저 합금 고강도 강철 AISI 4140은 기계, 항공, 석유, 해양 및 샤프트, 기어, 커넥팅로드와 같은 기타 저온 부품 분야에서 널리 사용되었습니다. 변속기 기어, 터보 차저 기어, 엔진 실린더, 스프링 클램프, 오일 드릴 파이프 클램프 및 기타 부품; 금형 제조 산업에서 AISI 4140은 강도와 인성의 좋은 조합이 필요한 대형 및 중형 플라스틱 금형에 적합합니다. 열악한 서비스 환경에서는 강철의 높은 저온 충격 인성이 필요합니다. 우리는 AISI4140 단조의 기계적 특성 및 미세 구조에 대한 다양한 템퍼링 온도의 영향을 연구하기 위해 일련의 테스트를 수행했습니다.
AISI 4140 단조 화학 성분 및 열처리
| 학년 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo |
| 4140 | 0.38 ~ 0.43 | 0.15 ~ 0.35 | 0.75 ~ 1.00 | ≤ 0.035 | ≤ 0.040 | 0.80 ~ 1.10 | 0.15 ~ 0.25 |
| 상태 | 온도 （℃） | 냉각 | 경도, HBW | |
| 예열 처리 | 가열 냉각 | 840 ~ 860
（보온 2H） |
로 냉각 | ≤ 217 |
| 정규화 | 850 ~ 900 | 공기 냉각 | ≤ 217 | |
| 고온 템퍼링 | 680 ~ 700 | 공기 냉각 | ≤ 217 | |
| 담금질 및 템퍼링
|
담금질 | 840 ~ 880 | 오일 냉각 | ≥53HRC |
| 템퍼링 | 450 ~ 670 | 기름 또는 공기 | 25 ~ 45HRC | |
| 유도
담금질
|
난방 | 900 | 유제 | 외관 ≥53HRC |
| 템퍼링 | 150 ~ 180 | 공기 냉각 | ≥50HRC | |
AISI 4140 강철의 CCT 곡선 및 상전이 임계점의 결정은 열처리 공정의 공식화에 대한 참조를 제공 할 수 있습니다. 냉각 속도가 다른 경우 CCT 곡선에는 600 상 전이 영역이 있습니다. 즉, 냉각 속도가 느린 "페라이트 + 펄라이트"영역, 느린 냉각 속도의 "폐쇄 베이 나이트"영역, 빠른 냉각 속도의 "마르텐 사이트"영역입니다. . 완전 마르텐 사이트의 임계 냉각 속도는 약 60 ℃ / min, 베이 나이트의 임계 냉각 속도는 약 362 ℃ / 분, 마르텐 사이트의 MS 포인트는 3 ℃입니다. AISI4140 강철의 AC826는 870 ℃이므로 담금질 온도로 XNUMX ℃를 선택합니다.
열처리 시뮬레이션 퍼니스에서 다양한 템퍼링 온도가 설계되었습니다. 열처리 공정 : 정상화 온도는 905 ℃, 담금질 온도는 870 ℃, 냉각 방법은 수냉, 템퍼링 온도는 각각 580 ℃, 600 ℃, 620 ℃, 640 ℃, 650 ℃입니다. 상온에서 5mm × 60mm의 원통형 시료를 선택하였으며, 충격 인성 시료의 크기는 10mm × 10mm × 55mm의 Charpy V 자형 홈이었다. 시험 온도는 -18 ℃였다.
템퍼링 온도가 580 ℃ 일 때 저온 충격 인성 4140 강철 요구 사항을 충족 할 수 없습니다. 충격 잔류 샘플은 Inclusion 결정 및 파괴 분석을 위해 취합니다. Inclusion 결정의 결과에서 전체적으로 낮은 수준의 Inclusion이 자격이없는 저온 충격 인성의 원인이 아님을 알 수있다. 충격 파괴에 대해 주사 전자 현미경 (SEM) 및 에너지 스펙트럼 분석을 수행했습니다. 파단의 섬유 면적은 작고 얕은 딤플이 분포되어 있고 방사선 면적의 비율이 크고 딤플이 상대적으로 큽니다. 그리고 깊이. 방사 면적의 형태는 준 절단, 섬유 면적의 비율이 적고 측면 팽창이 적으며 시료의 충격 인성이 비교적 양호 하였다. 명백한 야금 학적 결함은 관찰되지 않았습니다. 위의 분석에 따르면,이 열처리 공정에서 충격 샘플의 낮은 충격 값은 야금 결함으로 인한 것이 아닙니다. 낮은 충격 값은 카바이드의 분산 정도와 형태 때문일 수 있습니다.
870 ℃ 및 580 ℃ 템퍼링에서 수냉 된 샘플의 TEM 분석은 주로 두 가지 유형의 탄화물 분포가있는 것으로 나타 났는데, 이는 크기가 100nm-3μm이고 일정한 양의 탄화물 입자가있는 긴 스트립이고 원래의 것입니다. 마르텐 사이트 방향은 유지되었습니다. 870 ℃ 수냉 + 600 ℃ 템퍼링 된 샘플의 TEM 분석은 탄화물의 분포가 상대적으로 균일 함을 보여줍니다. 탄화물의 큰 조각이 사라졌습니다. 템퍼링 온도가 낮을 때 스트립 탄화물은 주로 스트립 탄화물입니다. 템퍼링 온도가 증가하면 스트립 탄화물의 길이-폭 비율이 감소하고 스트립 탄화물은 입상 탄화물로 변경됩니다. 템퍼링 온도가 100 ℃ 일 때 500μm 스트립 카바이드가 존재합니다. 템퍼링 온도가 50 ℃보다 높으면 큰 탄화물 스트립이 사라지고 스트라이프 크기는 기본적으로 7nm 미만이며 일부 입상 탄화물이 형성됩니다. 탄화물의 형태는 스트립에서 미세 입자로 변하고 분포가 불균일에서 확산으로 변하여 충격 인성이 향상됩니다. 스트립 카바이드의 존재는 충격 성능에 매우 불리하며, 숫자가 많을수록 크기가 길수록 재료의 인성이 악화됩니다. 따라서 템퍼링 온도를 3 ℃로 올리면 소재의 충격 인성이 크게 향상됩니다.
따라서 다음과 같은 결론을 내릴 수 있습니다. (1) 템퍼링 온도가 증가함에 따라 AISI4140 강철의 강도는 점차 감소하고 충격 값은 점차 증가합니다. 스트립 카바이드는 충격에 도움이되지 않으며, 숫자가 많을수록 크기가 길수록 재료의 인성이 나빠집니다. TEM 분석에 따르면 템퍼링 온도가 580 ℃에서 600 ℃로 증가하면 큰 탄화물 스트립이 사라지고 스트립 크기는 기본적으로 500nm 미만이었으며 일부 입상 탄화물이 형성되었으며 재료의 충격 인성이 크게 향상되었습니다. ⑶ 템퍼링 온도가 600 ℃ 일 때 테스트 샘플은 상온 강도 및 저온 충격 인성의 요구 사항을 모두 충족 할 수 있습니다.
English
Azerbaijani
Dutch
English
Finnish
French
German
Italian
Japanese
Korean
Latin
Portuguese
Russian
Spanish
Turkish