperatur beschleunigt die Karbidniederschlagung, die Grobung und die Ferritrekristallisierung, reduziert die Härte und erhöht die Zähigkeit erheblich.Legierte Stähle verlagern alle Umwandlungsstufen aufgrund des Pinning-Effekts von Legierteilen zu höheren TemperaturenPMC.
- Aufbewahrungszeit
Eine ausreichende Aufbewahrung gewährleistet eine vollständige Gewebeumwandlung und eine vollständige Belastungsentlastung; zu kurze Aufbewahrung führt zu unvollständiger Temperung und instabilen Abmessungen.
- Chemische Zusammensetzung von Stahl
Kohlenstoffgehalt: höherer Kohlenstoff bildet nach dem Härten mehr Carbide, wodurch eine höhere Härte erhalten bleibt.Legierungselemente (Cr, Mo, V, W): Verzögerung des Martensitzerfalls und der Vergrößerung des Karbids, Herstellung von Legierungskarbiden, Verbesserung der Temperungsbeständigkeit (Sekundärhärtung für warmgearbeitete Stahls).
- Kühlgeschwindigkeit nach dem Härten
Gewöhnlicher Kohlenstoffstahl nutzt Luftkühlung; hochlegierter Stahl, der anfällig für Temperungsbrüchigkeit ist, benötigt eine schnelle Ölkühlung, um die Trennung von Verunreinigungen zwischen den Körnern und den Verlust der Zähigkeit zu vermeiden.
6- Häufige industrielle Defekte im Zusammenhang mit der Verhärtung
- Unzureichende Härtung: Restbelastung unvollständig
Kneipen-Zeit : 2026-07-15 09:02:43
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