41.Comment la qualité métallurgique de l'acier affecte-t-elle la fissure de trempe ?
Les pièces en acier peuvent être traitées par forgeage, coulée, acier étiré à froid, acier laminé à chaud, etc. Toutes sortes d'ébauches ou de matériaux peuvent présenter des défauts métallurgiques dans le processus de production, ou les défauts métallurgiques des matières premières peuvent être laissés à la prochaine traiter. Enfin, ces défauts peuvent se dilater en fissures de trempe lors de la trempe, ou conduire à l'apparition de fissures. Par exemple, des défauts tels que la porosité, la porosité, les trous de sable, la ségrégation et les fissures peuvent se former à l'intérieur ou à la surface de la coulée d'acier en raison d'une technologie de traitement inappropriée dans le processus de travail à chaud ; Cavité de retrait, ségrégation, point blanc, inclusion, fissure, etc. Peut-être formé lors du forgeage de l'ébauche. Ces défauts ont une grande influence sur la fissuration par trempe de l'acier. De manière générale, plus le défaut d'origine est grave, plus la tendance à la fissure de trempe est grande.
42. Quels sont les effets de la teneur en carbone et des éléments d'alliage sur la tendance à la fissuration de l'acier ?
La teneur en carbone et les éléments d'alliage de l'acier ont des effets importants sur la tendance à la fissuration de l'acier. D'une manière générale, avec l'augmentation de la teneur en carbone dans la martensite, la fragilité de la martensite augmente, la résistance à la rupture fragile de l'acier diminue et la tendance à la fissuration par trempe augmente. Avec l'augmentation de la teneur en carbone, l'influence du stress thermique est affaiblie et l'influence du stress tissulaire est renforcée. Lorsque la pièce est trempée dans l'eau, la contrainte de compression de surface devient plus petite et la contrainte de traction au milieu est proche de la surface. Lorsque l'huile est trempée, la contrainte de traction de surface augmente. Tous ces éléments augmentent la tendance à la fissuration par trempe. L'influence des éléments d'alliage sur la trempe est complexe et la conductivité thermique de l'acier diminue avec l'augmentation des éléments d'alliage, ce qui augmente l'hétérogénéité de la transition de phase. En même temps, avec l'augmentation de la teneur en alliage, l'austénite est renforcée et il est difficile de relâcher la contrainte par déformation plastique, augmentant ainsi la contrainte interne du traitement thermique et augmentant la tendance à la trempe. Cependant, avec l'augmentation de la teneur en éléments d'alliage, la trempabilité de l'acier est améliorée. Il peut être trempé avec un milieu de trempe doux, ce qui peut réduire la tendance à la trempe. De plus, certains éléments d'alliage tels que le vanadium, le niobium et le titane ont pour fonction d'affiner le grain d'austénite, de réduire la tendance à la surchauffe de l'acier et donc de réduire la tendance à la trempe.
43. Quel est l'effet du tissu d'origine sur la propriété de fissuration ?
La microstructure d'origine de l'acier a une grande influence sur la fissure avant trempe. Lorsque la température de chauffage de la perlite en flocons est trop élevée, il est facile de provoquer la croissance de grains d'austénite et de surchauffer facilement. Par conséquent, la température de chauffage de trempe et le temps de maintien doivent être strictement contrôlés pour les pièces en acier dont la structure d'origine est la perlite en flocons. Sinon, cela provoquera des fissures de trempe dues à la surchauffe des pièces en acier. Acier avec organisation originale de perlite sphéroïdale, lors du chauffage de trempe, le carbure globulaire est stable car il est terminé, en processus de transformation austénitique, la dissolution du carbure, souvent un petit nombre de carbures résiduels, les carbures résiduels ont gêné la croissance des grains austénitiques, par rapport aux lamellaires perlite, la trempe peut obtenir de la martensite fine, donc l'organisation d'origine pour l'acier perlite sphéroïdal uniforme pour réduire les fissures avant la trempe est l'état idéal de l'organisation.
