ANYAGUDOMÁNY ÉS ECHNOLÓGIA ANSZÉK Anyagismere ACÉLOK HŐKEZELH KEZELÉSE Dr. Paloás Béla paloasb@eik.bme.hu Felülei hőkezelések Cél: Kopásálló réeg Szívós mag lérehozása Felülei hőkezelések Felülei edzések Lángedzés Nagyfrekvenciás edzés Máró edzés ermokémiai kezelés Niridálás Boridálás Cemenálás Fémbevonaok készíése Anyagismere Acélok hőkezelése 2
Aliálás Fémbevonaok készíése Hőállóság növelése, 0,3 0,8 mm nagy Al aralmú kéreg (850 1100 ºC 6-8 h) Kromálás (keménykrómozás) Hő- és korrózióálló, kopásálló 0,1 0,3 mm (1000 1050 ºC 10 20 h) Szilikálás Hő- és savállóság, 0,5 1 mm kéreg ( 1100 1200 ºC 4 10 h) Boridálás Jelenős felülei keménység (HV > 1200) Jó sav- és hőállóság is Anyagismere Acélok hőkezelése 3 Az edzés feléele Auszeniesíés Felülei edzések Kéregben auszeniesíés A3 Kriikus lehűési sebességnél 160 250 ºC gyorsabb hűés Megvalósíhaó Csak kéregben auszeniesíés és hűés kriikus sebességnél gyorsabban (vízben) A réeg ridegségé csökkenik eljes kereszmeszeben auszeniesíés kéregben hűés a kriikusnál gyorsabban Anyagismere Acélok hőkezelése 4 A1
eljes hőkezelési ciklus A 3 Felülei edzés 160 250 ºC Edzés Megereszés Kis hőmérsékleű megereszés A nemesíés bizosíja a szívós mago, a felülei edzés bizosíja kopásállóságo a felüleen Anyagismere Acélok hőkezelése 5 Lángedzés 1. Anyagismere Acélok hőkezelése 6
Lángedzés 2. Anyagismere Acélok hőkezelése 7 Nagyfrekvenciás edzés elve A daraboka a mágneses hiszerézis veszeség és az örvényáram hevíi fel C 0,45% (O pon konc.) Áramsűrűség a darabban x mélységben: x δ I x = I 0 e Kéregvasagság: δ = f (f, erg. sűr., ) Frekvencia nő vékonyabb kéreg δ = 503 I 100 % 36,8 % ρ µ f ρ : Fajlagos ellenállás µ : Mágneses permeabiliás f : Frekvencia Anyagismere Acélok hőkezelése 8 I 0 δ x
Nagyfrekvenciás edzés Anyagismere Acélok hőkezelése 9 ermokémiai kezelések Niridálás HV nirid >HV marenzi Korrózióállóság nő Kifáradási haár nő Gázközegben Folyadékban Karboniridálás Cemenálás Szilárd közegben Folyadékban Nirocemenálás Gázközegben A3 A3 A1 A1 Nemesíés Cemenálás 500. 580 ºC Niridálás Kéreg edzés 160 250 ºC Magra - Kis hőmérsékleű megereszés Anyagismere Acélok hőkezelése 10
Niridálás Gázközegben Folyékony közegben Ion - niridálás Gázközegben NH 3 3H + N Niridképző övözőkkel keményebb kéreg hozhaó lére: Al, i, V, Mo, Cr, W Al adja a legkeményebb niride Niridálás Niridek magas hőmérsékleig (1200 ºC ig) sabilak Méreponos alkarészek készíheők ( nincs allorop áalakulás ) Anyagismere Acélok hőkezelése 11 A niridálás ovábbi válozaai A gázközegű niridálás hosszú ideig ar: 0,01 mm kéreg : 1 h Folyékony közegű Ion niridálás niridálás (cianidálás) Gázközegben, igen gyors a niridálás az elekromos Karboniridálás áramnak köszönheően (lágyniridálás) 0,1 mm 1 h N, C N C Munkadarab N - H + Kemence fal 500 600 ºC + - = Anyagismere Acélok hőkezelése 12
Kis C aralmú acéloknál: Cemenálás Szilárd közegben Faszén + csonszén + BaCO 3 gyorsíó A 3 850 950 ºC 2C + O 3 2 2 CO CO 2CO CO BaCO + C BaO + 2 CO BaO + CO BaCO 2 2 + C Aomos C lérehozása 3 2 + C Aomos C a felüleen megapad Q R x = 2D D = D0 e Anyagismere Acélok hőkezelése 13 Bediffundál a felülebe Cemenálás 0,1 mm kéreg 1 h Kb. 0,7 0,8 % C a kéregben Folyékony közegű cemenálás Sófürdőben ( cián sóka aralmaz a fürdő, pl. náriumcianid NaCN) Nirogén is bediffundál a felülelebe Nirocemenálás 850 870 ºC on 30 min ala 0,2 0,25 mm N, C N C 850 950 ºC 940 ºC on 30 min ala 0,45 mm kéreg (i azonban erős a só párolgása mérgező a cián) Anyagismere Acélok hőkezelése 14
