Traitement thermique de l'acier : Il s'agit du processus de chauffage, de préservation de la chaleur et de refroidissement de l'acier solide d'une manière appropriée pour obtenir la structure et les propriétés requises. Le traitement thermique peut être utilisé non seulement pour renforcer l'acier et améliorer les performances de service des pièces mécaniques, mais aussi pour améliorer les performances technologiques de l'acier. Le [...]
Traitement thermique de l'acier : Il s'agit du processus de chauffage, de conservation de la chaleur et de refroidissement de l'acier solide d'une manière appropriée pour obtenir la structure et les propriétés requises.
Le traitement thermique peut être utilisé non seulement pour renforcer l'acier et améliorer les performances des pièces mécaniques, mais aussi pour améliorer les performances technologiques de l'acier.
Le point commun est que seule la structure organisationnelle interne est modifiée sans changer la forme et la taille de la surface.
Le processus de traitement thermique peut améliorer de manière significative la propriétés mécaniques de l'acierL'utilisation de ces produits permet d'augmenter la résistance, la ténacité et la durée de vie des pièces, et d'améliorer la dureté et la résistance à l'usure.
Les pièces de machine et les outils importants doivent donc être traités thermiquement.
Le traitement thermique peut également améliorer les performances de transformation de la pièce, et donc la productivité et la qualité de la transformation.
Le traitement thermique joue donc un rôle très important dans l'industrie de la fabrication de machines.
Prenons l'exemple de l'acier #45 et de l'acier 40Cr.
Le revenu à haute température après la trempe est appelé "trempe et revenu" dans la production. Les pièces obtenues après la trempe et le revenu présentent de bonnes propriétés mécaniques globales et sont largement utilisées dans diverses pièces structurelles importantes, en particulier les bielles, les boulons, les engrenages et les arbres qui fonctionnent sous une charge alternée.
Cependant, la dureté de la surface est faible et ne résiste pas à l'usure.
La dureté superficielle des pièces peut être améliorée par la trempe et le revenu + trempe superficielle.
L'acier #45 est appelé GB, appelé S45C dans JIS, 1045080M46 dans ASTM, et C45 dans DIN ;
L'acier #45 est un acier de construction au carbone de haute qualité, dont la composition chimique est la suivante : teneur en carbone (C) de 0,42~0,50%, teneur en Si de 0,17~0,37%, teneur en Mn de 0,50~0,80%, teneur en Cr de<=0,25%.
Les performances de traitement à froid et à chaud sont bonnes, les performances mécaniques sont bonnes, le prix est bas et la source est large, ce qui en fait un produit largement utilisé.
Sa plus grande faiblesse réside dans le fait qu'il ne faut pas utiliser des pièces à faible trempabilité, de grande taille et aux exigences élevées.
La température recommandée pour le traitement thermique de l'acier #45 : normalisation à 850℃, trempe à 840℃, revenu à 600℃.
① L'acier #45 est qualifié si sa dureté est supérieure à HRC55 (jusqu'à HRC62) après trempe et avant revenu.
La dureté la plus élevée dans les applications pratiques est HRC55 (trempe à haute fréquence HRC58).
② Le traitement thermique de cémentation et de trempe n'est pas adopté pour l'acier #45.
Trempe et revenu de l'acier #45 : la température de trempe de l'acier #45 est de A3+(30~50) ℃. Dans la pratique, c'est la limite supérieure qui est généralement retenue.
Une température de trempe plus élevée peut accélérer la vitesse de chauffage de la pièce, réduire l'oxydation de la surface et améliorer l'efficacité du travail.
Afin d'homogénéiser les austénite de la pièce, un temps de maintien suffisant est nécessaire.
Si la quantité de charge réelle est importante, il est nécessaire de prolonger le temps de maintien de manière appropriée.
Dans le cas contraire, une dureté insuffisante peut se produire en raison d'un chauffage inégal.