44. Pourquoi le phénomène de fissuration répétée par trempe se produit-il ?
En production, le phénomène de fissuration de trempe répétée se produit souvent, ce qui est causé par la trempe secondaire directe sans normalisation intermédiaire ni recuit intermédiaire avant la trempe secondaire. Il n'y a pas de carbure dans la structure qui empêche la croissance des grains d'austénite, de sorte que les grains d'austénite peuvent facilement grossir de manière significative et provoquer une surchauffe. Par conséquent, un recuit intermédiaire dans la trempe secondaire peut également être utilisé pour éliminer complètement la contrainte interne.
45.Comment la taille et la structure des pièces affectent la propriété de fissuration ?
La taille de la section des pièces est trop petite et trop n'est pas facile à craquer. Lorsque la pièce avec une petite section est trempée, le cœur est facile à durcir et la formation de martensite dans le cœur et la surface se produit presque en même temps, de sorte que la contrainte tissulaire est faible et il n'est pas facile de être éteint. La taille de la section est trop grande, en particulier avec la fabrication d'acier à faible trempabilité, la trempe non seulement le cœur ne peut pas durcir, mais même la surface ne peut pas non plus obtenir de martensite, la contrainte interne est principalement une contrainte thermique, il n'est pas facile d'apparaître une fissure de trempe. Par conséquent, pour chaque type de pièces en acier, sous un certain milieu de trempe, il existe un diamètre de fissure critique, c'est-à-dire que le diamètre critique des pièces a une plus grande tendance à la fissuration. L'importance du risque de fissuration peut varier en fonction de la composition chimique de l'acier, de la température de chauffage et de la méthode utilisée. L'angle aigu, l'angle angulaire et d'autres facteurs de forme géométrique des pièces modifient fortement la vitesse de refroidissement locale de la pièce, augmentent la contrainte résiduelle de trempe et augmentent ainsi la tendance à la fissuration de la trempe. L'augmentation de la non-uniformité de la section de la pièce, la tendance à la trempe est également augmentée, la partie mince dans la transformation de la martensite de trempe se produit d'abord, puis, lorsque la partie épaisse de la transformation de la martensite, l'expansion de volume, de sorte que la mince partie sous contrainte de traction, concentration de contraintes à la jonction de l'épaisseur mince, apparaissent donc souvent des fissures de trempe.
46. Comment les facteurs de procédé affectent-ils les fissures de trempe ?
Les facteurs de processus (principalement la température de chauffage de trempe, le temps de maintien, le mode de refroidissement, etc.) ont une grande influence sur la tendance à la fissuration de trempe. Le traitement thermique comprend le processus de chauffage, de maintien et de refroidissement. Non seulement des fissures peuvent être générées lors du traitement thermique (trempe), mais elles peuvent également se former lors du chauffage si elles ne sont pas correctement chauffées.
47.Quelles fissures peuvent être causées par un chauffage inapproprié ?
Fissures causées par une vitesse de chauffage excessive, une carbonisation ou une décarburation de surface, des fissures causées par une surchauffe ou une combustion excessive, des fissures induites par l'hydrogène causées par un chauffage dans une atmosphère contenant de l'hydrogène.
48. Pourquoi le taux de chauffage excessif provoque-t-il des fissures ?
En raison du processus de cristallisation différent de certains matériaux dans le processus de coulée, il est lié à la formation d'inclusions non métalliques de composition non uniforme, de structure non uniforme et de matériaux bruts de coulée. Tels que la phase de carbure dur et cassant dans l'acier coulé à haute teneur en manganèse, la ségrégation de composition et la porosité dans l'acier coulé fortement allié et d'autres défauts, lorsque la grande pièce est chauffée rapidement, une contrainte plus importante peut se former, entraînant ainsi une fissuration.
49. Pourquoi la carburation ou la décarburation en surface provoque-t-elle des fissures ?
Lorsque des pièces en acier allié sont chauffées dans un four à atmosphère protectrice (ou un four à atmosphère contrôlée) avec de l'hydrocarbure comme source de gaz, en raison d'un fonctionnement incorrect ou hors de contrôle, le potentiel carbone dans le four augmente, de sorte que la teneur en carbone de surface de la pièce chauffée dépasse la teneur en carbone d'origine de la pièce. Lors du traitement thermique ultérieur, l'opérateur continue de tremper l'acier conformément aux spécifications de procédé d'origine, ce qui entraîne des fissures de trempe.