Gázközegű cemenálás ömeggyárásban Jól szabályozhaó, auomaizálhaó Nagy a cemenálás sebessége Endoma gáz + szeníő gáz CH 4 + Hordozó gáz C poenciál = 0,6 % Száraz gáz, % 30 20 10 Endo gáz H2 CO 1 % Carbon poenciál Exo CO2 7 12 16 20 C, % Iner 23 Szabad oxigén + N 2 Levegő / propán Nm 3 / Nm 3 CH 4 CO δ Anyagismere Acélok hőkezelése 15 Gázközegű cemenálás jellemzői = 930 950 ºC δ nő C, % Áramlási sebesség nő Finomszemcsés anyagoknál: 1000 1050 ºC δ A gázközegű cemenálásnak legkisebb az idő szükséglee Anyagismere Acélok hőkezelése 16
Nemesíheő acélok hőkezelése A 3 A 3 + 20 50 ºC Felülei edzés 160 250 ºC Edzés Megereszés 500 650 ºC Kis hőmérsékleű megereszés C22E, C22R, C25_, C30_, C35_, C40_, C45_, C50_, C55_, C60_, 28Mn 6, 38Cr 2, 38CrS 2, 46Cr 2, 46CrS 2, 34Cr 4, 34CrS 4, 37Cr 4, 37CrS 4, 41Cr 4, 41CrS 4, 25CrMo 4, 25CrMoS 4, 34CrMo 4, 34CrMS 4, 42CrMo 4, 42CrMoS4, 50CrMo 4, 36CrNiMo 4, 34CrNiMo 6, 30CrNiMO 8, 36NiCrMo 16, 51CrV 4 Anyagismere Acélok hőkezelése 17 Niridálhaó acélok hőkezelése A 3 A 3 + 20 50 ºC 500 650 ºC 500. 580 ºC Nemesíés Niridálás 24CrMo 13-6, 31CrMo 12, 32CrAlMo 7-10, 31CrMoV 9, 32CrMoV 12-9, 34CrAlMo 7-10, 41CrAlMo 7-10, 40CrMoV 13-9, 34CrAlMo 5-10 Anyagismere Acélok hőkezelése 18
A 3 Beében edzheő acélok hőkezelése 850 950 ºC Cemenálás Magra edzés Kéreg edzés 160 250 ºC Kis hőmérsékleű megereszés C10, C10E, C10R, C15_, C16_, 17Cr 3, 17CrS 3, 28Cr 4, 28CrS 4, 16MnCr 5, 16MnCrS 5, 16MnCrB 5, 20MnCr 5, 20MnCrS 5, 18CrMo 4, 18CrMoS 4, 22CrMoS 3-5, 20MoCr 4, 20MoCrS 4, 16NiCr 4, 16NiCrS 4, 10NiCr 5-4, 18NiCr 5-4, 17CrNi 6-6, 15NiCr 13, 20NiCrMo 2-2, 20NiCrMoS 2-2, 17NiCrMo 6-4, 17NiCrMoS 6-4, 20NiCrMoS 6-4, 18CrNiMo 7-6, 14NiCrMo 13-14 Anyagismere Acélok hőkezelése 19 Szerszámacélok hőkezelése C45, C45U, C70_, C80, C90, C105, C120 (Kis forgácsol csolási si sebességű szerszámok pl. kéziszerszk ziszerszámok, készülnek ezekből l az acélokb lokból) l) 160 250 ºC A 3, A cm 500 550 ºC A hőkezelés hőmérséklee és a megereszés hőmérséklee az övözésől függ. Hidegalakíó szerszámac macélok: 105V, 50WCrV8, 60WCrV8 102Cr6 21MnCr5, 70MnMoCr8, 90MnCrV8, 95MnWCr5 X100CrMoV5, X153 CrMoV12, X210Cr 12, X210CrW12 35CrMo7, 40CrMnNiMo 8 6 4, 45NiCrMo16 X40Cr14, X38CrMo16 Mech. ul. Mech. ul. HV 2 x 1 x KV meg Anyagismere Acélok hőkezelése 20
Melegalakíó szerszámacélok 55NiCrMoV 7, 32CrMov 12-28 X37CrMoV 5 1, X38 CrMoV 5 3, X40 CrMoV 5-1 50CrMoV 13-15 X30 WCrV 9 3, X35 CrWMoV 5 38CrCoWV 18-17 -17 Mech. ul. A3, Acm A1 500 550 ºC 160 250 ºC Mech. ul. 2 x HV 1 x KV meg mrg Anyagismere Acélok hőkezelése 21 Gyorsacélok hőkezelése HS 0-4-1 (W-Mo-V-Co) HS 1-4-2 HS 18-0-1, HS 2-9-2, HS 1-8-1, HS 3-3-2 HS 6-5-2, HS 6-5-2C, HS 6-5-3, HS 6-6-2, HS 6-5-2-5, HS 6-5-3-8 HS 6-5-4, HS 10-4-3-10 HS 2-9-1-8 Mech. ul. 1200 1290 ºC ~ 400 ºC ~ 600 ºC Mech. ul. HV 3 x ~ 550 ºC 3 x KV A 3-70 -80 ºC 2 x 1 meg Anyagismere Acélok hőkezelése 22 meg
Kiválásosan keményíheő övözeek A α α + s. β Euekikum (E) α + s. β + E B A n B m Anyagismere Acélok hőkezelése 23 β E + β + s. α β + s. α Alumínium övözeek hőkezelése Homogenizálás kri Meserséges öregíés 120-180 C ermészees öregíés 20 40 C Edzés Al Cu, Al Mg Si, Al Zn Mg övözeek Anyagismere Acélok hőkezelése 24