Quenching یک فرآیند عملیات حرارتی است که برای تقویت قطعات فولادی با خنک سازی سریع طراحی شده است. کوئنچ فولاد یک فرآیند عملیات حرارتی است که در آن فولاد تا دمای بحرانی Ac3 (فولاد زیر یوتکتیک) یا Ac1 (فولاد هر یوتکتیک) یا بالاتر گرم می شود و برای مدتی نگه داشته می شود تا تمام یا بخشی از آن آستنیته شود. فولاد، و سپس سریعتر از نرخ خنک کننده بحرانی تا زیر Ms (یا همدما نزدیک Ms) خنک می شود تا تبدیل مارتنزیتی (یا بینیتی) انجام شود.
روند: گرمایش، نگهداری، سرمایش.
- گرمایش: فولاد تا دمای بحرانی Ac3 (فولاد زیر یوتکتیک) یا Ac1 (فولاد بیش از حد یوتکتیک) در بالا گرم می شود.
- زمان نگهداری: زمان مشخصی را نگه دارید تا تمام یا بخشی از فولاد آستنیته شود.
- خنکسازی: خنکسازی سریع تا زیر Ms با سرعت خنکسازی بیشتر از نرخ خنکسازی بحرانی برای تبدیل مارتنزیتی یا بینیتی.
ماهیت Quenching:آستنیت فوق سرد برای تبدیل مارتنزیت یا بینیت، برای به دست آوردن سازماندهی مارتنزیت یا بینیت است.
هدف از خاموش کردن:
(1) برای بهبود قابل ملاحظه سفتی، سختی، مقاومت در برابر سایش، استحکام خستگی و چقرمگی فولاد، به طوری که نیازهای مختلف برای استفاده از قطعات و ابزارهای مکانیکی مختلف را برآورده کند.
(2) از طریق کوئنچ برای دیدار با برخی فرومغناطیس فولاد خاص، مقاومت در برابر خوردگی و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی خاص.
قطعات فولادی کوئنچ دارای ویژگی های زیر هستند:
- تشکیلات نامتعادل مانند مارتنزیت، بینیت و آستنیت باقیمانده به دست می آید.
- وجود استرس داخلی زیاد.
- خواص مکانیکی نمی تواند الزامات را برآورده کند. بنابراین، فولاد پس از Quenching به طور کلی باید تحت درمان معتدل قرار گیرد.
دامنه کاربرد:فرآیند کوئنچ بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد، مانند ابزار، گیج، قالب، یاتاقان، فنر و اتومبیل، تراکتور، موتورهای دیزلی، ماشین ابزار برش، ابزار پنوماتیک، ماشین آلات حفاری، ادوات کشاورزی، ماشین آلات نفت، ماشین آلات شیمیایی، ماشین آلات نساجی، هواپیما و سایر قسمت ها از فرآیند خاموش کردن استفاده می کنند.
رسانه خاموش کننده
قطعه کار محیط خنک کننده کوئنچ مورد استفاده را محیط خنک کننده کوئنچ (یا محیط کوئنچ) می نامند. محیط کوئنچ ایده آل باید دارای شرایطی باشد که قطعه کار بتواند به مارتنزیت تبدیل شود، اما استرس خاموشی زیادی ایجاد نکند.
محیط کوئنچ معمولاً آب، محلول آبی، روغن معدنی، نمک مذاب، قلیایی مذاب و غیره است.
اب
آب یک ظرفیت خنک کننده قوی از محیط Quenching است.
مزایا: منبع گسترده، قیمت پایین، ترکیب پایدار به راحتی خراب نمی شود.
معایب: ظرفیت خنک کننده پایدار نیست، به راحتی می توان قطعه کار را تغییر شکل داد یا ترک خورد. در منحنی C ناحیه بینی (500 ~ 600 درجه یا بیشتر)، آب در مرحله فیلم بخار، خنک شدن به اندازه کافی سریع نیست، یک "نقطه نرم" را تشکیل می دهد. و در منطقه دمای تبدیل مارتنزیت (100 ~ 300 درجه)، آب در مرحله جوش است، خنک سازی بسیار سریع است، سرعت تبدیل مارتنزیت بسیار سریع است و تنش داخلی زیادی ایجاد می کند، که منجر به تغییر شکل قطعه کار می شود یا حتی ترک خوردن هنگامی که دمای آب افزایش می یابد، آب حاوی گاز بیشتری است یا آب مخلوط با ناخالصی های نامحلول (مانند روغن، صابون، گل و غیره) ظرفیت خنک کنندگی آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
کاربرد: برای کوئنچ و خنک کردن قطعات فولاد کربنی با سطح مقطع کوچک و شکل ساده مناسب است.