Lorsque la coulée d'acier à haute teneur en manganèse est traitée par traitement thermique, si la couche de surface est décarburée et démagnétisée, des fissures apparaîtront sur la surface de la pièce. Lorsque l'acier à outils faiblement allié et l'acier rapide sont chauffés lors d'un traitement thermique, des fissures peuvent également se produire si la surface est décarburée.
50. Pourquoi une surchauffe ou une combustion excessive provoque-t-elle des fissures ?
Acier rapide, pièce en acier inoxydable, en raison de la température de trempe élevée, une fois que la température de chauffage est hors de contrôle, il est facile de provoquer une surchauffe ou une surchauffe, provoquant ainsi une fissure de traitement thermique.
51. Quels types de perlite existe-t-il ? Quelles sont leurs caractéristiques morphologiques et fonctionnelles ?
La morphologie de la perlite peut être divisée en deux types : la perlite en flocons et la perlite granulaire.
La perlite lamellaire est composée de cémentite et de ferrite disposées en alternance
(1) la formation de perlite lamellaire d'abord sur la nucléation de précipitation aux limites des grains d'austénite de la cémentite, et a grandi dans une feuille pour apparaître des deux côtés de l'austénite de carbone maigre, incitant la ferrite sur l'austénite à l'interface, la nucléation de la formation de cémentite lamellaire ferrite, et l'austénite riche en carbone à proximité a incité la cémentite avec l'interface de l'austénite, la nucléation de la ferrite. Une telle alternance répétée finit par former la perlite, lorsque la voie ci-dessus vers le développement horizontal de la perlite en même temps, le front de ferrite en flocons dans la diffusion du front de cémentite austénite, favorise le Broadbent avec la croissance longitudinale, entraînant la formation du champ de perlite. Au sein d'un même grain d'austénite, plusieurs domaines de perlite peuvent se former.
(2) Espacement lamellaire L'espacement lamellaire de la perlite désigne la distance moyenne entre deux ciments adjacents dans la perlite, dont la taille dépend principalement de la température de transition (sous-refroidissement). Plus la température de transition est basse, plus l'espace lamellaire est petit, plus la structure de la perlite est fine et plus le degré de diffusion de la cémentite.B perlite sphéroïdale, la formation de la perlite sphéroïdale est également un processus de précipitation alternée de cémentite et de ferrite, parmi eux , la précipitation de la cémentite n'est pas dans la nucléation spontanée OuDeFei riche en carbone de feu de carbure soluble de grain austénitique, en raison de la croissance d'environ cohérente, finalement dans la matrice ferritique uniformément répartie sur le granulaire (perlite sphéroïdale de cémentite sphérique, on pense qu'elle a une valeur inférieure La température d'austénitisation est avantageuse pour la formation de perlite granulaire.Les propriétés mécaniques de la perlite C et la résistance et la dureté de la perlite en flocons augmentent avec la diminution de l'espace lamellaire.La perlite granulaire a une résistance et une dureté inférieures, une meilleure plasticité et ténacité.
52. Quelles mesures peut-on prendre pour obtenir une fine granulométrie austénitique de l'acier lors du chauffage ?
A : Température de chauffage et temps de maintien : Plus la température est élevée et plus le temps de maintien est long, plus les grains d'austénite croissent rapidement et sont gros. Le taux de croissance du grain d'austénite augmente de façon exponentielle avec l'augmentation de la température. A haute température, l'effet du temps de maintien sur la croissance des grains est plus important à basse température.
B : Taux de chauffage : Plus le taux de chauffage est élevé et plus la surchauffe est élevée, plus la température réelle de formation d'austénite est élevée, car le rapport entre le taux de nucléation et le taux de croissance augmente. Ainsi, de petits grains initiaux peuvent être obtenus. Cela indique également qu'un chauffage rapide peut produire des grains d'austénite fins.
