Kaj morate nadzorovati pri kaljenju vitkih kvadratnih in pravokotnih jeklenih cevi?

Kaljenje kvadratne ali pravokotne cevi je od zunaj videti kot ena sama operacija - segrejte jo, spustite v tekočino in močno izvlecite. V proizvodnji gre za zaporedje ločenih odločitev in napaka pri kateri koli od njih se pokaže bodisi kot upognjena cev, neenakomeren odčitek trdote ali razpoka, ki ni bila nikoli vidna, dokler del ni odpovedal med uporabo. To je povzetek kontrolnih točk, ki dejansko odločajo o rezultatu, izhaja iz proizvodne prakse in ne iz tabele mehanskih lastnosti razreda.

Tanka cev, ogrevana vodoravno, ne glede na to, ali je v komorni peči ali kopeli, se nekoliko povesi pod lastno težo v trenutku, ko doseže temperaturo in izgubi togost - jeklo izgubi znaten del elastičnega modula pri sobni-temperaturi, veliko preden doseže tipično temperaturo utrjevanja, in dolg nepodprt razpon se bo merljivo upognil celo pod lastno težo.Če cev obesite navpično v peči s solno kopeljo ali peči z jamo-, se ta upogibni moment v celoti odstrani- cev visi pod aksialno napetostjo, namesto da bi ležala na vodoravnem razponu, tako da ni samo-deformacije teže, ki bi jo bilo treba naknadno popraviti.

To je najbolj pomembno za razmerja med dolžino-in-prerezom-, kjer bi vodoravne podporne točke sicer ležale daleč narazen glede na togost odseka. Kratek, čokat del prenaša vodoravno segrevanje brez večjih posledic; dolga cev s tankimi-stenami ne. Odločitev o usmeritvi ogrevanja je treba sprejeti glede na določeno vitkost cevi, ne pa uporabiti kot politiko odprte peči.

Peči redko poganjajo eno velikost dela naenkrat v obsegu proizvodnje. Ko deli z različnimi-velikostmi preseka delijo obremenitev peči,manjši deli naj sedijo proti zunanjemu koncu komore peči, ne pa zakopani v notranjost- hitreje dosežejo temperaturo, ker imajo manjšo maso za segrevanje, in če so nameščeni tako, da jih je enostavno odstraniti, jih je mogoče potegniti in pogasiti takoj, ko dosežejo temperaturo, ne da bi motili večje kose, ki se še segrevajo.

Praktična posledica te napake je enostavna: če majhne in velike dele pomešamo brez načrta za odstranitev, se majhni deli pregrejejo, medtem ko čakajo na velike, ali pa se veliki deli zgodaj potegnejo in ohladijo pod-temperaturo.Tako velike kot majhne dele je treba časovno določiti in odstraniti ločeno, pri čemer je obremenitev peči fizično urejena tako, da je ta ločitev mogoča, namesto da bi bila improvizirana na vratih peči.

Peč ima fiksno toplotno moč. Naložite ga čez mejo, ki jo lahko vzdrži ta izhod, in temperatura peči pade, ko se vnese polnjenje - peč mora porabiti nekaj časa, da se povrne na nastavljeno vrednost, preden se deli dejansko začnejo segrevati z predvideno hitrostjo.Preveliko polnjenje ne traja samo dlje, da se segreje; pomeni tudi, da deli ostanejo dlje časa pri nižji-temperaturi od-predvidene, ki spremeni obnašanje avstenitizacije na načine, ki jih je težko naknadno popraviti.

Praktično pravilo je, da polnitev prilagodite dejanski nazivni moči peči, ne njeni prostornini komore - peč lahko pogosto fizično sprejme več materiala, kot ga lahko segreje pri predvideni hitrosti. Kadar je večjemu polnjenju neizogibno, je treba čas segrevanja podaljšati, da se nadomesti začetni padec temperature, in to podaljšanje je treba vgraditi v načrt postopka, namesto da bi ga odkrili s potegom dela pod-temperaturo.

Večina vrst jekla določa temperaturno območje kaljenja namesto ene same številke, izbira znotraj tega območja pa mora slediti mediju za kaljenje, ne pa biti določena ne glede na to, v kaj se del kali.Kaljenje z vodo ali slanico odvaja toploto dovolj hitro, da običajno zadostuje spodnja meja temperaturnega območja- če se dvignete na vrh razpona poleg že tako-hudega kaljenja, povečate tveganje za pokanje in deformacijo, ne da bi pri tem dodali pomembno prednost trdoti.Gašenje z oljem ali staljeno-soljo nežneje odvaja toploto, zato se običajno uporablja zgornja meja razponada zagotovite, da počasnejša hitrost ohlajanja še vedno doseže polno globino strjevanja.

