Süsinikterasest osad
Süsinikteras on teras, mille süsinikusisaldus on umbes 0,05 kuni 3,8 massiprotsenti.Ameerika Raua- ja Teraseinstituudi (AISI) süsinikterase määratlus ütleb:
1. soovitud legeerimisefekti saavutamiseks lisatava kroomi, koobalti, molübdeeni, nikli, nioobiumi, titaani, volframi, vanaadiumi, tsirkooniumi või mis tahes muu elemendi miinimumsisaldust ei täpsustata ega nõuta;
2. vase määratud miinimum ei ületa 0,40 protsenti;
3. või ühegi järgmise elemendi maksimaalne määratud sisaldus ei ületa märgitud protsenti: mangaan 1,65 protsenti;räni 0,60 protsenti;vask 0,60 protsenti.
Mõistet süsinikteras võib kasutada ka terase kohta, mis ei ole roostevaba teras;selles kasutuses võib süsinikteras sisaldada legeerteraseid.Kõrge süsinikusisaldusega terasel on palju erinevaid kasutusviise, nagu freespingid, lõiketööriistad (nt peitlid) ja ülitugevad traadid.Need rakendused nõuavad palju peenemat mikrostruktuuri, mis parandab tugevust.
Süsinikusisalduse suurenedes muutub teras kuumtöötlemise teel kõvemaks ja tugevamaks;see muutub aga vähem plastiliseks.Olenemata kuumtöötlusest vähendab suurem süsinikusisaldus keevitatavust.Süsinikterastes alandab kõrgem süsinikusisaldus sulamistemperatuuri.
Süsinikterase kuumtöötlemise eesmärk on muuta terase mehaanilisi omadusi, tavaliselt plastilisust, kõvadust, voolavuspiiri või löögikindlust.Pange tähele, et elektri- ja soojusjuhtivus on vaid veidi muutunud.Nagu enamiku terase tugevdamise tehnikate puhul, ei mõjuta see Youngi moodulit (elastsust).Kõik terasekaubanduse elastsuse töötlused tugevuse suurendamiseks ja vastupidi.Raual on süsiniku lahustuvus austeniidifaasis suurem;Seetõttu alustatakse kõiki kuumtöötlusi, välja arvatud sferoidiseerimine ja protsessilõõmutamine, terase kuumutamisest temperatuurini, mille juures saab eksisteerida austeniitfaas.Teras karastatakse (soojus tõmmatakse välja) mõõduka kuni madala kiirusega, võimaldades süsinikul difundeeruda austeniidist välja, moodustades raudkarbiidi (tsementiidi) ja jättes ferriiti, või suurel kiirusel, püüdes süsiniku rauasse, moodustades seeläbi martensiidi. .Terase jahutamise kiirus läbi eutektoidse temperatuuri (umbes 727 °C) mõjutab kiirust, millega süsinik difundeerub austeniidist ja moodustab tsementiidi.Üldiselt jätab kiire jahutamine raudkarbiidi peeneks hajutatuks ja annab peeneteralise perliidi ning aeglane jahutamine annab jämedama perliidi.Hüpoeutektoidse terase (alla 0,77 massiprotsenti C) jahutamise tulemuseks on raudkarbiidikihtide lamell-perliitstruktuur, mille vahel on α-ferriit (peaaegu puhas raud).Kui tegemist on hüpereutektoidse terasega (üle 0,77 massiprotsenti C), on struktuur täisperliit, mille tera piiridele on moodustunud väikesed tsementiidi terakesed (suuremad kui perliitlamell).Eutektoidterasel (0,77% süsinikku) on kogu terade ulatuses perliitstruktuur, mille piiridel ei ole tsementiiti.Koostisosade suhtelised kogused leitakse kangireegli abil.Järgnevalt on loetletud võimalikud kuumtöötluse tüübid.
Legeerteras on teras, mille mehaaniliste omaduste parandamiseks on legeeritud mitmesuguseid elemente koguhulgaga 1,0–50 massiprotsenti.Legeerterased jagunevad kahte rühma: vähelegeeritud terased ja kõrglegeeritud terased.Nende kahe erinevuse üle vaieldakse.Smith ja Hashemi määravad erinevuse 4,0%, samas kui Degarmo jt määravad selle 8,0%.Kõige sagedamini viitab väljend "legeerteras" madala legeeritud terastele.
