Hartowanie stopniowe (Ausbay)

Technika hartowania (ograniczona do pewnych wysokowytrzymałych stali stopowych) zmniejszająca naprężenia, nadmierne odkształcenia i ryzyko pęknięcia spowodowane nierówną w czasie przemianą fazową  i szokiem termicznym typowym dla konwencjonalnego hartowania w oleju.

Korzyści

Zmniejszenie wewnętrznych naprężeń i odkształceń w porównaniu z konwencjonalnym hartowaniem w oleju dla wybranych wysokowytrzymałych stali.

Proces umożliwia obróbkę cieplną części o skomplikowanej geometrii i kształcie zbliżonym do zamierzonego minimalizując w ten sposób obróbkę wykańczającą skrawania/szlifowania komponentów po obróbce cieplnej (możliwość pozostawiania niewielkich naddatków materiału lub ich brak).

Aplikacje i materiały

Proces ma zastosowanie do pewnych wysokowytrzymałych stali stopowych, takich jak 300M (4340M, 43XX seria) i D6AC. Hartowanie stopniowe (Ausbay) jest uwzględniane w pewnych specyfikacjach obróbki cieplnej w branży lotniczej. Bieżące zastosowania obejmują elementy konstrukcyjne w zastosowaniach lotniczych (300M/4340M) i wojskowe lufy dział (D6AC).

Proces jest ograniczony do stali stopowych mających odpowiednie cechy „Ausbay” na krzywej CTP (Czas – Temperatura – Przemiana). Stale 300M (4340M) i D6AC są stopami najczęściej podlegającymi procesowi Ausbay.

Dane procesowe

Hartowanie „ Ausbay „ jest procesem hartowania martenzytycznego złożonym z dwóch etapów chłodzenia. Pierwszy etap przebiega z prędkością równą lub większą od prędkości krytycznej i jest kontynuowany do temperatury występowania „ klina ” na krzywej CTP ( pod charakterystycznymi noskami na krzywej CTP), np.: 540^oC. Jest to obszar znajdujący się powyżej temp. Ms, w którym następuje wyrównanie temperatur na przekroju obrabianego elementu (powierzchnia – rdzeń) w czasie nie przekraczającym czasu trwałości austenitu. Następny etap to dalsze chłodzenie z przejściem przez temperaturę Ms i zapewnienie w ten sposób niemal jednoczesnej przemiany martenzytycznej w całym przekroju obrabianego elementu.

Taki sposób prowadzenia etapu chłodzenia minimalizuje naprężenia i odkształcenia, zapewniając uzyskanie właściwości mechanicznych (twardość, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na kruche pękanie itd.) odpowiadających uzyskiwanym za pomocą konwencjonalnego hartowania, ale z wyraźnym ograniczeniem ryzyka wystąpienia pęknięć hartowniczych.