چگونه فولاد هاردن را قاب می کنید؟ روش ها، مراحل و نکات

سخت شدن کیس در واقع چه کاری برای فولاد انجام می دهد

سخت شدن کیس یک فرآیند عملیات حرارتی است که سطح بیرونی یک قطعه فولادی را سخت می کند و در عین حال هسته داخلی را سخت و انعطاف پذیر نگه می دارد. نتیجه قطعه ای است که در برابر سایش و خستگی سطح در خارج مقاومت می کند، اما می تواند شوک و استرس را بدون ایجاد ترک در داخل جذب کند. این ترکیب دقیقاً همان چیزی است که قطعات آهنگری و ماشینکاری شده فولادی در کاربردهای سخت مانند چرخ دنده ها، میل بادامک ها، محورها و ابزارهای برش نیاز دارند.

لایه بیرونی سخت شده - که "مورد" نامیده می شود - معمولاً در محدوده ای قرار دارد عمق 0.1 میلی متر تا بیش از 3 میلی متر بسته به روش مورد استفاده و زمان قرار گرفتن در معرض. هسته نسبتاً نرم باقی می ماند، معمولاً بین 20 تا 40 HRC، در حالی که مورد می تواند برسد 58-65 HRC در فرآیندهای به خوبی کنترل شده این ساختار دو ناحیه ای تنها از طریق سخت شدن از طریق سخت شدن قابل دستیابی نیست، و سخت شدن کیس را به یک تکنیک متمایز و بسیار کاربردی در آهنگری و ساخت فولاد تبدیل می کند.

شایان ذکر است که همه فولادها به یکسان به سخت شدن کیس پاسخ نمی دهند. فولادهای کم کربن (0.1٪ تا 0.3٪ کربن) رایج ترین مواردی هستند که سخت می شوند زیرا هسته آنها پس از تصفیه انعطاف پذیر می مانند. فولادهای با کربن متوسط ​​نیز می توانند تصفیه شوند، اما فولادهای با کربن بالا به طور کلی به جای آن سخت سخت می شوند، زیرا هسته آنها قبلاً قادر به دستیابی به سختی بالا است.

روشهای اصلی مورد استفاده برای فولاد سخت

چندین روش ثابت برای سخت شدن فولاد وجود دارد که هر کدام برای مواد مختلف، نیازهای عمق کیس و محیط های تولید مناسب است. انتخاب مناسب به آلیاژ فولاد پایه، سختی سطح مورد نظر، تحمل ابعادی و تجهیزات موجود بستگی دارد.

کربورسازی

کربوریزاسیون پرکاربردترین روش سخت کاری موردی برای قطعات آهنگری فولادی است. این فرآیند شامل قرار دادن فولاد کم کربن در معرض محیطی غنی از کربن در دماهای بالا است - معمولاً 850 درجه سانتی گراد تا 950 درجه سانتی گراد (1560 درجه فارنهایت تا 1740 درجه فارنهایت) - به اندازه ای طولانی باشد که کربن در سطح پخش شود. هنگامی که کربن کافی جذب شد، قطعه خاموش می شود تا در محفظه سخت شده قفل شود.

سه نوع متداول کربورسازی وجود دارد:

• کربورسازی گاز: این قطعه در یک کوره با اتمسفر گاز حاوی کربن، معمولاً گاز گرماگیر غنی شده با گاز طبیعی یا پروپان قرار می گیرد. این قابل کنترل ترین و مقیاس پذیرترین روش است که به طور گسترده در صنایع آهنگری خودرو و فولاد استفاده می شود.
• کربورسازی پک: قسمت فولادی در ظرفی با مواد کربنی جامد (مانند زغال چوب مخلوط با کربنات باریم) بسته بندی شده و برای چند ساعت حرارت داده می شود. این یک روش با تکنولوژی پایین است که هنوز در کارگاه های کوچک یا برای اشکال نامنظم استفاده می شود.
• کربورسازی مایع (حمام نمک): این قسمت در یک حمام نمک مذاب مبتنی بر سیانید غوطه ور می شود. این سریع و موثر است اما شامل مواد شیمیایی خطرناک است، بنابراین به دلیل نگرانی های زیست محیطی و ایمنی استفاده از آن کاهش یافته است.

