Да би метални обрадак имао потребне радне перформансе, процес топлотне обраде је често битан. Процес топлотне обраде генерално укључује три процеса загревања, очувања топлоте и хлађења. Због различитих процеса, дели се на каљење, каљење, нормализацију и жарење. Можете ли рећи разлику?
01
Шта је гашење?
Гашење челика је да се челик загреје на температуру изнад критичне температуре Ац3 (хипоеутектоидни челик) или Ац1 (хипереутектоидни челик), да се задржи топлим неко време да би се потпуно или делимично аустенитизовао, а затим да се охлади помоћу брзина хлађења већа од критичне брзине хлађења. Процес топлотне обраде за брзо и брзо хлађење испод Мс (или изотермно близу Мс) за мартензитну (или бејнитну) трансформацију. Обично се третман чврстим раствором легуре алуминијума, легуре бакра, легуре титанијума, каљеног стакла и других материјала или процес топлотне обраде са процесом брзог хлађења назива гашење.
Сврха гашења:
1) Побољшати механичка својства металних производа или делова. На пример: побољшање тврдоће и отпорности на хабање алата, лежајева итд., Повећање границе еластичности опруга, побољшање свеобухватних механичких својстава делова вратила итд.
2) Побољшати својства материјала или хемијска својства неких специјалних челика. Као што је побољшање отпорности на корозију нерђајућег челика, повећање трајног магнетизма магнетног челика итд.
Приликом гашења и хлађења, поред разумног избора медијума за гашење, потребни су и правилни начини гашења. Обично коришћене методе гашења углавном укључују гашење у једној течности, гашење са двоструком течношћу, степенасто гашење, изотермно гашење и делимично гашење.
Челични обрадак има следеће карактеристике након каљења:
① Добијају се неуравнотежене (тј. нестабилне) структуре као што су мартензит, бејнит и задржани аустенит.
② Постоји велики унутрашњи стрес.
③ Механичка својства не могу испунити захтеве. Због тога се челични радни предмети генерално морају темперирати након гашења.
02
Шта је каљење?
Каљење је процес термичке обраде који загрева каљене металне производе или делове на одређену температуру, а затим их на одређени начин хлади након одређеног временског периода. Каљење је операција која се изводи одмах након каљења и обично је последња топлотна обрада радног предмета. Процес, па се заједнички процес гашења и каљења назива завршни третман.
Главна сврха гашења и каљења је:
1) Смањите унутрашњи стрес и смањите ломљивост. Угашени делови имају велики напон и кртост. Ако се не каљу на време, често ће се деформисати или чак пуцати.
2) Подесите механичка својства радног предмета. Након гашења, радни предмет има високу тврдоћу и високу крхкост. Да би се задовољили различити захтеви за перформансе различитих радних комада, може се подесити каљењем, тврдоћом, чврстоћом, пластичношћу и жилавости.
3) Стабилна величина радног комада. Металографска структура се може стабилизовати каљењем како би се осигурало да неће доћи до деформација током будуће употребе.
4) Побољшајте перформансе сечења неких легираних челика.
Улога каљења је да:
① Побољшајте стабилност структуре, тако да радни предмет више неће бити подвргнут трансформацији ткива током употребе, тако да ће геометријска величина и перформансе радног предмета остати стабилне.
② Елиминишите унутрашње напрезање како бисте побољшали перформансе радног предмета и стабилизовали геометријске димензије радног предмета.
③ Прилагодите механичка својства челика како би испунили захтеве употребе.
Разлог зашто каљење има ове ефекте је тај што када температура порасте, активност атома се повећава, а атоми гвожђа, угљеника и других легирајућих елемената у челику могу брзо да дифундују да би остварили преуређење атома, чинећи их тако нестабилним. Неуравнотежена организација постепено се трансформише у стабилну уравнотежену организацију. Ослобађање унутрашњег напрезања је такође повезано са смањењем чврстоће метала како се температура повећава. Генерално, када је челик каљен, тврдоћа и чврстоћа се смањују, а пластичност се повећава. Што је температура каљења виша, већа је промена ових механичких својстава. Неки легирани челици са високим садржајем легирајућих елемената ће исталожити нека финозрна метална једињења када се темперирају у одређеном температурном опсегу, што ће повећати чврстоћу и тврдоћу. Ова појава се назива секундарно очвршћавање.
Захтеви за каљење: радни предмети различите намене треба да се темперирају на различитим температурама како би се испунили захтеви у употреби.
