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5160 é um aço de baixa liga conhecido por sua excelente resistência. Tem sido usado por muitos Forjadores de bexigas devido às suas boas propriedades e também grande disponibilidade, especialmente na forma de molas de folhas. No entanto, a informação sobre como maximizar as propriedades do aço com tratamento térmico é escassa. Assim, juntamente com o meu pai, Devin Thomas, fizemos um pequeno estudo sobre a dureza de 5160.

processamento prévio

O aço teve de ser forjado até ao tamanho adequado para o ensaio de resistência, de modo que se adiciona em várias etapas, e tem um efeito significativo na resposta do aço ao tratamento térmico dado. Enquanto o calor tratamentos realizados podem aplicar-se a uma gama mais ampla de 5160 dado um diferente antes de forjamento e recozimento, o tratamento térmico é mais provável de dar o mesmo resultado quando forjado, normalizado, e recozido, da mesma forma.Temperatura de forjamento = 1800 ° F normalização = 1600 ° F durante 20 minutos, seguida de um apagamento em chapa = 1250°F durante 2 horas Austenizing = 15 minutos de retenção à temperatura indicada. Temperaturas de 1475, 1500, 1525, 1550 e 1575°F foram testadas.Quench = parks 50 oil, seguido de 15 minutos em azoto líquido

têmpera = 1 hora realizada duas vezes (arrefecida à temperatura ambiente entre temperamentos). Temperaturas de 350, 375, 400 E 450°F foram usadas.

Teste de dureza

usámos o mesmo procedimento de teste que foi utilizado em todos os nossos outros testes de dureza, com especificações completas para as amostras de teste nesta página. São amostras de 2,5 x 10 x 55 mm sem qualquer entalhe (não anotado) e testadas com um testador de Impacto charpy. A dureza é medida pela energia necessária para fraturar a amostra. Podes contar como o charpy trabalha neste artigo sobre dureza. Usando estes espécimes padrão permite-nos comparar a dureza de 5160 a todos os outros aços de faca que testamos.

dureza

A dureza mais baixa foi medida com a temperatura de austenização mais baixa (1475°F), como esperado. No entanto, a dureza foi relativamente plana de 1500-1575°F, indicando que mais carboneto foi dissolvido aumentando de 1475 para 1500°F austenizing temperatura, mas que não houve uma mudança significativa acima dessa temperatura.

para aumentar a temperatura de temperamento, a dureza foi reduzida, como esperado. Pouco mais de 60 Rc foi alcançado com uma temperatura temperada relativamente baixa de 350 ° F, e apenas 57,3 Rc com 450 ° F.

a Dureza

Um pico na resistência foi atingido com um austenitizing temperatura de 1525°F, embora a resistência é relativamente plana entre 1475-1525°C. A resistência cai acima 1525°F, devido a excesso de carbono em solução ou por causa do crescimento de grão. Como a dureza era plana acima de 1500 ° F, o crescimento de grãos é mais provável. 1525 ° F é a temperatura recomendada de tratamento térmico no Guia do tratador de calor ASM.

com temperamento havia um pico de resistência com uma temperatura de 400°F, com um pouco menos usando um temperamento de 375°F. Há, surpreendentemente, uma grande queda na tenacidade ao reduzir a temperatura de têmpera a partir de 375 350°F. Essa grande queda é surpreendente porque, em testes de CruForgeV e AEB-L não vemos do mesmo modo, grandes gotas de resistência, mesmo quando a têmpera tão baixos como 300°F. houve também uma queda na tenacidade quando se aumenta a temperatura de revenimento de 400 para 450°F, apesar da redução na dureza. A queda na dureza quando temperamento a 450 ° F é por causa do “embrittlement martensite temperado” que é descrito neste artigo.

Dureza-Resistência Saldo

Em termos de têmpera, a dureza-resistência de equilíbrio é maior ou 400 375°F. Usando A 350°F, levou a um aumento na dureza de apenas 0,7 Rc, mas a resistência foi drasticamente reduzida, de modo a dureza-resistência equilíbrio é muito mais pobre. O aumento da temperatura de temperamento de 400 para 450°F levou a uma diminuição tanto na dureza quanto na dureza. Assim, não se recomenda a temperatura superior a 400°F ou inferior a 375 ° F.

Aumentar o austenitizing temperatura entre 1475 e 1525°F levou a um aumento na dureza e tenacidade, para um pico de dureza-resistência saldo em 1525°F. Austenitizing superior a 1525 levou a uma pequena redução na dureza e uma redução significativa na resistência para aqueles austenitizing temperaturas não são recomendados.

Devido a queda da tenacidade com a baixa ou alta temperaturas de têmpera, e a relativamente plana dureza com diferentes austenitizing temperaturas, 5160 não parece ser muito flexível em termos de suas possíveis combinações de propriedades. Austenizing na faixa de 1500-1525°F e temperamento na faixa de 375-400°F fornece a melhor combinação de propriedades, e ajuste a partir daí fornece uma queda na dureza, dureza, ou ambos. Talvez remover o passo crio levaria a uma melhoria na dureza, juntamente com uma queda correspondente na dureza. Caso contrário, não se torne muito criativo no calor tratando 5160.

5160 vs Outros Faca Aços

Para o nosso otimizado de tratamento térmico, 5160 resistência é muito alta em comparação com outros aços. Isto está em linha com o que nós esperaríamos com base na fração de carboneto muito baixa em tratamento térmico 5160. 5160 era melhor do que qualquer outro aço, com exceção de 8670. No entanto, o aço 8670 foi tratado termicamente sem um tratamento criogênico, então eu não tenho certeza se o 8670 tem inerentemente melhor dureza, talvez devido à sua adição de níquel, ou se a austenite retida mais elevada da falta de Crio melhorou a dureza.

Resumo e Conclusões

5160 tem muito boa resistência com tratamento térmico, utilizando uma austenitizing temperatura de 1500-1525°F e temperado em 375-400°F. Que resulta em 58.5-59.5 Rc e muito alta dureza quando tratado pelo calor com um crio passo. Saltar crio pode melhorar ligeiramente a dureza com uma queda na dureza, mas isso não foi testado. Recomenda-se o processamento prévio utilizado neste estudo (forjamento de temperatura, normalização e recozimento) para garantir os mesmos resultados, mas o tratamento térmico pode ainda funcionar com porta-enxertos recozidos utilizados para remoção de estoque.