یک چرخه معمولی کربورسازی گاز برای دستیابی به a عمق کیس 1 میلی متر روی فولاد کم کربن مانند AISI 8620 تقریباً 8 تا 10 ساعت در دمای 930 درجه سانتیگراد طول می کشد. پس از کربورسازی، قطعه در روغن یا آب کوئنچ می‌شود، سپس در دمای 150 تا 200 درجه سانتی‌گراد برای کاهش تنش‌های کوئنچ در حالی که سختی سطح بالاتر از 60 HRC حفظ می‌شود، گرم می‌شود.

نیتریدینگ

نیتروژن دهی نیتروژن را به جای کربن وارد سطح فولاد می کند. در دماهای بسیار پایین تر کار می کند - 480 درجه سانتی گراد تا 590 درجه سانتی گراد (900 درجه فارنهایت تا 1095 درجه فارنهایت) - به این معنی که اعوجاج حداقل است و نیازی به خاموش کردن نیست. این امر باعث می شود که نیتریدینگ مخصوصاً برای اجزای دقیق و قطعات نهایی که دقت ابعادی آنها بسیار مهم است، مناسب باشد.

مورد به دست آمده کم عمق تر از کربوریزه شدن است (معمولا 0.1 میلی متر تا 0.6 میلی متر ، اما مقادیر سختی سطح می تواند از آن بیشتر شود معادل 70 HRC (1100 HV) در فولادهای آلیاژی حاوی عناصر تشکیل دهنده نیترید مانند کروم، مولیبدن، آلومینیوم و وانادیم. گریدهای متداول نیتریدینگ شامل فولادهای AISI 4140، 4340 و نیترا آلیاژی است.

نیتریدینگ گاز از آمونیاک تفکیک شده در کوره استفاده می کند. نیتریدینگ پلاسما (یونی) از یک تخلیه برقی برای وارد کردن نیتروژن استفاده می کند و می تواند هندسه های پیچیده را به طور یکنواخت تر درمان کند. نیترید کردن حمام نمک (نیتروکربورسازی فریتی) سریعتر است و هم مقاومت در برابر سایش و هم مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد.

سخت شدن القایی

سخت شدن القایی شامل انتشار شیمیایی نیست. در عوض، از القای الکترومغناطیسی برای گرم کردن سریع سطح یک قطعه فولادی تا بالاتر از دمای آستنیته آن استفاده می‌کند و به دنبال آن خاموش کردن فوری آن انجام می‌شود. این فرآیند بسیار سریع است - گرمایش سطح ممکن است در آن رخ دهد 1 تا 10 ثانیه - و بدون تأثیر بر هسته یک مورد مارتنزیتی سخت ایجاد می کند.

این روش به فولادهای با کربن متوسط ​​(0.35٪ - 0.55٪ کربن) یا فولادهای آلیاژی نیاز دارد که از قبل کربن کافی برای تشکیل مارتنزیت در زمان خاموش شدن داشته باشند. معمولاً برای شفت، چرخ دنده، میل لنگ و اجزای ریل در بخش آهنگری فولاد و خودرو استفاده می شود. عمق مورد معمولاً از 1 میلی متر تا 6 میلی متر بسته به فرکانس استفاده شده و زمان گرمایش.

فرکانس‌های القایی بالاتر موارد کم‌عمق‌تری تولید می‌کنند. فرکانس های پایین تر به عمق بیشتری نفوذ می کنند. فرکانس 10 کیلوهرتز ممکن است به 3-5 میلی متر برسد، در حالی که فرکانس 200 کیلوهرتز ممکن است فقط به 0.5-1 میلی متر برسد. سختی به طور معمول می رسد 55-62 HRC روی فولادهای به درستی انتخاب شده

سخت شدن شعله

سخت شدن شعله از شعله مستقیم اکسی استیلن یا اکسی پروپان برای گرم کردن سریع سطح فولاد و به دنبال آن خاموش شدن با آب استفاده می کند. این یکی از قدیمی ترین روش های سخت کاری انتخابی سطحی است و به تجهیزات کوره تخصصی نیاز ندارد. این تکنیک روی فولادهای کربنی و آلیاژی متوسط ​​کار می کند و اغلب برای قطعات بزرگ یا غیر قابل انعطاف - مانند آهنگرهای بزرگ، ماشین آلات و چرخ دنده ها - که به راحتی نمی توانند داخل کوره ها یا سیم پیچ های القایی قرار بگیرند، استفاده می شود.