To je srednja -odločitev in obravnavanje kot ene same fiksne številke ne glede na to, v katero tekočino gre del, je eden pogostejših virov nedoslednih rezultatov trdote med dvema serijama, obdelanima na papirju po isti specifikaciji.

Dvojno-srednje kaljenje - najprej voda ali slanica, ki ji sledi olje ali staljena sol -, se uporablja posebej za doseganje hitre začetne hitrosti ohlajanja, ki je potrebna, da se izognemo perlitni transformaciji, hkrati pa se izognemo nevarnosti razpok zaradi prenosa te hitre stopnje ohlajanja vse do območja martenzitne transformacije.Čas zadrževanja v prvem mediju sledi isti temperaturi-in-logiki odseka, ki se uporabljata za kaljenje z enim-medijem; prenos med mediji je del, ki potrebuje ločen nadzor.

Ta prenos naj bi trajal približno 0,5 do 2 sekundi- dovolj dolgo, da lahko premaknete del, ne da bi padel, dovolj kratko, da površina nima časa, da obnovi temperaturo (ponovna rekalescenca), preden vstopi v drugi medij. Počasen prenos izniči namen prvega medija, saj pusti, da se površina ponovno segreje, preden se začne druga stopnja hlajenja; preveč nenaden prenos tvega mehanski udarec za del, ki je že delno skozi transformacijo strjevanja. Spodnja časovnica prikazuje, kje je ta prenos glede na začetno (Ms) in končno (Mf) točko martenzita, okoli katere je zgrajeno celotno zaporedje.

Segrevanje jekla na prostem pri temperaturi kaljenja povzroči dve stvari na površini hkrati: kisik reagira s površino in tvori luske, ogljik pa difundira iz površinske plasti hitreje, kot ga je mogoče obnoviti, pri čemer ostane razogljičena ovojnica z nižjo vsebnostjo ogljika - in zato nižjo dosegljivo trdoto - kot jedro.Pri površinah cevi, kjer tega ni mogoče tolerirati, je treba segrevanje izvajati v pravilno vzdrževani peči za solno kopel ali peči z zaščitnim-atmosferskim, ki oba omejujeta izpostavljenost površine prostemu kisiku.

Kjer nobeno ni na voljo, je še vedno mogoče uporabiti zračno{0}}atmosfersko uporovno peč, vendar le z nameščenimi zaščitnimi ukrepi - polnilno prevleko, anti-zmesi za oksidacijo ali žrtvovanim ovojem -, ker bo ogrevanje na prostem brez kakršne koli zaščite razogljičilo površinsko plast do globine, ki je odvisna od časa in temperature, to globino pa je težko natančno napovedati brez posebnega preskusa postopka.

Ko navpično obešena cev vstopi v medij za gašenje,premikati ga je treba z majhnimi, nadzorovanimi potezami navzgor-in-dol, namesto da bi ga pustili zanihatistran na stran. Nihanje ustvarja neenakomeren lokalni tok medija za kaljenje proti različnim stranicam cevi, ko se premika skozi tekočino, kar ohlaja te strani z različnimi hitrostmi - in neenakomerna hitrost ohlajanja okoli prečnega-prereza neposredno prispeva k popačenju in neravnovesju preostale napetosti med stranicama.

Nasprotno pa nadzorovan navpični hod ohranja razmeroma enakomeren pretok gasilnega medija po celotnem obodu odseka, ko deluje skozi tekočino, kar je bistvo premikanja dela sploh - vznemirjenje je tam, da odstrani parno odejo, ki bi se sicer oblikovala ob nepremični površini, in neenakomerno upočasni hitrost ohlajanja, da se del ne premakne okoli rezervoarja.

Nekateri deli potrebujejo višjo trdoto na eni lokaciji - obrabna ploskev, območje ležišča ležaja -, kot jo zanesljivo zagotovi samo gašenje v masi, običajno zato, ker masa ali geometrija tega odseka počasneje odvaja toploto iz tega specifičnega območja med navadnim kaljenjem s potopitvijo.Popravek je, da je celoten del potopljen kot običajno, vendar usmerite dodatno pršenje tekočine za gašenje posebej na območje, ki potrebuje hitrejšo lokalno hitrost hlajenja, na vrhu popolne potopitve in ne namesto nje.

To je ciljno usmerjen dodatek, ne nadomestek za pravilno splošno kaljenje - preostali del še vedno potrebuje standardno zaporedje potopitve, da doseže svojo lastno zahtevano trdoto in se izogne ​​neusklajenosti trdote, ki je dovolj resna, da povzroči svojo lastno koncentracijo napetosti na meji med razpršeno cono in preostalim delom.

