A kioltás egy hőkezelési eljárás, amelynek során az acélöntvényeket Ac3 vagy Ac1 feletti hőmérsékletre hevítik, majd rövid ideig tartó tartás után gyorsan lehűtik, hogy teljes martenzites szerkezetet kapjanak. Az acélöntvényeket időben meg kell temperálni, hogy kiküszöböljük a kioltási feszültséget és elérjük a szükséges átfogó mechanikai tulajdonságokat. Ezért a temperáló hőkezelést általában a kioltás után alkalmazzák. Ezeket QT-nek is nevezik. A másik általánosan használt hőkezelés az izzítás, a normalizálás és a szilárd oldat.
KIOLÁS
1. Oltási hőmérséklet
A hipoeutektoid acél kioltási hevítési hőmérséklete 30 fokkal -50 fokkal meghaladja az Ac3-at; az eutektoid acél és a hipereutektoid acél kioltási hevítési hőmérséklete 30 fokkal -50 fokkal meghaladja az Ac1-et. A hipoeutektoid szénacélt a fent említett hűtési hőmérsékleten hevítik, hogy finom szemcsés ausztenitet kapjanak, és az oltás után finom martenzit szerkezetet kapunk. Az eutektoid acélt és a hipereutektoid acélt az oltás és hevítés előtt szferoidizálták és izzították, így az Ac1 feletti 30-50 fokos melegítés után, és nem teljesen ausztenites, a szerkezet ausztenit és részben fel nem oldódott finomszemcsés beszivárgás széntestrészecskék. Az oltás után az ausztenit martenzitté alakul, és a fel nem oldott cementitrészecskék megmaradnak. A cementit nagy keménysége miatt nemcsak nem csökkenti az acél keménységét, hanem javítja a kopásállóságát is. A hipereutektoid acél normál kioltott szerkezete finom pelyhes martenzit, és a finom szemcsés cementit és kis mennyiségű visszatartott ausztenit egyenletesen oszlik el a mátrixon. Ez a szerkezet nagy szilárdsággal és kopásállósággal rendelkezik, de bizonyos fokú szívóssággal is rendelkezik.
2. Hűtőközeg a hőkezelési folyamat kioltásához
Az oltás célja a teljes martenzit előállítása. Ezért az öntött acél hűtési sebességének az oltás során nagyobbnak kell lennie, mint az öntött acél kritikus hűtési sebessége, ellenkező esetben a martenzit szerkezete és a megfelelő tulajdonságok nem érhetők el. A túl nagy hűtési sebesség azonban könnyen az öntvény deformálódásához vagy repedéséhez vezethet. A fenti követelmények egyidejű teljesítése érdekében az öntvény anyagának megfelelő hűtőközeget kell kiválasztani, vagy a fokozatos hűtés módszerét kell alkalmazni. A 650-400 fok közötti hőmérséklet-tartományban az acél túlhűtött ausztenitjének izoterm átalakulási sebessége a legnagyobb. Ezért az öntvény lehűtésekor gyors lehűlést kell biztosítani ebben a hőmérséklet-tartományban. Az Ms pont alatt a hűtési sebességnek lassabbnak kell lennie, hogy elkerülje a deformációt vagy a repedést. Az oltóközeg általában vizet, vizes oldatot vagy olajat használ. A kioltás vagy ausztemperálás szakaszában az általánosan használt közegek közé tartozik a forró olaj, az olvadt fém, az olvadt só vagy az olvadt lúg.
A 650 fokos -550 fokos magas hőmérsékletű zónában a víz hűtési kapacitása erős, a 300 -200 fokos alacsony hőmérsékletű zónában pedig nagyon erős. A víz alkalmasabb az egyszerű formájú és nagy keresztmetszetű szénacél öntvények kioltására és hűtésére. Ha oltásra és hűtésre használják, a víz hőmérséklete általában nem haladja meg a 30 fokot. Ezért általában a vízkeringés erősítésére használják, hogy a víz hőmérsékletét ésszerű tartományon belül tartsák. Ezenkívül a só (NaCl) vagy a lúg (NaOH) vízben való hevítése nagymértékben növeli az oldat hűtőkapacitását.
Az olajnak mint hűtőközegnek az a fő előnye, hogy az alacsony hőmérsékletű zónában, 300 fokos -200 fokos hűtési sebesség sokkal alacsonyabb, mint a vízé, ami nagymértékben csökkentheti a kioltott munkadarab belső feszültségét, és csökkenti az öntvény deformációjának és repedésének lehetőségét. Ugyanakkor az olaj hűtési kapacitása a 650-550 fokos magas hőmérsékleti tartományban viszonylag alacsony, ami egyben az olaj, mint oltóközeg fő hátránya. Az oltóolaj hőmérsékletét általában 60-80 fok között szabályozzák. Az olajat elsősorban összetett formájú ötvözött acélöntvények, valamint kis keresztmetszetű és összetett formájú szénacél öntvények hűtésére használják.