عمق مورد با سخت شدن شعله به طور گسترده ای از 1.5 میلی متر تا 6 میلی متر ، و مقادیر سختی 50-60 HRC قابل دستیابی هستند. با این حال، این فرآیند نسبت به سختی القایی کمتر قابل کنترل است و دستیابی به عمق مورد ثابت در اشکال پیچیده به اپراتورهای ماهر نیاز دارد.

سیانی شدن و کربونیتر شدن

کربناترید به طور همزمان هم کربن و هم نیتروژن را به سطح فولاد در دمای 700 تا 900 درجه سانتی گراد . اغلب به عنوان ترکیبی از کربورسازی و نیتروژن در نظر گرفته می شود. وجود نیتروژن شدت خاموشی مورد نیاز را کاهش می دهد، اعوجاج را کاهش می دهد و سختی پذیری را بهبود می بخشد. اعماق کیس معمولاً کم‌تر از کربن‌سازی کامل است. 0.07 میلی متر تا 0.75 میلی متر - و به طور گسترده برای قطعات نازک، بست ها و چرخ دنده های کوچک استفاده می شود.

سیانیدینگ از حمام سیانید سدیم مایع برای وارد کردن کربن و نیتروژن به طور همزمان استفاده می کند. در حالی که موثر و سریع است، ماهیت سمی نمک های سیانید این روش را تا حد زیادی در اکثر کشورها به دلیل قوانین زیست محیطی منسوخ کرده است.

فرآیند گام به گام کربورسازی فولاد در خانه یا فروشگاه

برای کسانی که خارج از یک محیط صنعتی کار می کنند - در آهنگری، ماشین آلات کوچک، یا آهنگری خانگی - کربور کردن بسته در دسترس ترین روش است. در اینجا یک مرحله عملی از این فرآیند است.

1. فولاد مناسب را انتخاب کنید. از فولاد کم کربن مانند 1018، 1020 یا A36 استفاده کنید. فولادهای پرکربن به همان شکل از کربوریزه شدن سود نمی برند. بیلت های آهنگری فولادی ساخته شده از گریدهای کم کربن مواد اولیه معمولی هستند.
2. قسمت را کاملا تمیز کنید. تمام روغن، رسوب، زنگ زدگی و آلودگی را از سطح پاک کنید. آلاینده ها به عنوان مانعی برای انتشار کربن عمل می کنند و عمق ناهمواری را ایجاد می کنند.
3. ترکیب کربور کننده را آماده کنید. زغال چوب سخت (خرد شده به قطعات 6 تا 12 میلی متر) را با یک انرژی زا کربنات مخلوط کنید - کربنات باریم با 10 تا 20 درصد وزن سنتی است، اگرچه کربنات کلسیم (پودر سنگ آهک) به عنوان یک جایگزین مطمئن تر عمل می کند. کربنات با مونوکسید کربن در ظرف واکنش می دهد و CO2 تولید می کند که به CO2 برگشته و جو غنی از کربن را حفظ می کند.
4. ظرف را بسته بندی کنید. قطعه را داخل جعبه فلزی یا ظرف مهر و موم شده (چدن یا فولاد ضخیم) قرار دهید. ترکیب زغال چوب را در اطراف قسمت بسته بندی کنید و از ترکیب حداقل 25 میلی متری از همه طرف اطمینان حاصل کنید. درب را با سیمان نسوز یا خاک رس آتش ببندید تا خروج گاز به حداقل برسد.
5. در کوره گرم کنید. ظرف بسته بندی شده را در یک کوره قرار دهید و آن را در آن قرار دهید 900-950 درجه سانتی گراد (1650-1740 درجه فارنهایت) . این دما را برای مدت زمان خیساندن مورد نیاز حفظ کنید. به عنوان یک راهنمای تقریبی، 1 ساعت در دمای 900 درجه سانتیگراد تقریباً 0.25 میلی متر عمق کیس ایجاد می کند. 8 ساعت تقریباً 1 میلی متر تولید می کند.
6. قسمت را خاموش کنید. قطعه را در حالی که هنوز داغ است از جعبه خارج کرده و بلافاصله در روغن (روغن موتور یا روغن کوئنچ) فرو کنید. خاموش کردن آب سریعتر است اما خطر ترک خوردن را افزایش می دهد. کوئنچ روغن برای اکثر فولادهای کم کربن مناسب است و سختی بدنه 58-63 HRC را ایجاد می کند.
7. بعد از خاموش کردن، طبع کنید. قطعه را به مدت 1 تا 2 ساعت در دمای 150 تا 200 درجه سانتیگراد (300 درجه فارنهایت تا 390 درجه فارنهایت) گرم کنید تا استرس داخلی ناشی از خاموش شدن کاهش یابد. این امر باعث کاهش شکنندگی و حفظ سختی سطح می شود. رد شدن از این مرحله خطر میکروکراک را دارد.