Peči za solno kopel se segrevajo zaradi električnega upora med elektrodama, potopljenima v staljeno sol, in del, ki je nameščen preblizu elektrode, pobere lokalno pregrevanje zaradi koncentrirane tokovne poti v bližini te elektrode - segrevanje ni popolnoma enakomerno skozi prostornino kopeli, bližina elektrode pa je tam, kjer je ne-enakomernost najmočnejša.Delovna razdalja vsaj 50 mm od elektrod je praktičen minimum, da se izognete temu lokalnemu učinku.

Ista logika odmika velja za dve drugi dimenziji znotraj peči: razdaljo od stene peči in globino potopitve pod površino tekočine kopeli - obe morata prav tako znašati vsaj 50 mm. Del, ki leži blizu stene ali preblizu površine tekočine, je izpostavljen drugačnemu toplotnemu okolju kot tisti, ki je pravilno centriran v kopeli, in ta razlika se kaže kot nedosledna trdota ali popačenje med sicer enakimi deli, obdelanimi v različnih položajih znotraj iste obremenitve.

Stopenjsko kaljenje -, imenovano tudi martenzit -, zadrži del pri temperaturi tik nad začetno točko martenzita, namesto da bi se nadaljevalo naravnost do sobne temperature, kar omogoča, da se temperatura izenači skozi odsek, preden se končna transformacija izvede bolj enakomerno.Nekoliko zvišanje temperature kaljenja pri avstenitizaciji za ta postopek poveča stabilnost ohranjenega avstenita, kar zmanjša težnjo, da ta avstenit razpade v perlit med fazo izotermnega zadrževanja, namesto da bi se čisto spremenil v martenzit, ko se del nadaljuje z ohlajanjem.

To je namerno odstopanje od prej-izbire ujemajoče se temperature medija - stopenjsko kaljenje je poseben proces z lastno temperaturno logiko, ki ga poganja stabilnost avstenita med zadrževanjem in ne resnost hlajenja enega samega medija.

Konstrukcijska in navadna ogljikova jekla prenesejo neposredno vlaganje v peč že pri temperaturi kaljenja ali celo 20 do 30 °C nad njo, brez stopnje predgretja - njihova vsebnost zlitin je dovolj nizka, da toplotni šok in rast zrn med hitrim segrevanjem nista večji skrbi.Visok{0}}ogljična in visoko{1}}legirana jekla so drugačen primer: njihovo polnjenje neposredno v vročo peč tvega neenakomerno toplotno raztezanje po preseku in prekomerno rast zrn v matriki iz višje-zlitine.Te vrste je treba najprej segreti na približno 600 °C, nato pa dvigniti na končno temperaturo gašenja.na drugi stopnji, da se odsek izenači, preden ga potisnemo skozi višje-temperaturno območje, kjer so tveganja večja.

Obdelava vseh vrst jekla z enako-prakso neposrednega polnjenja je običajna bližnjica v manjših operacijah, zlasti pri visoko-ogljičnih in-zlitinah ta bližnjica povzroča težave, ki jih strukturno ogljikovo jeklo ne bi nikoli pokazalo.

Kadar cev potrebuje globoko utrjeno ohišje - debel del, ki nosi obrabno obremenitev skozi večino svojega prečnega-prereza -, nekoliko višja temperatura kaljenja znotraj dovoljenega obsega kakovosti podpira večjo globino utrjevanja. Kjer je potrebna le plitka utrjena plast, je nižja temperatura znotraj območja boljša izbira, saj omejuje učinek utrjevanja na bližjo površino in zmanjša tveganje za krhkost jedra in popačenje, ki nastane pri avstenitizaciji večjega dela odseka, kot ga aplikacija dejansko potrebuje.

To je tretja, neodvisna os za izbiro temperature poleg logike, ki se ujema z medijem-in stopnjevane-logike kaljenja, opisane zgoraj - primer-zahteve glede globine, medij za kaljenje in vrsta postopka (en-medij v primerjavi s stopenjsko) lahko izbiro temperature potisnejo v drugo smer, končna izbira pa mora vse tri uskladiti z dejanskimi zahtevami glede uporabe dela.

Sam medij za kaljenje mora biti čist in temperaturno-nadzorovana, da se obnaša predvidljivo.Olje, ostanki mila ali druga kontaminacija v vodi za kaljenje nepredvidljivo spremeni hladilne lastnosti- onesnažena kopel lahko tvori neenakomerno parno odejo na površini dela, kar upočasni hitrost ohlajanja na način, ki ga je težko zaznati, dokler rezultat trdote ni več dosleden.Temperatura vode mora na splošno ostati pod 40 °C, temperatura olja pa pod 80 °C- oba medija izgubita intenzivnost hlajenja, ko se segrejeta, in kopel, ki se je zaradi večkratne uporabe brez hlajenja dvignila nad predvideno temperaturo, se bo postopoma dušila manj agresivno, kot je bil načrtovan postopek.

Kontaktirajte zdaj