Rangelt võttes on iga teras sulam, kuid mitte kõiki teraseid ei nimetata legeerteraseks.Lihtsamad terased on raud (Fe), mis on legeeritud süsinikuga (C) (ligikaudu 0,1% kuni 1%, olenevalt tüübist).Termin "legeerteras" on aga standardtermin, mis viitab terastele, millele on lisaks süsinikule sihilikult lisatud muid legeerivaid elemente.Levinud sulamid on mangaan (kõige tavalisem), nikkel, kroom, molübdeen, vanaadium, räni ja boor.Vähem levinud sulamid on alumiinium, koobalt, vask, tseerium, nioobium, titaan, volfram, tina, tsink, plii ja tsirkoonium.
Järgnevalt on toodud legeerteraste täiustatud omadused (võrreldes süsinikterastega): tugevus, kõvadus, sitkus, kulumiskindlus, korrosioonikindlus, karastatavus ja kuumkaredus.Mõnede nende paremate omaduste saavutamiseks võib metall vajada kuumtöötlust.
Mõned neist leiavad kasutust eksootilistes ja väga nõudlikes rakendustes, näiteks reaktiivmootorite turbiinilabades ja tuumareaktorites.Raua ferromagnetiliste omaduste tõttu leiavad mõned terasesulamid olulisi rakendusi, kus nende reaktsioon magnetismile on väga oluline, sealhulgas elektrimootorites ja trafodes.
Sferoidiseerimine
Sferoidiit tekib siis, kui süsinikterast kuumutatakse temperatuuril umbes 700 °C üle 30 tunni.Sferoidiit võib tekkida madalamatel temperatuuridel, kuid kuluv aeg pikeneb drastiliselt, kuna tegemist on difusiooniga juhitava protsessiga.Tulemuseks on tsementiidist varraste või sfääride struktuur primaarstruktuuri sees (ferriit või perliit, olenevalt sellest, kummal pool eutekoidi asute).Eesmärk on pehmendada kõrgema süsinikusisaldusega teraseid ja võimaldada rohkem vormitavust.See on kõige pehmem ja plastilisem terase vorm.
Täielik lõõmutamine
Süsinikterast kuumutatakse umbes 40 °C-ni üle Ac3 või Acm 1 tund;see tagab, et kogu ferriit muutub austeniidiks (kuigi tsementiit võib siiski eksisteerida, kui süsinikusisaldus on suurem kui eutektoid).Seejärel tuleb terast aeglaselt jahutada, temperatuuril 20 °C (36 °F) tunnis.Tavaliselt jahutatakse lihtsalt ahju, kus ahi lülitatakse välja ja teras on veel sees.Selle tulemuseks on jäme perliitstruktuur, mis tähendab, et perliidi "ribad" on paksud.Täielikult lõõmutatud teras on pehme ja plastiline, ilma sisepingeteta, mis on sageli vajalik kuluefektiivseks vormimiseks.Ainult sferoidiseeritud teras on pehmem ja plastilisem.
Protsessi lõõmutamine
Protsess, mida kasutatakse pinge leevendamiseks külmtöödeldud süsinikterasest, mille temperatuur on alla 0,3% C. Terast kuumutatakse tavaliselt 550–650 °C juures 1 tund, kuid mõnikord isegi 700 °C.Parempoolne pilt [vajalik selgitus] näitab piirkonda, kus toimub protsessi lõõmutamine.
Isotermiline lõõmutamine
See on protsess, mille käigus hüpoeutektoidne teras kuumutatakse üle ülemise kriitilise temperatuuri.Seda temperatuuri hoitakse mõnda aega, seejärel alandatakse madalamale kriitilisest temperatuurist ja seda hoitakse uuesti.Seejärel jahutatakse see toatemperatuurini.See meetod välistab igasuguse temperatuurigradiendi.