یکی از آزمایش‌های میدانی که معمولاً برای سختی بدنه مورد استفاده قرار می‌گیرد، تست فایل است: یک فایل جدید و نوک تیز باید بدون برش از سطح خارج شود، اگر کیس کاملاً سخت شده باشد. برای اندازه گیری دقیق تر، تست سختی راکول (مقیاس HRC) یا تست میکروسختی ویکرز روی یک مقطع، رویکردهای استاندارد هستند.

مقایسه روش‌های سخت‌سازی مورد: مروری عملی

جدول زیر تفاوت‌های کلیدی بین متداول‌ترین روش‌های سخت‌سازی کیس را خلاصه می‌کند تا به انتخاب فرآیند مناسب برای یک کاربرد معین کمک کند.

نمرات فولادی مناسب برای سخت شدن کیس

هر گرید فولادی به سخت شدن بدنه به یک شکل پاسخ نمی دهد. انتخاب ماده پایه به طور قابل توجهی بر عمق قابل دستیابی، چقرمگی هسته و ثبات ابعادی پس از درمان تأثیر می گذارد. در کاربردهای آهنگری فولاد، تطبیق درجه صحیح با فرآیند سخت شدن کیس برای عملکرد قطعه اساسی است.

فولادهای کم کربن برای کربورسازی

• AISI 1018 / 1020: رایج ترین و مقرون به صرفه ترین انتخاب. برای شفت‌ها، پین‌ها و اجزای آهنگری فولادی استفاده می‌شود که مقاومت در برابر سایش سطح مورد نیاز است اما هزینه باید کنترل شود. ماشینکاری آسان قبل از درمان
• AISI 8620: فولاد آلیاژی نیکل-کروم-مولیبدن که به طور گسترده در تولید چرخ دنده و شفت استفاده می شود. به طور قابل اعتمادی کربوره می شود و پس از عملیات حرارتی، چقرمگی هسته عالی را ارائه می دهد، که آن را به یک درجه معیار برای آهنگری فولادی اجزای پیشرانه تبدیل می کند.
• AISI 9310: در کاربردهای هوافضا و دنده های سنگین با کارایی بالا استفاده می شود. به دلیل محتوای نیکل بالا، استحکام هسته و سختی پذیری فوق العاده ای را ارائه می دهد.
• AISI 4118 / 4320: گریدهای کروم-مولیبدن با سختی خوب. در چرخ دنده‌های انتقال و آهنگری که به عمق بیشتر بدنه و مقاومت در برابر خستگی بهتر نیاز دارند استفاده می‌شود.

فولادهای آلیاژی برای نیتریدینگ

• AISI 4140: یک فولاد همه کاره کروم-مولیبدن که به خوبی به نیتریدینگ گاز پاسخ می دهد. اغلب برای نگهدارنده ابزار، دوک ها، و شفت های دقیق در تجهیزات آهنگری فولاد استفاده می شود.
• AISI 4340: فولاد آلیاژی نیکل-کروم-مولیبدن با استحکام بالا. پس از نیترید کردن، به ترکیبی عالی از سختی سطح و چقرمگی هسته دست می یابد. رایج در آهنگری های هوافضا و اجزای ساختاری.
• Nitralloy 135M: به طور خاص برای نیترید کردن، حاوی آلومینیوم به عنوان یک عنصر تشکیل دهنده نیترید توسعه یافته است. برخی از بالاترین مقادیر سختی سطح قابل دستیابی از طریق نیترید کردن، اغلب بیش از 1000 HV را تولید می کند.

