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Verwandte Eigenschaften der Wärmebehandlung von Zahnradmaterialien
Härtbarkeit
Bedeutung: Bezieht sich auf die Fähigkeit von Stahl, nach dem Abschrecken Martensit zu bilden. Verschiedene Stahlsorten verfügen über unterschiedliche Abschreckfähigkeiten.
Bei Stählen mit unterschiedlicher Härtbarkeit ist die Tiefe der nach dem Abschrecken erhaltenen gehärteten Schicht unterschiedlich, sodass auch die metallografische Struktur und die mechanischen Eigenschaften entlang des Querschnitts unterschiedlich sind. Die Tiefe der gehärteten Schicht bezieht sich auf die Tiefe vom gehärteten Oberflächenmartensit bis zur 50 % Martensitschicht. Alle gehärteten Werkstücke weisen in der Regel eine Restzugkraft auf der Oberfläche auf, die zu Verformungen und Rissen neigt und sich auch nachteilig auf das Ermüdungsverhalten des Werkstücks auswirkt.
Wichtige Punkte, die beim Entwerfen berücksichtigt werden sollten:
1. Je größer das Teil ist, desto größer ist die innere Wärmekapazität und desto langsamer ist die Abkühlgeschwindigkeit des Teils beim Abschrecken. Daher ist die Leistung umso schlechter, je dünner die ausgehärtete Schicht ist. Dieses Phänomen wird als Größeneffekt von Stahl bezeichnet. Daher kann es nicht für die Festigkeitsberechnung großer Teile auf der Grundlage der Leistungsdaten kleiner Größe verwendet werden, sondern die Härtbarkeit von Stahl muss berücksichtigt werden.
2. Zahnräder mit großen Querschnitten oder komplexen Strukturen werden aus legiertem Stahl mit mehreren Elementen hergestellt, um eine ausreichende und angemessene Härtbarkeit zu gewährleisten, gute umfassende mechanische Eigenschaften über den gesamten Querschnitt sicherzustellen und Verformungen zu reduzieren und Risse zu verhindern.
3. Bei Zahnrädern aus Kohlenstoffstahl sind aufgrund der geringen Härtbarkeit von Kohlenstoffstahl die Effekte des Normalisierens sowie des Abschreckens und Anlassens bei der Konstruktion großer Größen ähnlich, aber das Normalisieren kann die Kosten senken und erfordert kein Abschrecken und Anlassen.
4. Aufgrund der begrenzten Härtbarkeit von Stahl sollten hochmodulige und hochwertige Zahnräder nach dem Öffnen des Zahnrads vergütet werden.
Härtbarkeit
Bedeutung: Dies bedeutet, dass unter normalen Abschreckbedingungen die durch Überschreiten der kritischen Abkühlgeschwindigkeit gebildete Martensitstruktur die höchste Härte erreichen kann.
Wichtige Punkte, die bei der Konstruktion zu berücksichtigen sind: Die Härtbarkeit unterscheidet sich von der Härtbarkeit und hängt hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt im Stahl ab. Je höher der Kohlenstoffgehalt im Stahl ist, desto höher ist die Härte nach dem Abschrecken, was wenig mit den Legierungselementen zu tun hat. Daher weist Stahl mit hoher Abschreckhärte nicht unbedingt eine hohe Härtbarkeit auf, während Stahl mit geringer Härte auch eine hohe Härtbarkeit aufweisen kann.
Überhitzungsempfindlichkeit
Bedeutung: Dies bedeutet, dass unter normalen Abschreckbedingungen die durch Überschreiten der kritischen Abkühlgeschwindigkeit gebildete Martensitstruktur die höchste Härte erreichen kann.
Wichtige Punkte, die bei der Konstruktion zu berücksichtigen sind: Die Härtbarkeit unterscheidet sich von der Härtbarkeit und hängt hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt im Stahl ab. Je höher der Kohlenstoffgehalt im Stahl ist, desto höher ist die Härte nach dem Abschrecken, was wenig mit den Legierungselementen zu tun hat. Daher weist Stahl mit hoher Abschreckhärte nicht unbedingt eine hohe Härtbarkeit auf, während Stahl mit geringer Härte auch eine hohe Härtbarkeit aufweisen kann.
Anlassstabilität
Bedeutung: Dies bedeutet, dass unter normalen Abschreckbedingungen die durch Überschreiten der kritischen Abkühlgeschwindigkeit gebildete Martensitstruktur die höchste Härte erreichen kann.
Wichtige Punkte, die bei der Konstruktion zu berücksichtigen sind: Die Härtbarkeit unterscheidet sich von der Härtbarkeit und hängt hauptsächlich vom Kohlenstoffgehalt im Stahl ab. Je höher der Kohlenstoffgehalt im Stahl ist, desto höher ist die Härte nach dem Abschrecken, was wenig mit den Legierungselementen zu tun hat. Daher weist Stahl mit hoher Abschreckhärte nicht unbedingt eine hohe Härtbarkeit auf, während Stahl mit geringer Härte auch eine hohe Härtbarkeit aufweisen kann.
Verformungs- und Rissneigung
Bedeutung: Es bezieht sich auf die Tendenz des Stahls, während des Erwärmungs- und Abkühlungsprozesses thermische Spannungen und strukturelle Spannungen zu erzeugen, und ihre kombinierte Wirkung übersteigt den σs oder σb des Stahls und führt zu Verformung und Rissbildung.
Die wichtigsten Punkte, die bei der Konstruktion zu berücksichtigen sind: Zu schnelles Erhitzen oder Abkühlen, ungleichmäßiges Erhitzen und Abkühlen führt leicht zu Verformungen oder sogar Rissen im Werkstück