Teadmised

 

Kuumtöötlus on terase ümberkujundamise oluline etapp ja karastamine kui neist kõige olulisem protsess määrab otseselt terase omadused. Mis on karastumise kalduvus? Kuidas see mõjutab terase olemuslikku kvaliteeti? Täna süveneme sellesse teemasse.

 

01 Mis on kõvenemiskalduvus?

Joonis 1 Terasmaterjalide karastamine

Kõvenemisvõime on metalliliste materjalide, eriti terase, omane omadus moodustada kiirete jahutusprotsesside, näiteks keevitamise või karastamise ajal kuumtöötluse käigus sees suure kõvaduse ja madala plastsusega struktuur (peamiselt martensiit). Mida suurem on see kalduvus, seda tõenäolisemalt muutub materjal pärast kiiret jahutamist kõvaks ja hapraks.

 

02 Kõvenemise kalduvuse aluseks olev loogika

Terase karastatavus peegeldab sisuliselt seda, kui kergesti selle alajahtunud austeniit jahutamise ajal martensiidiks muundub. See protsess sõltub peamiselt kahest tegurist: 1. Keemiline koostis on oluline: süsinik (C) on kõige olulisem karastatavust mõjutav element. Mida suurem on süsinikusisaldus, seda lihtsam on moodustada kõrge süsinikusisaldusega martensiiti ja seda suurem on kõvadus. Kuigi legeerelemendid (näiteks kroom (Cr), molübdeen (Mo), vanaadium (V) jne) ei suurenda karastamise järgset kõvadust oluliselt, võivad need parandada austeniidi stabiilsust, pärssida perliidi või bainiidi muundumist ja seeläbi soodustada martensiidi moodustumist, mis kaudselt suurendab karastatavust. 2. Jahutuskiirus on väline tegur: Jahutuskiirus peab olema suurem kui materjali kriitiline jahutuskiirus, et pärssida teisi difusioonitüüpi muundumisi ja sundida alajahtunud austeniiti muutuma martensiidiks.

 

03 Kõvenemiskalduvusega kaasnevad peamised riskid

Kõrge karastatavus on keevitamisel väga oluline, kuna see suurendab otseselt külmpragunemise (eriti hilinenud pragunemise) ohtu, mis on eriti oluline surveanumate CrMo-terase puhul. Külmpragunemise teke on karastatud struktuuri, difundeeruva vesiniku ja piirava pinge koosmõju tulemus.

o Kõvastunud struktuur annab pragudele tundliku maatriksi: martensiitse struktuuri on kõva ja habras, halva plastilisusega, mistõttu on pingeid raske plastse deformatsiooni teel leevendada. Sellel on palju mikrodefekte, mis loovad tingimused pragude tekkeks.

o Vesiniku roll: Keevitamise ajal keevisõmblusesse lisatud vesinikuaatomid hajuvad ja akumuleeruvad jahtumise ajal pingekontsentratsiooni piirkondades (näiteks martensiitsete plaatide terade piiridel), tekitades tohutu rõhu, põhjustades materjali haprust (vesinikhaprus), tekitades pragusid ja soodustades nende levikut. Kõrge süsinikusisaldusega martensiit on vesinikhapruse suhtes väga tundlik.

o Pinge roll: Keevitatud liite ebaühtlase kuumenemise ja jahtumise poolt põhjustatud termiline pinge, mikrostruktuuri transformatsiooni asünkrooniast tulenev transformatsioonipinge ja konstruktsiooni piirav pinge moodustavad koos pragude leviku liikumapaneva jõu.

 

Vigoril on üle 20 aasta kogemust ja professionaalne meeskond valandite ja sepistamise ning järeltöötlusprotsesside valdkonnas. Kui teil on küsimusi või vajate tooteid, võtke meiega ühendust aadressil info@castings-forging.com.