W jakiej temperaturze mam ryzyko zmiany struktury stali?

11

Jeśli mam stal konstrukcyjną lub narzędziową, która została poddana obróbce według niektórych norm (ASTM, SAE, ISO - np. Dla twardości), ale nie znam szczegółów obróbki, to czy istnieje „bezpieczna” temperatura, poniżej której mogę pracować stal bez wpływu na jej właściwości użytkowe?

steel machining metallurgy

— mączka
źródło

Chciałbym rozszerzyć pytanie na „stopy konstrukcyjne”, ale nie jestem pewien, czy rozważanie stopów metali nieżelaznych powoduje, że nie można na nie odpowiedzieć zbyt szeroko.

— footwet

1

Po pierwsze, powiedziałbym, że pytanie jest już dość szerokie, stal jest wystarczająco szerokim tematem, stopy konstrukcyjne są jeszcze większe. Po drugie, jaki rodzaj pracy zamierzasz wykonywać? Oznaczono to obróbką mechaniczną, ale różne rodzaje pracy wpłyną na materiał na różne sposoby.

— Trevor Archibald

@TrevorArchibald: Założenie jest takie, że działanie mechaniczne nie zmienia mikrostruktury, a zatem i właściwości znamionowych, dla stopów jednorodnych; tylko ciepło, które może być wytwarzane podczas obróbki lub wykorzystywane do obróbki. Jeśli to nieprawda, wyjaśnienie w odpowiedzi byłoby bardzo mile widziane!

— footwet

13

Ogólnie rzecz biorąc, chcesz pozostać poniżej temperatury rekrystalizacji. Stal składa się z ziaren, a różne rodzaje stali mają różne rozmiary ziaren. Rozmiar tych ziaren wpływa na zachowanie stali po przekroczeniu granicy plastyczności. W temperaturze rekrystalizacji nowe ziarna zarodkują i będą rosły, co unieważnia wszelkie stwardnienie, przez które stal mogła wcześniej przejść.

Jednak temperatura ta będzie się różnić w zależności od pierwiastków stopowych w stali, więc jeśli nie znasz gatunku, trudno będzie ustalić temperaturę rekrystalizacji. Chyba że zamierzasz pracować w około 900 ° F (500 ° C), nie sądzę, że powinien to być problem.

Ta tabela pokazuje temperatury, w których przeprowadzane są różne obróbki cieplne.

Źródło

— Trevor Archibald
źródło

5

Odpowiedź na twoje pytanie zależy w dużej mierze od rodzaju stali i rodzaju obróbki cieplnej, o której myślisz. Na przykład, jeśli pracujesz nad konstrukcją stalową w Stanach Zjednoczonych, AWS D1.1 ograniczy maksymalne ciepło w stali hartowanej i odpuszczanej do 1100 ° F. Temperatura ta jest kompatybilna z podgrzewaniem wstępnym spoin lub prostowaniem cieplnym.

— Ethan48
źródło

1

Istnieją trzy kluczowe temperatury, które mogą wpływać na właściwości stali. Jak wspomniano w przyjętej odpowiedzi, temperatura rekrystalizacji jest najbardziej znacząca, ponieważ może potencjalnie wpływać na każdą stal, szczególnie te, które zostały poddane obróbce na zimno w celu poprawy ich właściwości lub mają wysoką zawartość stopu, np. Stale nierdzewne, chromowo-molowe i niektóre odlewy.

Drugim czynnikiem jest temperatura odpuszczania. Dotyczy to tylko stali poddanych obróbce cieplnej, ogólnie narzędzi skrawających, matryc, sprężyn i niektórych innych części o bardzo wysokiej wytrzymałości / twardości. Zakres odpuszczania może wynosić od 180 do 300 ° C lub do 600 ° C dla stali szybkotnących. Ogrzewanie powyżej temperatury odpuszczania zapamięta stal i w konsekwencji zmiękczy ją. zwykle dotyczy to tylko gotowych elementów, chociaż niektóre rodzaje materiału są dostarczane w postaci hartowanej i odpuszczanej stali narzędziowej, zwykle wysokostopowej.

Ostatnim problemem jest to, że bardzo wysokie temperatury, zbliżające się do temperatury topnienia stali, mogą powodować wzrost bardzo dużych kryształów, a nawet głębokie utlenianie powierzchni. Dotyczy to wszystkich gatunków, ale szczególnie tych zawierających chrom.

Wreszcie, podczas gdy wiele gatunków stali walcowanych na gorąco można obrabiać na gorąco bez utraty właściwości mechanicznych, niektóre mają wąskie okno robocze (czerwone krótkie) i we wszystkich przypadkach należy zapoznać się z danymi producenta.

— Chris Johns
źródło