C : Composition chimique de l'acier : Les grains d'austénite ont tendance à grossir avec l'augmentation de la teneur en carbone de l'acier, mais pas assez pour former du carbure non dissous. Ainsi, l'acier au carbone eutectoïde est plus sensible à la surchauffe que l'acier au carbone hypereutectoïde.
D: La structure d'origine de l'acier: généralement, plus la structure d'origine est fine ou la structure de non-équilibre est, plus le degré de décomposition du carbure est élevé, plus le grain initial d'austénite est petit, mais la tendance à la croissance du grain de l'acier augmente, et la sensibilité à la surchauffe augmente. Par conséquent, il n'est pas approprié d'utiliser une température de chauffage trop élevée et un temps de maintien trop long pour l'acier à structure originale très fine.
53. Comment se produit la fragilité de tempérament des première et deuxième classes ? Comment se débarrasser de la fragilité du tempérament ?
Fragilité de trempe de classe I (fragilité de la martensite de trempe): l'acier au carbone se trempera dans la plage de températures de 200 à 400 ° C, la résistance aux chocs diminuera à température ambiante, ce qui entraînera une fragilité, à savoir une fragilité de trempe de classe I ou une fragilité de la martensite de trempe. La fragilité des aciers alliés se produit dans une plage de température légèrement plus élevée, d'environ 250 à 450 degrés.
Si le premier type de fragilité de revenu se produit après le revenu de la pièce, elle doit être réchauffée et trempée pour l'éliminer.
Le deuxième type de fragilité de revenu (fragilité de revenu martensitique à haute température ou fragilité de revenu réversible): La ténacité aux chocs de certains aciers alliés diminue lorsqu'ils sont refroidis lentement après revenu dans la plage de température de 450 à 650 degrés. Si l'acier fragile résultant est réchauffé à une température de revenu prédéterminée (légèrement au-dessus de la plage de température qui provoque la fragilisation) puis refroidi rapidement à température ambiante, la fragilité disparaîtra. Pour cette raison, également connue sous le nom de fragilité réversible.
54.Quelle est la trempabilité de l'acier ? Quels facteurs affectent la trempabilité ?
R : La capacité de l'acier à obtenir de la martensite lors de la trempe, c'est-à-dire la profondeur à laquelle l'acier est trempé, est appelée trempabilité. La trempabilité de l'acier dépend de sa vitesse de refroidissement critique. Plus la courbe C est droite, plus la vitesse critique de refroidissement est faible et plus la trempabilité est élevée.
B : 1. Influence de la teneur en carbone : Avec l'augmentation de la teneur en carbone dans l'austénite, la stabilité augmente, faisant se déplacer la courbe C vers la droite.
2. Influence des éléments d'alliage : les éléments d'alliage (sauf Co) peuvent améliorer la trempabilité de l'acier.
3. Influence de la température d'austénitisation et du temps de maintien : plus la température d'austénitisation est élevée, plus le temps de maintien est long, plus la dissolution du carbure est complète, plus le grain austénitique est gros, plus la surface limite totale est petite et plus la nucléation est petite, retardant ainsi la transformation de la perlite par le décalage vers la droite de la courbe C. En un mot, plus la vitesse de chauffage est rapide, plus le temps de maintien est court, plus le grain d'austénite est petit, plus la composition est hétérogène, et plus la seconde phase est non dissoute, plus la vitesse de transformation isotherme est rapide, ce qui fait que la courbe C se déplace vers la gauche. .
55. La croissance des grains d'austénite doit être contrôlée pendant le traitement thermique. Les facteurs affectant la croissance des grains d'austénite et les mesures de contrôle de la croissance des grains d'austénite doivent être analysés.
Température de chauffage et temps de maintien : Plus la température de chauffage est élevée, plus le temps de maintien est long et plus les grains d'austénite sont gros, plus la température de chauffage est importante.
