Pelindapan Kejut dan Pembajaan: Asas Rawatan Haba Q&T

Apa yang dilakukan oleh dua langkah

Pelindapan kejut bermaksud memanaskan keluli ke dalam julat austenit dan menyejukkannya cukup pantas sehingga austenit tidak boleh terurai menjadi ferit dan perlit lembut. Sebaliknya ia berubah menjadi martensit — struktur keras dan sangat tertekan yang memberikan keluli potensi kekuatannya. Pembajaan kemudian memanaskan semula keluli yang dilindap kejut kepada suhu sederhana, menukar jumlah kekerasan terkawal dengan pertambahan besar keliatan dan kemuluran.

Tiada satu pun langkah berfungsi bersendirian. Martensit lindap kejut asal keras tetapi rapuh dan penuh tegasan dalaman; pembajaan ialah apa yang menjadikannya bahan kejuruteraan yang boleh digunakan.

Urutan mikrostruktur

1. Penaustenitan — lazimnya 30–50 °C di atas suhu kritikal atas untuk gred. Karbon dan unsur pengaloian larut ke dalam austenit; saiz butiran ditetapkan di sini, jadi pemanasan berlebihan adalah mahal.
2. Pelindapan kejut — minyak, polimer, air atau gas bertekanan tinggi, dipilih mengikut kebolehkerasan dan toleransi herotan. Kadar penyejukan mesti mengalahkan kadar penyejukan kritikal keluli melalui keseluruhan keratan.
3. Pembajaan — ditahan di bawah suhu kritikal bawah (Ac1), lazimnya di mana-mana daripada kira-kira 150 °C hingga 650 °C bergantung pada sasaran. Karbida memendak, tegasan dalaman melonggar, dan austenit tertahan terurai.

Keseimbangan kekerasan–kekuatan–keliatan

Suhu pembajaan ialah dail penalaan utama. Suhu pembajaan rendah (kira-kira 150–250 °C) mengekalkan kekerasan berhampiran maksimum lindap kejut asal dan sesuai untuk alat dan bahagian haus. Pembajaan julat pertengahan memberikan gabungan seperti spring. Suhu pembajaan tinggi (kira-kira 500–650 °C) menghasilkan keadaan kejuruteraan lindap kejut dan baja klasik: kekerasan sederhana, kekuatan alah tinggi dan keliatan hentaman baik — keadaan penghantaran gred seperti 4140 dan 42CrMo4 dalam perkhidmatan aci dan bolt.

Peraturan ibu jari berguna: setiap peningkatan suhu pembajaan menurunkan kekuatan dan meningkatkan keliatan, dan pereka memilih titik pada lengkung itu yang diperlukan aplikasi.

Mengapa saiz keratan penting

Pelindapan kejut menyejukkan permukaan dahulu. Dalam keratan tebal teras menyejuk lebih perlahan, mungkin terlepas pembentukan martensit penuh, dan berakhir sebagai campuran ferit/bainit lebih lembut — dan pembajaan tidak boleh memulihkan kekerasan yang tidak pernah dihasilkan oleh pelindapan kejut. Inilah sebabnya:

• Standard menyatakan sifat mekanikal mengikut keratan memerintah; gred yang sama menjamin kurang dalam bar 200 mm berbanding bar 40 mm.
• Kandungan aloi (Cr, Mo, Ni, Mn, B) meningkatkan kebolehkerasan — kedalaman di mana martensit terbentuk — itulah sebabnya bahagian kritikal besar menggunakan gred beraloi dan bukannya keluli karbon biasa.
• Tuntutan kekerasan tembus hendaklah sentiasa diperiksa berdasarkan keratan yang sebenarnya dimesin, idealnya pada kepingan ujian yang dipotong daripada bahagian itu sendiri.

Di mana Q&T sesuai antara rawatan

Pelindapan kejut dan pembajaan ialah ahli keluarga rawatan haba berprestasi tinggi. Penormalan dan sepuh lindap menyusun semula struktur pada kadar penyejukan keseimbangan dan memberikan sifat sederhana; Q&T memintas keseimbangan sepenuhnya untuk memanfaatkan martensit, itulah sebabnya keluli aloi lindap kejut dan baja boleh memberikan kira-kira dua kali ganda kekuatan alah keluli sama yang dinormalkan. Kosnya ialah kawalan proses: herotan, rekahan lindap kejut dan tegasan baki ialah risiko sebenar yang tidak pernah ditunjukkan oleh sepuh lindap, dan bahagian biasanya memerlukan elaun pelurusan, stok pengisaran atau kedua-duanya. Pertukaran itu — sifat maksimum sebagai pertukaran untuk disiplin proses maksimum — ialah sebab Q&T ditentukan dengan sengaja, bahagian demi bahagian, dan bukannya sebagai keadaan lalai.