Twój cyrk - twoje małpy.
Skoro różnice 30....40 stopni, Ty widzisz gołym okiem, to pełen szacun.
Gdyby nie miało, to znaczenia, nikt by nie wymyślał piecy solnych. Pomijając inne zalety soli.
Jeśli w Twoim piecu prawa Kirchhoffa i Lamberta działają inaczej niż w innych piecach, to ja nie mam więcej pytań....

poziomo u góry

Najbardziej ciulowy układ, jaki można sobie wyobrazić.
Detale od góry nagrzane, od dołu "zimne". Nie zapominajmy, że głównym składnikiem transportu ciepła w temperaturach 800°C i wyżej, jest promieniowanie. Tak jakbyśmy leżeli latem na plaży w Kołobrzegu - brzuch opalony, plecy zimne. Może, to być główną przyczyną deformacji.

6-10

W sumie w przypadku Twojego pieca, to prawie bez znaczenia. Gdy sility idą po bokach komory, to na bazie powyższego co napisałem, czyli przekazania energii cieplnej, za pośrednictwem promieniowania, jeden detal "rzuca cień" na drugi, stąd powstają nierównomierne dogrzania wsadu. Wałki jak najszerzej w komorze poukładane. Jeśli jest możliwość, to na minutę przed wyjęciem do hartowania obróć je o 180° i po minucie gaś w oleju.

tyle co piec ostygnie

Po osiągnięciu przez wsad, temperatury Mf (dla uproszczenia przyjmijmy, że to temperatura oleju - zakładam, że podgrzewasz ten Twój trujący olej do temperatury około 50-80°C, co i tak jest jeszcze powyżej Mf dla 40H), do odpuszczania nie powinno upłynąć więcej niż godzina. To tak w przybliżeniu. Powodem jest czas stabilizacji austenitu szczątkowego. Tym bardziej, że Ty chcesz nisko odpuszczać 40H, czyli i tak nie przemienisz tego austenitu w korzystną strukturę.

U nas jest mała Biedronka, Land Rower-owcy wykupują a zbiornik 300 litrów

No to może być z Netto. Bynajmniej, to nie jest żart z tym rzepakowym. Sprawdzone na przestrzeni wielu kilogramów stali, nie tylko przeze mnie. Fakt - wykresów prędkości chłodzenia na bazie srebrnych kuli nie robiłem, jakby to było zalecane na kanwie lektur autorstwa Wacława Lutego. Niemniej jednak parametry temperaturowe oleju rzepakowego są badane u mojej żony w pracy codziennie. Nie pod kątem wykorzystania go w hartownictwie, ale wszystkie dane są bardzo zbliżone do OH-70.

Tak sobie jeszcze kombinuję przy niedzielnym piwku i na kanwie wykresu CTPc dla 40H:



Jakbyś zahartował, tak jak to robisz dotychczas, tylko w oleju OH-160M podgrzanym do jego granicznych 250-260°C, czyli tylko trochę poniżej Ms dla 40H i prostował na gorąco wałki, do stanu prawie idealnego. Jak już pisałem wcześniej, nie tylko temperatura i czas powoduje przemiany fazowe w stali. Czynnikiem pomijanym jest odkształcenie. Wyginanie wałka, także będzie powodowało przemianę martenzytyczną, nawet jeśli temperatura detalu się nie zmieni. W efekcie możesz dostać detal, prościutki i w dodatku z mniejsza ilością "szkodliwego" austenitu szczątkowego. Wiem, ze w pierwszym momencie brzmi, to jako technologia upierdliwa. W sumie jest w rzeczywistości. Ale wiele detali nie daje się wyprodukować bez takiego zabiegu - patrz wspomniany przeze mnie wyżej patent Żmihorskiego na łatwą produkcję przeciągaczy....

Grzałki silitowe, pionowe, po bokach komory?

Ile detali w jednej partii produkcyjnej robisz?

Odprężasz przed hartowaniem?

Ile czasu mija od hartowania, do odpuszczania?

Jeśli robisz pojedyncze detale, to wymień olej maszynowy, na najtańszy, rzepakowy z Biedronki.
Szybkość chłodzenia, ma identyczną z OH-70, temperaturę zapłonu grubo powyżej 210°C, dym nie jest trujący, śmierdzi jedynie smarzonymi frytkami i nie potrzeba utylizować, w żaden specjalistyczny sposób, można zwyczajnie wylać w kanał i jest tańszy od hartowniczych. Hartujemy, tak długo, aż nie pływają na dnie "gęste gluty". Później wymieniamy.