Cependant, si le temps de maintien est trop long, les défauts de gros grain et d'oxydation grave se manifestent. décarburation se produira également, ce qui affectera la qualité de la trempe.
Nous pensons que le temps de chauffage et de maintien doit être prolongé de 1/5 si la quantité de charge est supérieure à celle spécifiée dans le document de processus.
La trempabilité de l'acier #45 étant faible, il convient d'utiliser une solution saline 10% avec une vitesse de refroidissement élevée.
Après avoir été refroidie dans l'eau, la pièce doit être trempée, mais pas refroidie à cœur.
Si la pièce est refroidie dans de l'eau salée, elle risque de se fissurer.
En effet, lorsque la pièce est refroidie à environ 180 ℃, la température de la pièce est inférieure à celle de la pièce. austénite se transforme rapidement en martensite, ce qui entraîne des contraintes structurelles excessives.
Par conséquent, lorsque la pièce trempée est rapidement refroidie à cette température, la méthode de refroidissement lent doit être adoptée.
La température de l'eau de sortie étant difficile à maîtriser, elle doit être utilisée par expérience. Lorsque la pièce dans l'eau cesse de trembler, l'eau de sortie peut être refroidie par l'air (le refroidissement par l'huile est préférable si possible).
En outre, la pièce doit se déplacer plutôt que d'être statique lorsqu'elle entre dans l'eau. Elle doit se déplacer régulièrement en fonction de la forme géométrique de la pièce.
La statique moyen de refroidissement plus la pièce statique conduira à une dureté inégale et à une contrainte inégale, ce qui entraînera une déformation importante et même une fissuration de la pièce.
La dureté des trempé et revenu Les pièces en acier #45 doivent atteindre HRC56~59, et la possibilité d'une grande section est plus faible, mais elle ne peut pas être inférieure à HRC48.
Dans le cas contraire, cela signifie que la pièce n'a pas été complètement trempée et qu'il peut y avoir de la sorbite ou même une structure de ferrite dans la structure, qui est encore retenue dans la matrice après le revenu, et que l'objectif de la trempe et du revenu ne peut pas être atteint.
Le revenu à haute température de l'acier #45 après la trempe, la température de chauffage est généralement de 560~600 ℃, et la dureté requise est HRC22~34.
Le but de la trempe étant d'obtenir des propriétés mécaniques complètes, la plage de dureté est relativement large.
Cependant, si le dessin a des exigences de dureté, la température de trempe doit être ajustée en fonction des exigences du dessin afin de garantir la dureté.
Par exemple, certaines pièces d'arbre nécessitent une résistance et une dureté élevées ;
Cependant, pour certains engrenages et certaines pièces d'arbre avec des rainures, les exigences de dureté sont moins élevées en raison du fraisage et du rainurage après la trempe et le revenu.
Le temps de conservation de la chaleur de trempe dépend des exigences de dureté et de la taille de la pièce.
Nous pensons que la dureté après la trempe dépend de la température de trempe et n'a que peu de rapport avec le temps de trempe, mais qu'elle doit être pénétrée en arrière.
En général, le temps de conservation de la chaleur de trempe de la pièce est supérieur à une heure.
Si l'acier #45 est utilisé pour la cémentation, il est dur et cassant. martensite apparaîtra dans le noyau après la trempe, et les avantages du traitement de cémentation seront perdus.
À l'heure actuelle, la teneur en carbone des matériaux cémentés n'est pas élevée, et la résistance du noyau peut atteindre un niveau très élevé de 0.30%, ce qui est rare dans l'application.
0.35% n'ont jamais vu d'exemples, ils sont seulement présentés dans les manuels.
Le processus de trempe et de revenu + trempe superficielle à haute fréquence peut être adopté, et la résistance à l'usure est légèrement inférieure à celle de la cémentation.
Le 40Cr appartient à la norme GB3077 "Alloy Structural Steel".
La teneur en carbone de l'acier 40Cr est de 0,37% ～ 0,44%, ce qui est légèrement inférieur à celle de l'acier #45. Les teneurs en Si et en Mn sont équivalentes, avec 0,80% ～ 1,10% Cr.