فولادهای کربن متوسط برای سخت شدن القایی و شعله

• AISI 1045: فولادی با کربن متوسط برای سخت شدن القایی. رایج در شفت، محور، و آهنگری ابزار کشاورزی. پس از درمان القایی به 55-60 HRC روی سطح می رسد.
• AISI 4140 / 4340: همچنین برای سخت شدن القایی در هنگام خاموش شدن از دمای سطح بالا مناسب است. مورد استفاده در پین میل لنگ، آهنگری یقه مته و قطعات مهندسی سنگین.
• AISI 1060 / 1080: محتوای کربن بالاتر این موارد را برای کاربردهای ریلی و فنری که در آن سخت شدن شعله روی سطوح تماس با سایش بالا انجام می شود، مناسب می کند.

نحوه تعامل سخت شدن کیس با آهنگری فولاد فرآیند

در تولید صنعتی، سخت شدن کیس تقریباً همیشه یک عملیات پس از آهنگری است. آهنگری فولادی - چه قالب باز، چه قالب بسته ( قالب قالبی) یا فورج رول - ساختار دانه فولاد را اصلاح می کند و جریان دانه را با هندسه قطعه هماهنگ می کند. این پالایش دانه خواص مکانیکی فولاد را قبل از اعمال عملیات حرارتی بهبود می بخشد.

پس از آهنگری فولاد، قطعات معمولاً نرمال یا آنیل می شوند تا تنش های آهنگری کاهش یابد، سپس تا اندازه های تقریباً نهایی ماشینکاری می شوند. سخت شدن کیس در این مرحله اعمال می شود. توالی مهم است: اگر قطعه ای قبل از سخت شدن کیس ماشینکاری شود، فرآیند سخت شدن می تواند باعث تغییرات جزئی ابعادی (اعوجاج) شود که قطعه را از تحمل خارج می کند. اکثر سازندگان سنگ زنی یا اتمام ماشینکاری را به عنوان مرحله نهایی پس از سخت شدن ترک می کنند.

در کربن‌سازی آهنگری، ساختار دانه‌ریزی که در طول آهنگری فولاد ایجاد می‌شود، به محدود کردن تنوع انتشار کربن کمک می‌کند و از عمق یکنواخت‌تر کیس در هندسه‌های پیچیده پشتیبانی می‌کند. آهنگری‌های با ساختار دانه‌های سفت نیز مقاومت در برابر خستگی بهتری را در ناحیه انتقال به هسته نشان می‌دهند، جایی که معمولاً ترک‌های خستگی تحت بارگذاری چرخه‌ای شروع می‌شوند.

به عنوان مثال، چرخ دنده های انتقال خودرو که از طریق فورجینگ فولادی بسته در فولاد 8620 تولید می شوند، به طور معمول تا عمق کیس کربن دار می شوند. 0.8-1.2 میلی متر ، خاموش شده، تلطیف شده و سپس زمین را تمام کنید. این ترکیب آهنگری و کربوریزه کردن اجزایی را تولید می کند که قادر به تحمل تنش های تماسی بیش از حد هستند 1500 مگاپاسکال در طول میلیون ها چرخه بارگذاری - عملکردی که هیچ یک از فرآیندها به تنهایی نمی توانند به آن دست پیدا کنند.

کنترل عمق مورد و سازگاری سختی

یکی از رایج ترین مشکلات در سخت شدن کیس، عمق بدنه ناسازگار است. این می تواند باعث خستگی زودرس سطح، پوسته شدن یا ترک خوردن در هنگام سرویس شود. چندین متغیر بر ثبات عمق کیس حاکم است و کنترل آنها چیزی است که عملیات حرارتی با کیفیت را از عملکرد ضعیف جدا می کند.

یکنواختی دما در کوره

گرادیان دما در یک کوره مستقیماً به تغییر عمق کیس در یک دسته تبدیل می شود. دسته ای از چرخ دنده های پردازش شده در یک کوره با یک تغییرات دما 15± درجه سانتیگراد تفاوت عمق مورد 10-15٪ در سراسر بار مشاهده می شود. کوره‌های کربن‌سازی گاز صنعتی معمولاً برای نگهداری مشخص می‌شوند ± 5 درجه سانتیگراد یکنواختی در سراسر منطقه کار کالیبراسیون ترموکوپل و صلاحیت کوره (بر اساس استانداردهایی مانند AMS 2750 یا CQI-9) یک روش استاندارد در تاسیسات عملیات حرارتی کنترل شده با کیفیت است.