A nie da się przejść na ETG-100? Materiał lepszy w stanie dostawy od 40H, ulepszony na wskroś - dlatego sprzedawany tylko do średnicy 80mm, znakomicie się obrabia ubytkowo, podobnie do A10X, dając lepsze powierzchnie (mniejsze Ra), ma mniejszą chęć do tworzenia narostów na ostrzu, daje małe cząstkowe wióry, nawet stosując najzwyklejsze łamacze na płytkach........twardość w stanie dostawy 32....36HRC. Pytanie tylko - jaką Ty Kamar twardość dostajesz na końcu swojego procesu, który coś mi się wydaje, nie kontrolujesz nazbyt dokładnie?

A azotowane warstwy z 40H są bardzo podatne na pitting, ze względu na zbyt agresywne odcinanie warstwy naazotowanej, od rdzenia - brak warstw przejściowych.

największy wpływ na krzywienie ma właśnie sposób zanurzania w kąpieli chłodzącej

Uogólniając, to masz racje. Prawidłowo zanurzyć, to połowa sukcesu.

i ruchy poprzeczne przedmiotu w tej kąpieli przez kilka pierwszych sekund.

Przedmiot nie może się ruszać w czasie gaszenia. To kąpiel ma przepływać wokół przedmiotu, najlepiej laminarnie.
Intensywność opływu musi zapewniać zrywanie pęcherzy gazowych chłodziwa, ich odrzucanie wirem jak najdalej od chłodzonej powierzchni wsadu i dostęp świeżego chłodziwa do powierzchni przedmiotu.

tu powinno być jak piszesz: "pionowo", ale i "brak ruchów" poprzecznych.

Grubym do góry i nie ruszać przedmiotem.

I dlatego czy nie byłoby dobrze wykonać też wyżarzanie odprężające wałka surowego przed toczeniem?

Zbędny zabieg. Podwyższenie kosztów. Lepiej, szybciej i taniej usunąć naprężenia przed hartowaniem.
650±20°C/2.5godz. w piecu komorowym i chłodzić razem z piecem, najlepiej do temperatury otoczenia.
Zabieg wyżarzania odprężającego, jest w sumie drugą połową drogi do prostego wałka, zaraz po pionowym zanurzaniu.
Warto stosować, nie tylko ze względu na naprężenia powstałe w procesie walcowania i toczenia, choć dzisiejsze metody produkcji wałków na COSie, niwelują szkodliwy wpływ starych metod, bazujących na przeróbce plastycznej wlewka.

W moim pytaniu było wyrażnie - żeby jak najmniej pogieło Robiłem partie tych wałeczków już kilkakrotnie, ugięcia po hartowaniu wychodziły różnie, niektóre nawet idealnie. I stad moje pytanie.

Wnoszę, że gatunku, wymiarów i kształtów nie możesz zmienić?
Niemniej jednak, dopisz jeszcze proszę:
1) Jak grzejesz?
2) Z jaką szybkością nagrzewasz? Masz jakiś rejestrator temperatury w funkcji czasu? Jakąś wykresówkę? Jakie masz parametry nastawione?
3) Jaki piec? Jak ma grzałki umieszczone? Komorowy? Poziomy? Pionowy? Wgłębny? Silitowy? Oporowy? Jaki ma rozkład temperatury? Gdzie jest termopara?
4) Jak umieszczony jest wsad? Względem grzałek. Względem drzwi? Względem termopary? Ile wałeczków na raz? Czy wałeczki z innym wsadem? Czy tylko one?
5) Jakie zabiegi stosujesz przed hartowaniem?
6) W czym gasisz? Olej? Jaki? Jaka temperatura? Jakie mieszanie? Ile tego oleju? Jak głębokie naczynie? Kiedy była wymiana oleju?
7) Ile czasu mija od hartowania, do odpuszczania?
8 ) Jak odpuszczasz? Jak mierzysz temperaturę odpuszczania? Powyższe pytania co do pieca?
9) Jest jakaś ochrona przed odwęgleniem? Utlenieniem?
10) Materiał wyjściowy zawsze z tego samego źródła? Jakiś atest masz? Jakie wahania składu pomiędzy partiami produkcyjnymi?

Kamar - zmiennych podlegających optymalizacji jest jak widzisz, bardzo wiele...

A po azotowaniu ten wałeczek nie spełni Twoich /klienta wymogów?

Aby spełnić warunek małych odkształceń, po cyklu obróbki cieplnej, musiałoby to być azotowanie jarzeniowe i w niskiej temperaturze.
Szkopuł w tym, że 40H słabo się do tego zabiegu nadaje (lepiej 38HMJ - ze względu na pierwiastki chętniej tworzące azotki, a w sumie bardzo podobny do 40H)....no i oczywiście powstaje wątpliwość - czy środek tych otworów/gniazd także da się jonizacyjnie naazotować.
Pytanie także jest - co z tym wałkiem po obróbce cieplnej, dalej się dzieje? Jest szlifowany? Jakie ma naddatki?
Zdjęcia białej warstwy po azotowaniu nie da się uniknąć. No i pozostaje szkodliwy braunit w strukturze warstwy wierzchniej.

