استكشاف عملية التبريد الثانوية لفرن الكربنة

دعونا أولاً نحلل التغييرات في التنظيم قبل وبعد تبريد فرن الكربنة. بالنسبة للسطح، يجب أن يكون الهيكل مخففًا بالمارتنسيت مع كربيدات حبيبية صغيرة موزعة بشكل موحد والأوستينيت المتبقي. في عملية التبريد الثانوية، تكون درجة حرارة التسخين للتبريد الأولي أعلى، مما يؤدي إلى تحسين الهيكل وحل معظم الكربيدات. ومع ذلك، بعد التبريد، يتم ترك كمية كبيرة من الأوستينيت المتبقي في البنية السطحية عالية الكربون.
في عمليتنا السابقة، تم إخضاع قطعة العمل المسقية مباشرة للتبريد الثانوي عن طريق رفع درجة الحرارة مرة أخرى. بعد التبريد، تم تنفيذ عملية التقسية بدرجة حرارة منخفضة، مما أدى إلى انخفاض صلابة السطح بشكل غير متوقع. فيما يتعلق بهذا، قمنا بتحليل ما إذا كان إزالة الكربنة من سطح قطعة العمل ناتجة عن جولتين من ارتفاع درجة الحرارة العالية من خلال اختبار محتوى الكربون السطحي، والإجابة سلبية. لذلك كان هناك شك في أن التبريد لم يكن ناجحًا، لذلك تم تبريد قطعة العمل مرة أخرى، وكانت الصلابة لا تزال أقل من القيمة العادية. بعد تقطيع وتحليل البنية المجهرية لشريط اختبار التقليد لفرن الكربنة، وجد أن محتوى الأوستينيت المتبقي كان مرتفعًا نسبيًا. بدون استخدام طرق المعالجة المبردة، قمنا أولاً بإخضاع قطعة العمل إلى معالجتين للتلطيف بدرجة حرارة منخفضة في محاولة لتغيير حالة المارتنسيتية في الأنسجة، من شكل الإبرة الخشنة الأصلية وشكل الإبرة الطويلة إلى شكل الإبرة القصيرة. كان ينبغي أن يكون متفرقًا في الأنسجة العضلية وأن يُظهر مؤشرات قوة أفضل بكثير من حالته الأصلية.
ومع ذلك، من حيث صلابة السطح، فإنه لا يزال غير مثالي لأنه من حيث التحول الهيكلي، لا يمكن تحويل الأوستينيت المتبقي إلى مارتنسيت مرة أخرى أثناء عملية التقسية، لذلك من المستحيل الحديث عن زيادة صلابة السطح. ولتحقيق هذه الغاية، نبدأ من مصدر العملية ونحلل بعناية أسباب توليد الأوستينيت المتبقي.
للتبريد الأولي، تم اختيار درجة حرارة أعلى تبلغ 880-900 درجة لفرن الكربنة. في هذا الوقت، تذوب معظم الكربيدات السطحية في الأوستينيت. يمكن للتبريد عند درجة الحرارة هذه، بالطبع، تحسين الهيكل العام للقلب وحل مشكلة كربيدات الشبكة التي تتشكل أثناء عملية الكربنة. ومع ذلك، فإنه لا مفر أيضًا من تكوين كمية كبيرة من الأوستينيت المتبقي في البنية السطحية. في هذا الوقت، إذا تم تنفيذ معدل التسخين وإعادة التبريد المستمر، في عملية التبريد والتسخين الثانية، لا يوجد وقت كافٍ لتحويل الأوستينيت المتبقي. عندما يتم رفعه إلى نطاق درجة حرارة الأوستنيتي، هناك كربيدات غير منحلة تشكل توازنًا مع الكربون الموجود في الأوستينيت المتبقي الذي تم إنشاؤه مسبقًا، مما يجعل الأوستينيت المتبقي الأول المتشكل أكثر استقرارًا وسيظل أيضًا مستقرًا أثناء عملية التبريد اللاحقة. في الوقت نفسه، فإن الأوستينيت المتكون لاحقًا لديه كتامة للتحول المارتنسيتي أثناء عملية التبريد، كما أنه سيشكل أطوار أوستينيت متبقية جديدة، والتي تتسبب في تداخل أطوار الأوستينيت المتبقية في النهاية مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى نسبة أكبر و صلابة أقل.

باختصار، نلخص سبب انخفاض الصلابة بالتعامل غير السليم مع مشكلة نسبة كبيرة من الأوستينيت المتبقي. في هذا الصدد، عند صياغة عملية التبريد الثانوية لأفران الكربنة، لا يزال بإمكاننا اختيار نطاق درجة حرارة أعلى للتبريد الأولي لإذابة الكربيدات بالكامل. بعد التبريد، تتم إضافة خطوة من درجات الحرارة العالية لتحلل وتحويل الأوستينيت المتبقي. هذا لا يمكنه فقط إزالة الضرر الناجم عن الميراث، ولكن أيضًا يقلل من تغير الحجم أثناء عملية التحول الهيكلي بسبب درجة الحرارة العالية. أضف دورتين من درجات الحرارة المنخفضة بعد التبريد لتحسين الحالة النهائية للمارتنسيت.