کنترل پتانسیل کربن در کربن سازی گاز

در کربورسازی گاز، پتانسیل کربن اتمسفر کوره باید به دقت تنظیم شود. پتانسیل کربن بیش از حد باعث تشکیل شبکه های کاربید سطحی می شود - کاربیدهای آهن شکننده و صفحه مانند در مرزهای دانه که به طور قابل توجهی عمر خستگی را کاهش می دهد. پتانسیل کربن بسیار کم منجر به کربن سطحی ناکافی و بدنه ناکافی سخت می شود. اکثر سیستم‌های کوره از پروب‌های اکسیژن (کاوشگرهای شیم استوک یا پروب‌های لامبدا) برای نظارت مستمر و تنظیم پتانسیل کربن و هدف‌گیری استفاده می‌کنند. 0.8٪ - 1.0٪ کربن سطح برای اکثر کاربردهای چرخ دنده و شفت.

رفع شدت و طراحی فیکسچر

خاموش کردن غیر یکنواخت یکی دیگر از دلایل اصلی اعوجاج و سختی ناسازگار است. قطعاتی که در جهت‌های مختلف وارد کوئنچ می‌شوند، یا در جایی که محیط کوئنچ به طور ناموزون در اطراف قطعه جریان می‌یابد، با سرعت‌های متفاوتی خنک می‌شوند و ریزساختارهای مختلفی را در مناطق مختلف ایجاد می‌کنند. وسایلی که به درستی طراحی شده اند، قطعات را در حین کوئنچ به طور ایمن نگه می دارند و امکان دسترسی مداوم رسانه خاموش کننده به تمام سطوح را فراهم می کنند. دمای روغن در حین کوئنچ معمولاً در درجه حفظ می شود 40-80 درجه سانتی گراد (100-175 درجه فارنهایت) برای اکثر کاربردهای آهنگری فولاد - روغن سرد خیلی سخت خاموش می شود، روغن داغ خیلی آهسته خاموش می شود.

بازرسی پس از درمان

تأیید نتایج سخت شدن کیس از طریق آزمایش مخرب و غیر مخرب انجام می شود. آزمایش مخرب شامل برش مقطعی از یک کوپن نمونه پردازش شده با دسته تولید، سپس اندازه گیری سختی در اعماق افزایشی با استفاده از تستر میکروسختی ویکرز برای تولید مشخصات سختی است. عمق مورد موثر به عنوان عمقی تعریف می شود که در آن سختی به آن کاهش می یابد 550 HV (تقریباً 52 HRC) بر اساس ISO 2639. روش های غیر مخرب شامل آنالیز نویز مغناطیسی بارخاوزن و آزمایش جریان گردابی است که می تواند ناهنجاری های عمق کیس و سختی سطح را بدون برش قطعه تشخیص دهد.

اشتباهات رایج در سخت شدن کیس و نحوه اجتناب از آنها

بیشتر خرابی‌های سخت‌سازی در این زمینه را می‌توان به تعداد کمی از خطاهای قابل اجتناب ردیابی کرد. تشخیص این خطاها از قبل - چه در یک کارگاه تولیدی و چه در یک کارخانه کوچک - از دوباره کاری پرهزینه و رد قطعات جلوگیری می کند.