Dans le cas de l'approvisionnement par laminage à chaud, le Cr 1% ne fonctionne pratiquement pas, et les propriétés mécaniques des deux sont à peu près les mêmes.
Le prix du 40Cr étant environ la moitié de celui de l'acier #45, il n'est pas nécessaire pour ceux qui peuvent utiliser l'acier #45 pour des raisons économiques.
Traitement de trempe et de revenu de l'acier 40Cr : Le rôle principal du Cr dans le traitement thermique est d'améliorer la trempabilité de l'acier.
En raison de l'amélioration de la trempabilité, la résistance, la dureté, la résilience et les autres propriétés mécaniques du 40Cr après le traitement de trempe (ou de revenu) sont également beaucoup plus élevées que celles de l'acier #45.
Cependant, en raison de la forte trempabilité, le stress interne de 40Cr pendant la trempe est également plus importante que celle de l'acier #45.
Dans les mêmes conditions, l'inclinaison des fissures du matériau 40Cr est également plus importante que celle de l'acier #45.
Par conséquent, afin d'éviter la fissuration des pièces, l'huile à faible conductivité thermique est généralement utilisée comme moyen de trempe pendant la trempe du 40Cr (parfois, la méthode de trempe liquide double est également utilisée, communément appelée "trempe liquide"). trempe à l'eau et refroidissement à l'huile), tandis que l'eau à haute conductivité thermique est utilisée comme milieu de trempe pour l'acier 45Cr.
Bien entendu, le choix de l'eau et de l'huile n'est pas absolu, et il est également étroitement lié à la forme de la pièce à usiner.
La trempe à l'eau peut également être utilisée pour les pièces en 40Cr de forme simple, tandis que la trempe à l'eau peut être utilisée pour les pièces en acier inoxydable. trempe à l'huile ou même un bain de sel peut être utilisé pour les pièces en acier #45 de forme complexe.
Pour la trempe et le revenu de la pièce de 40Cr, divers paramètres sont spécifiés dans la carte de processus.
Notre expérience en la matière est la suivante :
(1) Le refroidissement à l'huile doit être adopté pour les pièces en 40Cr après la trempe.
L'acier 40Cr a une bonne trempabilité, peut être trempé lorsqu'il est refroidi dans l'huile, et la tendance à la déformation et à la fissuration des pièces à usiner est faible.
Toutefois, en cas d'approvisionnement limité en huile, les petites entreprises peuvent tremper la pièce de forme simple dans l'eau sans la fissurer, mais l'opérateur doit contrôler strictement la température de l'entrée et de la sortie de l'eau sur la base de son expérience.
(2) La dureté de la pièce en 40Cr est encore élevée après le revenu, et la température du second revenu augmentera de 20~50 ℃, sinon il est difficile de réduire la dureté.
(3) Après revenu à haute température, les pièces en 40Cr avec formes complexes sont refroidis dans l'huile et simplement refroidis dans l'eau pour éviter l'impact du deuxième type de fragilité de la trempe.
Après le revenu et le refroidissement rapide, les pièces sont soumises à un traitement de détente si nécessaire.
La dureté maximale de l'acier à moyenne teneur en carbone après traitement thermique est d'environ HRC55 (HB538), σb est de 600~1100MPa.
Par conséquent, l'acier à moyenne teneur en carbone est le plus largement utilisé dans diverses applications avec un niveau de résistance moyen.
Outre son utilisation comme matériau de construction, il est également largement utilisé dans la fabrication de diverses pièces mécaniques.
Tant que la température et le temps de maintien de l'acier à moyenne teneur en carbone sont suffisants, il est généralement possible d'atteindre cette valeur de dureté, et c'est impossible s'il ne se déforme pas.
La première consiste à prévoir une marge d'usinage, puis à utiliser une rectifieuse pour l'usinage, et la seconde consiste à procéder à une trempe superficielle.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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