① Алати за сечење, лежајеви, угљенисани и каљени делови и површински каљени делови обично се темперирају на температури испод 250 степени. Након каљења на ниским температурама, тврдоћа се не мења много, унутрашњи напон се смањује, а жилавост се благо побољшава.
② Опруга се каљује на средњој температури на 350-500 степени да би се добила висока еластичност и неопходна жилавост.
③ Делови направљени од средње угљеничног конструкцијског челика се обично каљу на високој температури од 500-600 степени Ц да би се добила добра комбинација чврстоће и жилавости.
Када је челик каљен на око 300 степени, његова кртост се често повећава. Ова појава се назива прва врста крхкости темперамента. Генерално, не би требало да се темперира у овом температурном опсегу. Неки конструкцијски челици од легуре средњег угљеника такође су склони да постану ломљиви ако се полако охладе на собну температуру након каљења на високој температури. Ова појава се назива друга врста крхкости темперамента. Додавање молибдена челику, или хлађење у уљу или води током каљења, може спречити другу врсту ломљивости. Ова кртост се може елиминисати поновним загревањем друге врсте отпуштеног челика на првобитну температуру каљења.
У производњи се често заснива на захтевима за перформансе радног комада. Према различитим температурама грејања, каљење се дели на каљење на ниским температурама, каљење на средњим температурама и каљење на високим температурама. Процес термичке обраде који комбинује каљење и накнадно каљење на високој температури назива се каљење и каљење, односно има добру пластичност и жилавост уз високу чврстоћу.
1) Каљење на ниским температурама: 150-250 степен, М пута, смањује унутрашње напрезање и ломљивост, побољшава жилавост пластике, има већу тврдоћу и отпорност на хабање. Користи се за израду мерних алата, ножева и котрљајућих лежајева итд.
2) Каљење на средњој температури: 350-500 степен, Т време, са високом еластичношћу, одређеном пластичношћу и тврдоћом. Користи се за израду опруга, калупа за ковање итд.
3) Каљење на високим температурама: 500-650 степен, С каљење, са добрим свеобухватним механичким својствима. Користи се за израду зупчаника, радилица итд.
03
Шта је нормализација?
Нормализација је топлотна обрада која побољшава жилавост челика. Након што се челични елемент загреје на 30-50 степен изнад Ац3 температуре, држи се неко време, а затим се хлади ваздухом. Главна карактеристика је да је брзина хлађења бржа од жарења и нижа од гашења. Током нормализације, кристална зрна челика могу се рафинисати у нешто бржем хлађењу, не само да могу добити задовољавајућу чврстоћу, већ могу значајно побољшати жилавост (АКВ вредност), смањити склоност компонентама пуцању. Након што се неке нисколегиране топло ваљане челичне плоче, нисколегирани челични отковци и одливци нормализују, свеобухватна механичка својства материјала могу се значајно побољшати, а перформансе сечења су такође побољшане.
Нормализација има следеће сврхе и употребе:
① За хипоеутектоидни челик, нормализација се користи да би се елиминисала прегрејана крупнозрнаста структура и Видманстаттенова структура одливака, отковака и заварених елемената, као и тракаста структура у ваљаним материјалима; рафинирати житарице; и може се користити као предтоплинска обрада пре гашења.
② За хипереутектоидни челик, нормализација може елиминисати ретикуларни секундарни цементит и рафинирати перлит, који не само да побољшава механичка својства, већ и олакшава накнадно сфероидизирајуће жарење.
③ За танке челичне плоче са ниским садржајем угљеника, нормализација може елиминисати слободни цементит на границама зрна како би се побољшала њихова својства дубоког вучења.
④ За челик са ниским садржајем угљеника и нисколегирани челик са ниским садржајем угљеника, користите нормализацију да бисте добили више фино-љускасте перлитне структуре, повећали тврдоћу до ХБ140-190, избегли феномен „заглављивања ножа“ током сечења и побољшали обрадивост . За средњи угљенични челик, када се могу користити и нормализација и жарење, економичније је и погодније користити нормализацију.
⑤ За обичан конструкциони челик са средњим угљеником, нормализација се може користити уместо гашења и каљења на високој температури када механичка својства нису висока, што није само лако за руковање, већ и стабилизује структуру и величину челика.
⑥ Нормализација на високој температури (150-200 степен изнад Ац3) може смањити сегрегацију састава одливака и отковака због високе стопе дифузије на високој температури. Груба зрна након нормализације на високој температури могу се рафинисати накнадном нормализацијом на другој нижој температури.