• مواد پایه اشتباه: تلاش برای کربوریزه کردن فولاد با کربن بالا، سود کمی را به همراه دارد و می تواند شبکه های کاربید شکننده ایجاد کند. همیشه قبل از انتخاب روش سخت شدن مورد، محتوای کربن فولاد پایه را تأیید کنید.
• نادیده گرفتن خلق و خوی: فولاد کوئنچ شده بدون تمپر تحت فشار داخلی بسیار زیادی قرار دارد. قطعات می توانند ساعت ها پس از خاموش شدن ترک بخورند، اگر به سرعت تمپر نشوند. همیشه در عرض چند ساعت پس از خیساندن، حتی اگر فقط یک ساعت خیساندن در دمای 160 درجه سانتیگراد باشد، آن را خنک کنید.
• حرارت دادن ناهموار قبل از خاموش کردن: قسمتی که در زمان خاموش شدن در دمای آستنیته یکنواخت نباشد، ریزساختار غیریکنواختی خواهد داشت. قبل از خاموش کردن از زمان خیساندن کافی در دمای پردازش اطمینان حاصل کنید. بخش های نازک ممکن است فقط به 15 تا 20 دقیقه خیساندن نیاز داشته باشند. آهنگری ضخیم ممکن است یک ساعت یا بیشتر نیاز داشته باشد.
• آلودگی سطحی: روغن، گریس یا اکسیداسیون روی سطح قطعه قبل از کربوریزه کردن، مناطق مرده ای را ایجاد می کند که کربن نمی تواند در آن پخش شود. قطعات باید قبل از پردازش چربی زدایی شده و به آرامی سندبلاست یا تمیز شوند.
• مورد کم حجم برای برنامه: یک محفظه نازک (0.2 میلی متر) روی یک چرخ دنده با بارگذاری سنگین، تحت فشار تماس شکسته می شود و هسته نرم را در معرض دید قرار می دهد و باعث سایش یا سوراخ شدن سریع می شود. مشخصات عمق کیس را با فشار تماس مطابقت دهید و قطعه را که در سرویس مشاهده می کند بارگیری کنید.
• کربورسازی بیش از حد: زمان یا پتانسیل کربن بیش از حد باعث ایجاد یک لایه سفید ضخیم و شکننده از آستنیت و کاربیدهای باقی مانده در سطح می شود. این لایه می تواند پوسته پوسته شود و به جای بهبود، قدرت خستگی را به طور چشمگیری کاهش دهد.

کاربردهایی که اجزای آهنگری فولادی سخت شده استاندارد هستند

سخت شدن کیس یک درمان طاقچه ای نیست. این در فرآیندهای تولید استاندارد در بسیاری از صنایع که به آهنگری فولاد برای اجزای ساختاری و مکانیکی متکی هستند، تعبیه شده است.

• گیربکس و دیفرانسیل خودرو: چرخ‌دنده‌های حلقه‌ای، پینیون‌ها و چرخ‌دنده‌های خورشیدی در گیربکس‌های اتوماتیک از فولاد 8620 یا 4320 ساخته می‌شوند و تا عمق بدنه 0.9-1.4 میلی‌متر کاربوره می‌شوند. ترکیبی از سختی سطح و چقرمگی هسته فشار تماس مکرر و بارگذاری شوک پیشرانه خودرو را در طول صدها هزار کیلومتر کنترل می کند.
• آهنگری ساختاری هوافضا: اجزای ارابه فرود، محورهای محرک و ژورنال های یاتاقان در هواپیما اغلب از فولاد 4340، نیترید یا کربن دار ساخته می شوند تا ضمن حفظ استحکام و چقرمگی بالا مورد نیاز مشخصات هوافضا مانند AMS 6415، مقاومت در برابر سایش ایجاد کنند.
• تجهیزات معدنی و ساختمانی: پین‌های مسیر، بوش‌ها، دندانه‌های سطل و پین‌های بوم بیل مکانیکی از فولادهای آلیاژی ساخته شده‌اند و بدنه آن برای مقاومت در برابر سایش ناشی از تماس با سنگ و خاک سخت شده است. عمق قاب 2 تا 4 میلی متر در این کاربردها برای ایجاد دوام در شرایط بسیار سخت رایج است.
• میل لنگ و میل بادامک: میل لنگ خودروها، که اغلب از فولادهای 1045 یا میکروآلیاژی ساخته می شوند، در سطوح ژورنال با القایی سخت می شوند تا سختی سطح موضعی حاصل شود در حالی که بقیه محورها چقرمگی را حفظ می کنند. سختی ژورنال 55-60 HRC طول عمر یاتاقان را در مقایسه با سطوح تصفیه نشده به طور قابل توجهی افزایش می دهد.
• ابزار دستی و ابزار برش: اسکنه ها، پانچ ها و قالب های ساخته شده از فولاد 1020 را می توان در خانه بسته بندی کرد تا لبه برش سختی تولید کند. این یکی از قدیمی‌ترین کاربردهای سخت‌سازی کیس است و برای آهنگرها و سازندگان ابزار که خارج از محیط‌های صنعتی کار می‌کنند، مرتبط باقی می‌ماند.