نطاق درجة حرارة فرن التقسية للصلب والسبائك وفولاذ الأدوات

التحكم الدقيق في نطاق درجة الحرارة هو جوهر معالجة التقسية المؤهلة، حيث يتم تحديد الصلابة والمتانة والمرونة ومقاومة التعب لقطع العمل الفولاذية المسقية بشكل مباشر. تتميز درجات الفولاذ المختلفة بما في ذلك الفولاذ الكربوني العادي وسبائك الفولاذ الهيكلي وفولاذ الأدوات عالي الدقة بخصائص معدنية مميزة، وتتطلب معلمات درجة حرارة فرن التقسية الحصرية ومعايير وقت النقع. سيؤدي ضبط درجة الحرارة بشكل غير مناسب إلى تخفيف الضغط بشكل غير كافٍ، أو تخفيف الصلابة المفرطة أو فشل هشاشة المواد، مما يؤدي إلى ظهور منتجات معيبة بشكل كبير. تصنف هذه المقالة نطاقات درجة حرارة التقسية الصناعية الأكثر موثوقية للمواد الفولاذية السائدة.

1. نطاق درجة حرارة تقسية الفولاذ الكربوني العادي

يتم استخدام الفولاذ منخفض الكربون (Q235، 10 #، 20 #) بعد التبريد في الغالب للأجزاء الهيكلية العادية، مع درجة حرارة فرن التقسية القياسية من 500 درجة مئوية إلى 650 درجة مئوية، والتي تنتمي إلى درجة حرارة عالية. نطاق درجة الحرارة هذا يزيل تمامًا إجهاد التبريد المتبقي، ويحسن بشكل كبير من صلابة المواد واللدونة، ويحصل على خصائص ميكانيكية شاملة ممتازة. يتم التحكم في وقت النقع بمعدل 1.5-2 ساعة لكل سماكة قطعة عمل 100 مم، وهو مناسب للبراغي عالية القوة، والدعامات الميكانيكية والملحقات الهيكلية العادية.

الفولاذ الكربوني المتوسط (45#، 50#) هو الفولاذ الإنشائي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع، مع درجة حرارة تقليدية تتراوح بين 480 درجة مئوية إلى 620 درجة مئوية. يمكن للتلطيف المناسب أن يوازن بين القوة والمتانة، وتجنب مشكلة الهشاشة الناتجة عن معالجة التبريد المفردة. بالنسبة للأجزاء التي تتطلب مقاومة عالية للصدمات، يمكن زيادة درجة الحرارة بشكل مناسب إلى 600 درجة مئوية - 650 درجة مئوية؛ بالنسبة للأجزاء التي تتطلب صلابة متوسطة ومقاومة للتآكل، يتم التحكم في درجة الحرارة عند 480 درجة مئوية إلى 550 درجة مئوية.

2. نطاق درجة حرارة سبائك الصلب هدأ

يتم استخدام سبائك الفولاذ الهيكلي (40Cr، 35CrMo، 42CrMo) على نطاق واسع لأجزاء السيارات والأجزاء الميكانيكية ذات التحميل العالي، مع درجة حرارة تقسية قياسية تتراوح بين 500 درجة مئوية إلى 600 درجة مئوية. تعمل عناصر السبائك على تحسين صلابة الفولاذ، مما يتطلب درجة حرارة تصلب أعلى قليلاً من الفولاذ الكربوني العادي لتحرير الضغط الداخلي بالكامل. تتميز قطع العمل بعد التقسية بقوة عالية ومقاومة قوية للصدمات ودقة أبعاد ثابتة، ومناسبة للأعمدة والتروس والأجزاء الميكانيكية ذات التحميل الثقيل.

تركز سبائك الفولاذ الزنبركية (65Mn، 60Si2Mn) على الأداء المرن، حيث تستخدم التقسية بدرجة حرارة متوسطة عند 380 درجة مئوية إلى 450 درجة مئوية. يضمن نطاق درجة الحرارة هذا حصول الفولاذ على حد مرن ممتاز ومقاومة للتعب، والحفاظ على مرونة مستقرة تحت حمل متناوب طويل الأمد، وهو معلمة التقسية القياسية للينابيع الصناعية وأجزاء تخميد الاهتزاز.

3. أداة الصلب والعفن هدأ نطاق درجة الحرارة

يتم استخدام فولاذ الأدوات عالي الكربون (T8، T10، T12) في أدوات القطع وأدوات القياس، مع استخدام درجات حرارة منخفضة عند 160 درجة مئوية إلى 220 درجة مئوية. الغرض الأساسي هو الحفاظ على الصلابة العالية جدًا ومقاومة التآكل أثناء إزالة إجهاد التسقية الصغير، ومنع تشقق الأداة وتشوه الأبعاد أثناء الاستخدام.

يتطلب قالب الفولاذ للعمل على البارد (Cr12، Cr12MoV) صلابة عالية ومقاومة للتآكل، مع درجة حرارة تصل إلى 180 درجة مئوية - 250 درجة مئوية. يعمل التقسية بدرجة الحرارة المنخفضة على تثبيت البنية الدقيقة للقالب وحجمه، مما يتجنب التشوه أثناء عملية الختم والقطع.

يتحمل قالب العمل الساخن (H13، 4Cr5MoSiV1) درجة حرارة عالية وحمل تأثير متناوب، ويعتمد تقسية درجة الحرارة المتوسطة عند 500 درجة مئوية - 580 درجة مئوية لتحسين مقاومة التعب الحراري والمتانة، مما يضمن التشغيل المستقر على المدى الطويل لقوالب التشكيل والصب الساخنة.

تجدر الإشارة إلى أن معلمات درجة حرارة فرن التقسية تحتاج إلى تعديل وفقًا لسمك قطعة العمل وحالة التبريد. تتطلب قطع العمل السميكة وقت نقع ممتد بشكل مناسب لضمان تأثير التقسية الداخلي والخارجي الموحد؛ تحتاج قطع العمل المفرطة في التسقية إلى زيادة طفيفة في درجة حرارة التقسية لتجنب تركيز الإجهاد المتبقي. يمكن لأفران التقسية الذكية الحديثة تخزين منحنيات المعلمات الحصرية لمختلف المواد الفولاذية، وتحقيق معالجة دقيقة بنقرة واحدة وتحسين معدل تأهيل المنتج بشكل فعال.