Rūdīšanas procesu zinātniskie principi un mūsdienu rūpnieciskie pielietojumi: veiktspējas lēciens no griezējinstrumentiem uz stiprinājumiem

Tērauds būtībā ir dzelzs un oglekļa sakausējums. Kad tērauds tiek uzkarsēts līdz tā kritiskajai temperatūrai (parasti virs 727 grādiem, austenitizācijas temperatūra), tā kristāla struktūra pārvēršas no ķermeņa -centrēta kubiskā (BCC) uz sejas-centrētu kubiku (FCC). Oglekļa atomi ir vienmērīgi izšķīdināti kristāla režģa intersticiālajās telpās, veidojot mīkstu un ļoti elastīgu austenītu.

Dzēšanas atslēga ir ātra dzesēšana (parasti izmantojot ūdeni, eļļu, polimēru šķīdumus vai gāzes). Šis process novērš oglekļa atomu difūziju un izgulsnēšanos, liekot kristāla režģim veikt bīdes{1}}rekonstrukciju dzesēšanas laikā, veidojot pārsātinātu ķermeņa-centrētu tetragonālu (BCT) struktūru-martensītu. Martensīta režģis ir stipri deformēts oglekļa atomu "pozicionēšanas" dēļ, radot milzīgu iekšējo spriegumu, tādējādi būtiski palielinot materiāla cietību. Piemēram, parasta zema{6}}oglekļa tērauda cietība pēc rūdīšanas var palielināties no HB 120 līdz virs HRC 50.

Tomēr, lai gan martensīts ir ciets, tas ir trausls, piemēram, saspringta atspere. Tāpēc pēc rūdīšanas parasti ir nepieciešama atlaidināšana (zemas temperatūras sildīšana un noturēšana), lai atbrīvotu iekšējo spriegumu un izgulsnētu smalkus karbīdus, lai atjaunotu noteiktu stingrības pakāpi, vienlaikus saglabājot augstu cietību un panāktu līdzsvaru starp cietību un elastību.

Nerūsējošā tērauda stiprinājumu jomā, lai gan austenīta nerūsējošais tērauds (piemēram, 304 un 316) ir plaši iecienīts to ne-magnētisko un pret koroziju-izturīgo īpašību dēļ, to izturība ir salīdzinoši zema (stiepes izturība aptuveni 520 MPa). Lietojumiem, kuriem nepieciešama lielāka izturība, martensīta nerūsējošais tērauds (piemēram, 410 un 420) kļūst par vēlamo izvēli-šie materiāli var panākt līdzsvaru starp augstu izturību un mērenu izturību pret koroziju, izmantojot rūdīšanu un rūdīšanu.

Tipiski lietojumi ietver:

Nerūsējošā tērauda regulēšanas skrūves: izmanto aksiālai fiksācijai precīzās iekārtās, kurām nepieciešama augsta virsmas cietība, lai tā būtu izturīga pret noņemšanu.

Nerūsējošā tērauda pašurbjš{0}}skrūves: Urbja uzgalis ir rūdīts, lai nodrošinātu efektīvu urbšanu metāla plāksnēs.

Nerūsējošā tērauda nobīdes skrūves: Lai izturētu lielas bīdes slodzes, rūdīšana uzlabo serdes izturību.

Nerūsējošā tērauda sešstūra galvas skrūves: skarbos apstākļos, piemēram, ēku fasādēs un kuģu būvniecībā, augstas -izturības versijas ir atkarīgas no termiskās apstrādes, lai nodrošinātu savienojuma uzticamību.

Ir vērts atzīmēt, ka ne visi nerūsējošā tērauda stiprinājumi ir piemēroti dzēšanai. Austenīta nerūsējošo tēraudu (piemēram, parastās SS skrūves un nerūsējošā tērauda loksnes skrūves) nevar stiprināt ar termisko apstrādi; tā stiprības uzlabošana galvenokārt ir atkarīga no aukstuma sacietēšanas. Tomēr, ja nerūsējošā tērauda tapkons ir izgatavots no martensīta materiāla, tam ir jāveic rūdīšana un rūdīšana, lai tas atbilstu stiepes un bīdes izturības prasībām.