Normaliseerimine
Süsinikterast kuumutatakse umbes 55 °C-ni üle Ac3 või Acm 1 tund;see tagab terase täieliku muutumise austeniidiks.Seejärel terast jahutatakse õhkjahutusega, mille jahutuskiirus on ligikaudu 38 °C (100 °F) minutis.Selle tulemuseks on peen perliitstruktuur ja ühtlasem struktuur.Normaliseeritud terasel on suurem tugevus kui lõõmutatud terasel;sellel on suhteliselt kõrge tugevus ja kõvadus.
Kustutamine
Süsinikteras, mille temperatuur on vähemalt 0,4 massiprotsenti C, kuumutatakse normaliseerivate temperatuurideni ja seejärel jahutatakse (karastatakse) kiiresti vees, soolvees või õlis kriitilise temperatuurini.Kriitiline temperatuur sõltub süsinikusisaldusest, kuid reeglina on süsinikusisalduse suurenedes madalam.Selle tulemuseks on martensiitne struktuur;terase vorm, millel on üliküllastunud süsinikusisaldus deformeerunud kehakeskse kuubikujulise (BCC) kristallistruktuuriga, mida õigesti nimetatakse kehakeskseks tetragonaalseks (BCT), millel on palju sisemist pinget.Seega on karastatud teras äärmiselt kõva, kuid rabe, praktilistel eesmärkidel tavaliselt liiga rabe.Need sisemised pinged võivad pinnale tekitada pingepragusid.Karastatud teras on ligikaudu kolm korda kõvem (neli korda rohkem süsinikku) kui normaliseeritud teras.
Martempereerimine (marquenching)
Martempereerimine ei ole tegelikult karastusprotseduur, sellest ka termin marquenching.See on isotermilise kuumtöötluse vorm, mida rakendatakse pärast esialgset jahutamist, tavaliselt sulasoola vannis, temperatuuril, mis on veidi üle "martensiidi algtemperatuuri".Sellel temperatuuril taanduvad materjali sees jääkpinged ja allesjäänud austeniidist võib moodustuda bainiit, millel ei olnud aega millekski muuks muutuda.Tööstuses on see protsess, mida kasutatakse materjali elastsuse ja kõvaduse kontrollimiseks.Pikema margistamise korral suureneb elastsus minimaalse tugevuse kaoga;terast hoitakse selles lahuses, kuni detaili sise- ja välistemperatuur ühtlustuvad.Seejärel jahutatakse terast mõõduka kiirusega, et temperatuurigradient oleks minimaalne.See protsess mitte ainult ei vähenda sisepingeid ja pingepragusid, vaid suurendab ka löögikindlust.
Karastamine
See on kõige levinum kuumtöötlemine, sest lõppomadused saab täpselt määrata karastamise temperatuuri ja aja järgi.Karastamine hõlmab karastatud terase uuesti kuumutamist temperatuurini, mis on madalam kui eutektoidne temperatuur, seejärel jahutatakse.Kõrgendatud temperatuur võimaldab väga väikestes kogustes sferoidiidi moodustumist, mis taastab elastsuse, kuid vähendab kõvadust.Iga kompositsiooni jaoks valitakse hoolikalt tegelikud temperatuurid ja kellaajad.
Austering
Karastusprotsess on sama, mis karastus, välja arvatud see, et karastamine katkestatakse ja terast hoitakse sulasoola vannis temperatuuril 205–540 °C ning seejärel jahutatakse mõõduka kiirusega.Saadud teras, mida nimetatakse bainiidiks, tekitab terases nõelakujulise mikrostruktuuri, millel on suur tugevus (kuid vähem kui martensiit), suurem plastilisus, suurem löögikindlus ja vähem moonutusi kui martensiitterasel.Austeringi puuduseks on see, et seda saab kasutada ainult mõnel terasel ja see nõuab spetsiaalset soolavanni.
Süsinikteras cnc
võlli jaoks keeratav puks
Süsinikteras cnc
töötlemine must anodeerimine
Puksi osad koos
mustamise ravi
Süsinikterasest treimine
kuuskantvardaga osad
Süsinikteras
DIN-käigukasti osad
Süsinikteras
osade sepistamine
Süsinikteras cnc
osade treimine fosfaadiga
Puksi osad koos
mustamise ravi