Ezenkívül az olvadt sót is gyakran használják oltóközegként, amely ekkor sófürdővé válik. A sófürdőt magas forráspont jellemzi, hűtési kapacitása víz és olaj közé esik. A sófürdőt gyakran alkalmazzák ausztemperálásra és színpadi hűtésre, valamint bonyolult formájú, kis méretű és szigorú alakváltozási követelményekkel rendelkező öntvények kezelésére.
EDZÉS
A temperálás olyan hőkezelési eljárást jelent, amelyben a kioltott vagy normalizált acélöntvényeket az Ac1 kritikus pontnál alacsonyabb kiválasztott hőmérsékletre hevítik, majd bizonyos ideig tartó tartás után megfelelő sebességgel lehűtik. A temperálásos hőkezelés az oltás vagy normalizálás után kapott instabil szerkezetet stabil szerkezetté alakíthatja át, hogy kiküszöbölje a feszültséget és javítsa az acélöntvények plaszticitását és szívósságát. Általában az oltás és a magas hőmérsékletű temperálás hőkezelési folyamatát oltásnak és temperálásnak nevezik. Az edzett acélöntvényeket időben, a normalizált acélöntvényeket pedig szükség esetén meg kell temperálni. Az acélöntvények temperálás utáni teljesítménye a megeresztési hőmérséklettől, az időtől és az alkalmak számától függ. A temperálási hőmérséklet emelése és a tartási idő bármikori meghosszabbítása nem csak az acélöntvények kioltási feszültségét enyhítheti, hanem az instabil edzett martenzitet temperált martenzitté, troostittá vagy szorbittá alakíthatja át. Az acélöntvények szilárdsága és keménysége csökken, plaszticitása jelentősen javul. Egyes közepesen ötvözött acélok esetében, amelyek erősen karbidokat képező ötvözőelemeket tartalmaznak (például króm, molibdén, vanádium és volfrám stb.), a keménység növekszik és a szívósság csökken, ha 400-500 fokos temperálást végeznek. Ezt a jelenséget másodlagos edzésnek nevezzük, vagyis az öntött acél keménysége edzett állapotban eléri a maximumot. A tényleges gyártás során a másodlagos edzési tulajdonságokkal rendelkező, közepesen ötvözött öntött acélt sokszor kell megereszteni.
A QT HATÁSA AZ ACÉLÖNTÉSEKRE
Az acélöntvények a kémiai összetételtől és az öntési folyamattól függő teljesítménye mellett különböző hőkezelési módszerekkel is kiváló átfogó mechanikai tulajdonságokat lehet elérni. A hőkezelési eljárás általános célja az öntvények minőségének javítása, az öntvények súlyának csökkentése, az élettartam meghosszabbítása és a költségek csökkentése. A hőkezelés fontos eszköz az öntvények mechanikai tulajdonságainak javítására; az öntvények mechanikai tulajdonságai fontos mutató a hőkezelés hatásának megítélésében. A következő tulajdonságokon kívül az öntödének olyan tényezőket is figyelembe kell vennie, mint a feldolgozási eljárások, a vágási teljesítmény és az öntvények használati követelményei az acélöntvények hőkezelésekor-.
1. A QT hatása az öntvények erejére
Azonos öntött acél összetétel mellett az acélöntvények szilárdsága különböző hőkezelési eljárások után hajlamos növekedni. Általánosságban elmondható, hogy a szénacélöntvények és az alacsonyan ötvözött acélöntvények szakítószilárdsága elérheti a 414 Mpa-1724 MPa értéket az edzés és a temperálás után.
2. A QT hatása az acélöntvények plaszticitására
Az acélöntvények öntött szerkezete durva, plaszticitása alacsony. A hőkezelés után ennek megfelelően javul a mikroszerkezete és plaszticitása. Különösen az acélöntvények plaszticitása fog jelentősen javulni az edzési és temperálási kezelés után (edzés + magas hőmérsékletű megeresztés).
3. Az edzés és a temperálás hatása az acélöntvények szívósságára
Az acélöntvények szívóssági indexét gyakran ütőpróbákkal értékelik. Mivel az acélöntvények szilárdsága és szívóssága egymásnak ellentmondó mutatók párja, az öntödének átfogó mérlegelést kell végeznie a megfelelő hőkezelési eljárás kiválasztásában, hogy elérje az ügyfelek által megkívánt átfogó mechanikai tulajdonságokat.
4. A QT hatása az öntvények keménységére
Ha az öntött acél edzhetősége azonos, az öntött acél keménysége a hőkezelés után nagyjából tükrözheti az öntött acél szilárdságát. Ezért a keménység intuitív indexként használható az öntött acél hőkezelés utáni teljesítményének becslésére. Általánosságban elmondható, hogy a szénacél öntvények keménysége hőkezelés után elérheti a 120 HBW - 280 HBW-t.