Vitesse de chauffage : plus la vitesse de chauffage est rapide, plus la surchauffe est élevée, plus le rapport entre le taux de nucléation et la vitesse de croissance est élevé pour affiner les grains, et plus la taille réelle des grains d'austénite est élevée. Composition chimique de l'acier :
1. Acier au carbone - l'acier eutectoïde est plus facile à surchauffer que l'acier hypereutectoïde;
2. Acier allié - Des composés de carbone et d'azote, tels que Ti, V, Vr, Nb, W, Mo, Cr, etc. sont ajoutés à l'acier pour former des éléments qui entravent fortement la migration des joints de grains d'austénite et rendent le grain raffiné. L'acier désoxydé avec Al a un grain fin, tandis que l'acier désoxydé avec Si a un grain grossier.
La structure d'origine - Plus la structure d'origine ou la structure de non-équilibre est fine, plus la tendance granulométrique de l'acier est grande et plus le grossissement du grain est facile.
56.En combien de types de fonte sont généralement divisés ?
Les formes de carbone dans ces fontes et leurs effets sur les propriétés de la fonte sont indiqués respectivement.
Fonte grise : haute résistance à la compression, excellente résistance à l'usure et suppression des vibrations, faible sensibilité à l'encoche.
Fonte ductile : résistance à la traction de la fonte grise et de l'acier au carbone moyen, résistance à la fatigue en flexion, et bonne forme et ténacité.
Le graphite de la fonte malléable est floculant et a un petit effet de coupe sur la matrice, de sorte que sa résistance, sa plasticité et sa ténacité sont supérieures à la fonte grise, en particulier la fonte malléable perlite peut être comparable à l'acier moulé, mais elle ne peut pas être forgée.
Fonte vermiculaire : La résistance à la traction, la plasticité et la résistance à la fatigue de la fonte vermiculaire sont meilleures que la fonte grise, et la fonte ductile est proche de la matrice de ferrite. De plus, sa conductivité thermique, sa coulée, son usinabilité sont meilleures que la fonte ductile et la fonte grise similaire.
Donnez des exemples et expliquez brièvement quelles techniques de traitement thermique efficaces peuvent être utilisées pour améliorer la durée de vie de la matrice. Veuillez donner plus de cinq exemples.
La voie de traitement connue du roulement de précision en acier GCr15 est la suivante :
Découpage – forgeage – traitement surfin – usinage – trempe – traitement à froid – traitement de stabilisation. Le processus de traitement thermique comprend :
Le processus de traitement thermique ultra-fin est de 1050 ℃ × 20 ~ 30 min de chauffage à haute température, 250 ~ 350 ℃ × 2 h de bain de sel isotherme, 690 ~ 720 ℃ × 3 h avec refroidissement du four à 500 ℃ de refroidissement par air.
Trempe : chauffage à 835 ~ 850℃×45 ~ 60min dans une atmosphère protectrice, refroidissement dans l'huile à 150 ~ 170℃ pendant 5 ~ 10min, puis refroidissement dans l'huile à 30 ~ 60℃.
Traitement à froid : traitement à froid à -40 — -70℃×1 ~ 1.5h après nettoyage
Traitement thermique de stabilisation : 140 ~ 180℃×4 ~ 12h après broyage grossier ; Après broyage fin, 120 ~ 160℃×6 ~ 24h.
57.Pourquoi le matériau des engrenages de la machine est généralement de l'acier 45, tandis que le matériau des engrenages automobiles est du 20CrMnTi, etc. Veuillez formuler l'itinéraire du processus et le but de l'adoption du processus de traitement thermique.
(1) Les engrenages de la machine-outil fonctionnent en douceur sans impact important, la charge n'est pas importante, la vitesse est moyenne, les exigences de résistance et de ténacité du noyau de l'engrenage ne sont pas élevées, choisissez généralement la fabrication en acier 40 ou 45. Condition de travail des engins d'automobile et de tracteur que les mauvais engins de machine, plus de stress, de surcharge et de coups fréquents, tandis que le démarrage, le freinage et la vitesse sur la résistance à l'abrasion, la résistance à la fatigue en flexion, la résistance à la fatigue de contact, la résistance du noyau et la ténacité des exigences de performance sont relativement élevés, avec de l'acier au carbone moyen ou du carbone dans le faible alliage par trempe de surface de chauffage par induction à haute fréquence ne peut pas garantir les performances.