Przede wszystkim - co, to jest wysokie hartowanie?

Hartowanie może być, albo martenzytyczne z austenitem szczątkowym, albo bainityczne.
Przypuszczam, że skoro zadajesz takie laickie (bez urazy, bez ataku z mojej strony) pytanie, to będziesz hartował na martenzyt.
Hartujesz zawsze tak samo - nie nisko, nie wysoko. Zawsze na maksa, aby osiągnąć maksymalną zawartość martenzytu,
po to aby przekształcić później tą strukturę w sorbit lub trustyt. Nigdy hartowanie nie jest pierwszym i ostatnim zabiegiem obróbki cieplnej.
Odpuszczać możesz nisko, średnio, albo wysoko.
Materiał 40H jest predystynowany do wysokiego odpuszczania. Dlaczego? Ze względu, na jego nikłą udarność po innym odpuszczaniu.
Pomijamy tutaj oczywiście przypadki zabiegów cieplnych mających za zadanie utwardzić warstwy wierzchnie, pozostawiając ciągliwy rdzeń.

Teraz analiza, tego co na rysunku.
Patrząc na pasmo hartowmości, dla 40H:



...i Twój rysunek, można wnosić, że część "cienka" zostanie na pewno zahartowana na wskroś, a ten gruby kołnierz, z dużym prawdopodobieństwem także, ze względu na istnienie otworu. Warunek, że intensywność chłodzenia, w tym otworze też będzie wystarczająca do osiągnięcia prędkości krytycznej.

Teraz odpuszczanie.

Bierzemy wykres odpuszczania:



No i jak już wcześniej wspominałem widzisz, że w przypadku niskiego odpuszczania dla 40H, dostajesz materiał o udarności porównywalnej ze szklanką. Tym bardziej, zaprojektowanym przez Ciebie takim dużym karbie, jakim jest tak duży uskok średnic.
W zakresie temperatury 300°C dochodzi jeszcze kruchość odpuszczania - zjawisko do opisania, ale raczej nie w tym poście.
Z wykresu odpuszczania wynika jeszcze jeden fakt. Mianowicie dlaczego, jak już wcześniej wspomniałem, jest to materiał do wysokiego odpuszczania - czyli w okolicach 500°C.

Teraz technologiczność zabiegów obróbki cieplnej.

Mam nadzieje, że otwór idzie na wylot przez cały detal. Jeśli nie, to nie zazdroszczę hartownikowi.
Kieszeń, która się utworzy w ślepym otworze, bardzo ładnie potrafi gromadzić pary czynnika chłodzącego - zapewne oleju OH-70 - który rozprężając się fajnie opryska hartownika

Na co zwrócić uwagę, aby nie pokrzywiło?

Materiał 40H w takiej formie, jak Twój wałek zawsze pokrzywi.
Można zrobić wiele, aby to było jak najmniejsze wypatrzenie.

Wpływ na wielkość odkształceń hartowniczych - oprócz gatunku materiału - mają:

1) Sposób grzania.
2) Szybkość grzania.
3) Równomierność nagrzewania.
4) Zabiegi cieplne przed hartowaniem.
5) Rodzaj ośrodek chłodzącego.
6) Jego temperatura i stan wzburzenia oraz ilość masowa czynnika chłodzącego, w stosunku do masy gaszonego wsadu i odległość od lustra czynnika chłodzącego, do wsadu.
7) Sposób gaszenia, pozycja zanurzania, itd.
8 ) Prostowania nie wykonuje się, gdy przemiana martenzytyczna już zaszła. Pamiętajmy, że oprócz temperatury i czasu, na zachodzenie przemian strukturalnych stali, wpływ ma jeszcze jeden czynnik! Jaki? Odsyłam do patentów naszego rodaka, który kład podwaliny pod teorię obróbki cieplnej (...i nie tylko) - Pana Edwarda Żmihorskiego.
9) Rodzaj pieca w jakim nagrzejesz wsad.
10) Co będzie leżało obok Twojego wałeczka w piecu podczas grzania.
11) Jak względem Twojego wałeczka, będą w piecu usytuowane elementy grzejne.
...itd.....

No, to tak po krótco. Ale już wiesz na czym stoisz....

Zresztą......to jest tylko moje spatrzone podejście do tematu obróbki cieplnej.
Przyjdzie inny, który też kilka ton materiału w piecach przerzucił, i będzie na to maił inny pogląd.