Karkaisuprosessien tieteelliset periaatteet ja nykyaikaiset teolliset sovellukset: Suorituskykyhyppy leikkaustyökaluista kiinnikkeisiin

Teräs on pohjimmiltaan raudan ja hiilen seos. Kun teräs kuumennetaan kriittiseen lämpötilaansa (yleensä yli 727 astetta, austenitisoimislämpötila), sen kiderakenne muuttuu runko-keskipisteestä kuutiosta (BCC) pinta-keskipisteeseen (FCC). Hiiliatomit liukenevat tasaisesti kidehilan välitiloihin muodostaen pehmeää ja erittäin sitkeää austeniittia.

Avain sammuttamiseen on nopea jäähdytys (yleensä käyttämällä vettä, öljyä, polymeeriliuoksia tai kaasuja). Tämä prosessi estää hiiliatomien diffuusion ja saostumisen ja pakottaa kidehilan läpikäymään leikkaus-kaltaista rekonstruktiota jäähtymisen aikana, jolloin muodostuu ylikyllästetty runko-keskitetty tetragonaalinen (BCT) rakenne-martensiitti. Martensiittiset hila on vääristynyt vakavasti hiiliatomien "sijoittelun" vuoksi, jolloin syntyy valtava sisäinen jännitys, mikä lisää merkittävästi materiaalin kovuutta. Esimerkiksi tavallisen vähähiilisen{6}}teräksen kovuus voi nousta HB 120:sta yli HRC 50:een karkaisun jälkeen.

Vaikka martensiitti on kovaa, se on kuitenkin hauras, kuin kireä jousi. Siksi karkaisua (alhaisen lämpötilan lämmitys ja pito) tarvitaan yleensä karkaisua (alhaisen lämpötilan lämmitys ja pito) poistamaan jonkin verran sisäistä jännitystä ja saostamaan hienoja karbideja, jotta voidaan palauttaa tietty sitkeys ja säilyttää korkea kovuus ja saavuttaa tasapaino kovuuden ja joustavuuden välillä.

Vaikka ruostumattomasta teräksestä valmistettujen kiinnikkeiden alalla austeniittisia ruostumattomia teräksiä (kuten 304 ja 316) suositaan laajalti niiden ei--magneettisten ja korroosionkestävien-ominaisuuksien vuoksi, niiden lujuus on suhteellisen alhainen (vetolujuus noin 520 MPa). Korkeampaa lujuutta vaativissa sovelluksissa martensiittiset ruostumattomat teräkset (kuten 410 ja 420) ovat ensisijainen valinta-näillä materiaaleilla voidaan saavuttaa tasapaino korkean lujuuden ja kohtalaisen korroosionkestävyyden välillä karkaisun ja karkaisun avulla.

Tyypillisiä sovelluksia ovat mm:

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit: Käytetään aksiaaliseen kiinnitykseen tarkkuuskoneissa, jotka vaativat suurta pinnan kovuutta kuorimisen estämiseksi.

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut itseporautuvat{0}}ruuvit: Poran kärki on sammutettu tehokkaan porauksen varmistamiseksi metallilevyissä.

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit: Kestää suuria leikkauskuormia, karkaisu parantaa sydämen lujuutta.

Ruostumattomasta teräksestä valmistetut kuusiokantaruuvit: Ankarissa ympäristöissä, kuten rakennusten julkisivuissa ja laivanrakennuksessa, erittäin lujat versiot edellyttävät lämpökäsittelyä liitosten luotettavuuden varmistamiseksi.

On syytä huomata, että kaikki ruostumattomasta teräksestä valmistetut kiinnikkeet eivät sovellu karkaisuun. Austeniittista ruostumatonta terästä (kuten tavalliset SS-ruuvit ja ruostumattomasta teräksestä valmistetut lautasruuvit) ei voida vahvistaa lämpökäsittelyllä; sen lujuuden paraneminen perustuu pääasiassa kylmätyökarkaisuun. Jos ruostumattomasta teräksestä valmistettu tapcon on kuitenkin valmistettu martensiittisesta materiaalista, se on karkaistava ja karkaistava, jotta se täyttää veto- ja leikkauslujuusvaatimukset.