(2) Processus de traitement des engrenages de la machine-outil : découpage - forgeage - normalisation - revenu - semi-finition - chauffage par induction à haute fréquence trempe de surface + revenu à basse température - meulage fin - produits finis. La normalisation peut homogénéiser la structure, éliminer les contraintes de forgeage et ajuster la dureté pour améliorer l'usinabilité. Le traitement de trempe et de revenu peut donner à l'engrenage des propriétés mécaniques complètes plus élevées, améliorer la résistance et la ténacité du noyau de la dent, permettre à l'engrenage de résister à une plus grande contrainte de flexion et à une charge d'impact, et réduire la déformation de trempe. La trempe de la surface de chauffage par induction à haute fréquence peut améliorer la dureté et la résistance à l'usure de la surface de l'engrenage, améliorer la fatigue de contact de la surface de la dent; la trempe à basse température élimine les contraintes de trempe sans réduire la dureté de la surface. Empêche les fissures de meulage et améliore la résistance aux chocs des engrenages.
Parcours technologique de transformation des engrenages automobiles : découpage – forgeage – normalisation – usinage – cémentation, trempe + revenu à basse température – grenaillage – rectification – produit fini. Le traitement de normalisation peut uniformiser la structure et ajuster la dureté pour améliorer l'usinabilité. La carburation consiste à améliorer la fraction massique de carbone à la surface de la dent (0.8-1.05 %) ; La trempe peut améliorer la dureté de la surface de la dent et obtenir une certaine profondeur de couche durcie (2.8-1.3 mm), améliorer la résistance à l'usure et la résistance à la fatigue de contact de la surface de la dent ; La fonction du revenu à basse température est d'éliminer les contraintes de trempe, d'empêcher les fissures de meulage et d'améliorer la résistance aux chocs. Le traitement de grenaillage peut améliorer la dureté de la surface de la dent d'environ 1 à 3 HRC, augmenter la contrainte de compression résiduelle sur la surface et ainsi améliorer la résistance à la fatigue de contact.
58. Types et solutions de fragilité de trempe
Fragilité de revenu : le phénomène selon lequel la résistance aux chocs et la fragilité de l'acier trempé diminuent et augmentent évidemment avec l'augmentation de la température de revenu dans une certaine plage de température de revenu. Il existe deux catégories, la première et la seconde.
Type I : fragilisation irréversible par revenu de l'acier trempé lors du revenu de 250~400 ; Type 2 : 450 ~ 650 réversible.
Méthodes : Le premier type de production ne peut pas être éliminé, vous pouvez ajouter du SI, faire monter la température de transition fragile à plus de 300, puis tempérer à 250 ; Le deuxième type: dans la trempe de courte durée à température fragile, un refroidissement rapide ne se produit pas, un refroidissement lent. Réchauffage court - tempérer à une température fragile, un refroidissement rapide peut être éliminé.
59. But du traitement thermique de micro-amincissement de l'acier de matrice pour travail à froid ? Traitement superfin cyclique de l'acier Cr12MoV ?
Objectif : Le traitement thermique de microraffinage comprend le raffinement de la matrice acier et le raffinement du carbure. Le raffinement de la microstructure peut améliorer la résistance et la ténacité de l'acier, et le raffinement du carbure peut améliorer la résistance, la ténacité et la résistance à l'usure de l'acier.
Processus : 1150 chauffage trempe +650 trempe +1000 chauffage trempe à l'huile +650 revenu +1030 chauffage trempe à l'huile 170 isotherme 30min refroidissement à l'air +170 revenu.
Combien de types de martensite sont communs dans les aciers trempés ? La structure? Caractéristiques de performances ? Conditions de formation ?
Lattes et rabats. La sous-structure de la latte est une dislocation, avec une résistance et une dureté élevées, une bonne plasticité et une ténacité. Conditions de formage de l'acier à faible teneur en carbone, température supérieure à 200 ℃. Les lamelles à teneur moyenne et élevée en carbone inférieures à 200℃ sont des cristaux jumeaux à haute dureté et fragilité.