⑦ За неке легиране челике са ниским и средњим садржајем угљеника који се користе у парним турбинама и котловима, нормализација се често користи за добијање структуре бенита, а затим се темперује на високој температури. Има добру отпорност на пузање када се користи на 400-550 степени.
⑧ Поред челичних делова и челичних производа, нормализација се такође широко користи у топлотној обради дуктилног гвожђа да би се добила перлитна матрица и побољшала чврстоћа нодуларног гвожђа.
Пошто нормализацију карактерише хлађење ваздухом, температура околине, начин слагања, проток ваздуха и величина радног комада имају утицај на структуру и перформансе након нормализације. Нормализована структура се такође може користити као метода класификације легираног челика. Генерално, легирани челици се деле на перлитни челик, баинитни челик, мартензитни челик и аустенитни челик према микроструктури добијеној загревањем узорка пречника 25 мм на 900 степени и хлађењем ваздухом.
04
Шта је жарење?
Жарење је процес термичке обраде метала у коме се метал полако загрева до одређене температуре, држи довољно времена, а затим се хлади одговарајућом брзином. Топлотна обрада жарења се дели на потпуно жарење, непотпуно жарење и жарење за ослобађање од напона. Механичка својства жарених материјала могу се открити тестом затезања или тестом тврдоће. Многи челични производи се испоручују у стању жарења и термичке обраде. Роцквелл тестер тврдоће се може користити за испитивање тврдоће челика. За тање челичне плоче, челичне траке и челичне цеви са танким зидовима, површински Роцквелл тестери тврдоће се могу користити за испитивање тврдоће ХРТ-а. .
Сврха жарења је:
① Побољшати или елиминисати различите структурне дефекте и заостала напрезања узрокована ливењем челика, ковањем, ваљањем и заваривањем и спречити деформацију и пуцање радних комада.
② Омекшати радни предмет за сечење.
③ Рафинисање зрна и побољшање структуре ради побољшања механичких својстава радног предмета.
④ Извршити организационе припреме за завршну термичку обраду (кашење, каљење).
Обично коришћени процеси жарења су:
① Потпуно жарено. Користи се за оплемењивање грубе прегрејане структуре са лошим механичким својствима након ливења, ковања и заваривања челика са средњим и ниским садржајем угљеника. Загрејте радни предмет на 30-50 степен изнад температуре на којој се ферит потпуно трансформише у аустенит, држите га на топлом неко време, а затим га полако охладите у пећи. Током процеса хлађења, аустенит ће се поново трансформисати како би челична структура била тања.
② Сфероидизирајуће жарење. Користи се за смањење високе тврдоће алатног челика и челика за лежајеве након ковања. Радни предмет се загрева на 20-40 степен изнад температуре на којој челик почиње да формира аустенит, а затим се полако хлади након очувања топлоте. Током процеса хлађења, ламеларни цементит у перлиту постаје сферичан, чиме се смањује тврдоћа.
③ Изотермно жарење. Користи се за смањење високе тврдоће неких легираних конструкцијских челика са високим садржајем никла и хрома за сечење. Генерално, прво се брже хлади до најнестабилније температуре аустенита, а аустенит се трансформише у троостит или сорбит за одговарајуће време, а тврдоћа се може смањити.
④ Рекристализационо жарење. Користи се за отклањање феномена очвршћавања (повећање тврдоће и смањење пластичности) металне жице и танке плоче у процесу хладног извлачења и хладног ваљања. Температура грејања је генерално 50-150 степен испод температуре на којој челик почиње да формира аустенит. Само на тај начин се може елиминисати ефекат очвршћавања и омекшати метал.
⑤ Графитизационо жарење. Користи се за претварање ливеног гвожђа који садржи велику количину цементита у ковно ливено гвожђе добре пластичности. Операција процеса је загревање одливака на око 950 степени, одржавање топлоте током одређеног временског периода и затим правилно хлађење да би се цементит разградио да би се формирала група флокулантног графита.
⑥ Дифузијско жарење. Користи се за хомогенизацију хемијског састава одливака од легура и побољшање њихових перформанси. Метода је да се ливење загреје на највишу могућу температуру без топљења и да се дуго задржи топлом, а затим се полако охлади након што дифузија различитих елемената у легури тежи да буде равномерно распоређена.
⑦ Жарење за ублажавање стреса. Користи се за уклањање унутрашњег напрезања челичних одливака и заварених елемената. За производе од гвожђа и челика загрејане на 100-200 степен испод температуре на којој аустенит почиње да се формира, хлађење на ваздуху након очувања топлоте може елиминисати унутрашње напрезање