آب نمک و آب قلیایی
مقدار مناسبی نمک و قلیایی را در آب اضافه کنید، به طوری که قطعه کار با دمای بالا در محیط خنک کننده غوطه ور شود، در مرحله فیلم بخار، نمک و کریستال های قلیایی رسوب کرده و بلافاصله ترکیده شود، فیلم بخار از بین رفته، سطح قطعه کار اکسید شود. پوست نیز منفجر شده است، به طوری که شما می توانید محیط را در منطقه با دمای بالا از ظرفیت خنک کننده بهبود بخشد، نقطه ضعف این است که رسانه از ماهیت خورنده بزرگ است.
کاربرد: به طور کلی غلظت آب نمک 10 درصد و غلظت محلول سود سوزآور آبی 10 تا 15 درصد است. می تواند به عنوان یک محیط خاموش کننده برای فولاد کربن و قطعات فولادی ساختاری کم آلیاژ استفاده شود، استفاده از دما نباید از 60 درجه تجاوز کند، کوئنچ باید به موقع پس از خاموش کردن و درمان ضد زنگ تمیز شود.
روغن
در محیط خنک کننده معمولاً از روغن معدنی (روغن معدنی) مانند روغن موتور، روغن ترانسفورماتور و سوخت دیزل استفاده می شود. روغن موتور به طور کلی روغن موتور 10، 20، 30 استفاده می شود، هر چه تعداد روغن بیشتر باشد، ویسکوزیته بیشتر، نقطه اشتعال بالاتر، ظرفیت خنک کننده کمتر، استفاده از دما بر این اساس افزایش می یابد.
روش خاموش کردن
کوئنچ تک مایع
کوئنچ یک عملیات کوئنچ است که در آن قطعات آستنیتی در یک محیط کوئنچ غوطه ور شده و تا دمای اتاق خنک می شوند. محیط های کوئنچ تک مایع شامل آب، آب نمک، آب قلیایی، روغن و مواد خاموش کننده با فرمول خاص می باشد.
کوئنچینگ مارتنزیتی درجه بندی شده
آیا قطعات شیمیایی آستنیتی ابتدا در دمای کمی بالاتر یا کمی کمتر از نقطه مارتنزیت فولاد در محیط مایع (حمام نمک یا حمام قلیایی) غوطه ور می شود تا زمان مناسب را حفظ کند، تا قسمت های فولادی لایه های داخلی و خارجی باشد. از محیط به دمای هوای خنک شده رسیده اند تا سازماندهی مارتنزیت فرآیند کوئنچ را بدست آورند که به عنوان کوئنچ خاموش کردن درجه بندی نیز شناخته می شود.
کوئنچ همدما بینیت
کوئنچ آستنیته کردن قطعات فولادی است، به طوری که خنک شدن سریع تا محدوده دمایی تبدیل بینیت (260 ~ 400 درجه) نگه داشتن همدما، به طوری که تبدیل آستنیت به فرآیند خاموش کردن بینیت، گاهی اوقات همچنین به نام خاموش کردن همدما، زمان نگهداری عمومی 30 ~ می شود. 60 دقیقه
کوئنچ کامپوزیت
قطعه کار به شدت تا زیر Ms خنک می شود تا 10٪ تا 20٪ مارتنزیت به دست آید و سپس در ناحیه دمای بینیت پایین تر همدما می شود. این روش خنکسازی میتواند بخش بزرگتری از قطعه کار را به سازماندهی M + B تبدیل کند. مارتنزیت تشکیل شده در حین پیش کونچینگ، تبدیل بینیت را تقویت می کند و مارتنزیت در طی تلطیف همدما، معتدل می شود. کوئنچ کامپوزیت برای قطعات کار فولاد ابزار آلیاژی برای جلوگیری از شکنندگی مزاج نوع I و کاهش میزان آستنیت باقیمانده، یعنی تمایل به ترک خوردگی تغییر شکل استفاده می شود.
