Kaj je rekristalizacijsko žarjenje?

V tem članku bomo predstavili precej podrobno poročilo o tem, kaj je rekristalizacijsko žarjenje. Poleg tega bodo pri pregledu obravnavane tudi druge vrste dela z jeklom, ki bodo izboljšale njegovo strukturo in obdelavo, zmanjšale trdoto in odstranile notranje napetosti. Struktura zlitine je odvisna od vseh njegovih glavnih lastnosti, metoda, ki spreminja strukturo, je toplotna obdelava. Prekristalizacijsko žarjenje in številne druge vrste toplotne obdelave so razvili DK Chernov, dodatno pa so to temo razvili GV Kurdyumov, AA Bochvar in AP Gulyaev.

Toplotna obdelava

Ta kombinacija različnih ogrevalnih operacije, ki uporabljajo specializirano opremo in posebno tehnologijo, s namakanje in hlajenje, se izvede izključno v določenem zaporedju in z natančnim načini za spremembo notranje strukture zlitine in pridobivanje želenih lastnosti. Toplotna obdelava je razdeljena na več tipov. Žarjenje prve vrste, ki se uporablja za vse kovine in zlitine, ne prinaša faznih transformacij v trdnem stanju. Prekristalizacijsko žarjenje se uporablja za doseganje naslednjih značilnosti.

Ko se segrevanje prve vrste segreje, se mobilnost atomov poveča, kemijska nehomogenost je popolnoma ali delno izločena, notranji stres pa se zmanjša. Vse je odvisno od temperature ogrevanja in časa zadrževanja. Tukaj je značilno počasno ohlajanje. Različice te metode so žarjenje za lajšanje stresa po litju, varjenju ali kovanju, difuziji in rekristalizaciji žarjenja.

Annealing druge vrste

To žarjenje je namenjeno tudi za kovine in zlitine, ki so izpostavljeni faznim transformacijam pri žarjenju v trdnem stanju - tako s segrevanjem kot z ohlajanjem. Tu so cilji nekoliko širši od tistih, ki jih zasleduje rekristalizacijsko žarjenje jekla. Annealing druge vrste daje bolj uravnoteženo strukturo za nadaljnjo obdelavo materiala. Zrnatost izgine, zdrobljena, povečanje viskoznosti in plastičnosti, trdota in moč se znatno zmanjšata. Tovrstna kovina je že mogoče rezati. Ogrevanje se izvaja na temperaturo, veliko višjo od kritične, hlajenje poteka skupaj s pečjo - zelo počasi.

Toplotna obdelava vključuje tudi utrjevanje zlitin za trdnost in trdoto. Tukaj, nasprotno, se tvori neravnovesna struktura, ki povečuje te parametre zaradi sorbitola, troostita, martenzita. Temperature so tudi veliko višje od kritičnih temperatur, hlajenje pa poteka pri zelo visokih hitrostih. Četrti tip toplotne obdelave je kaljenje, ki odpravlja notranje napetosti, zmanjšuje trdoto in povečuje žilavost in duktilnost utrjenih jekel. Pri segrevanju pod temperaturo pod kritično je lahko hitrost hlajenja poljubna. Transformacije zmanjšujejo neravnovesje strukture. Tako je rekristalizacijsko žarjenje jeklenih del.

Izbira načina

Toplotna obdelava je lahko predhodna in končna. Prvi se uporablja za pripravo lastnosti materiala in njegove strukture za nadaljnje tehnološke postopke (izboljšanje obdelovalnosti, rezanje, tlačna obdelava). Končna toplotna obdelava tvori vse lastnosti končnega izdelka. Način izbire načina rekristalizacijskega žarjenja je odvisen od procesa in toplotne obdelave.

Razume se, da je segrevanje zlitine ali kovine višje od kristalizacijske temperature in ne manj kot sto ali dve sto stopinj. Naslednja je izpostavitev pri tej temperaturi za pravi čas. Hlajenje je zadnja faza tega procesa. Ta tehnologija je razdeljena na polno, nepopolno in teksturirano žarjenje, izbira pa je odvisna od tega, kaj je namen rekristalizacijskega žarjenja.

Popolno žarjenje

V praksi je najpogosteje uporabljeno polno žarjenje, vendar tukaj morate biti pozorni na dejstvo, da žarjenje jekla in njegovo strjevanje - procesi so drugačni. Med prekristalizacijskimi žarjenje izdelan nekaterih postopkih iz časa pred hladno preoblikovanje kovine pod pritiskom, da dodatno olajša delo z njimi, žarjenje ali toplotna obdelava je izhodna pogled, ko se doseže končni izdelek ali polizdelka želene lastnosti. Ali je ta operacija vmesna, na primer - za učinkovito odstranjevanje strjevanja.

Za homogeno raztapljanje v matriki legirnih elementov in za pridobitev homogene mikrostrukture z enakimi lastnostmi materiala se žarjenje izvede v posebni raztopini. Črne kovine Potrebno je rekristalizacijsko žarjenje pri temperaturah od 950 do 1200 ojm-C z raztopino soli Durferrit Glühkohle ali Durferrit GS 960. Neželezne kovine žarjen pri temperaturi od 460 do 540 ° C-C z uporabo Durferit AV soli, čemur sledi nadaljnja obdelava, da se poveča moč.

Cilji

Najpogosteje se rekristalizacijsko žarjenje jekel izvede, da se struktura materiala poveže z zahtevanimi parametri, ki so potrebne za nadaljnje delo. Uporablja se po obdelavi tlaka, če počasna prekristalizacija ni popolnoma minila in to ne omogoča odstranjevanja strjevanja.

Takšna tehnologija se običajno uporablja za vroče valjanih kolobarjih sestavljene iz zlitin, kjer je substrat aluminija in hladno valjanje pločevine, trakovi, folije iz različnih zlitin in neželeznih kovin (tu potrebno omeniti in rekristalizacijo žarjenje nikelj), palic in žice, jeklene hladnim kovanjem in cevi hladno risanje. Poseben postopek je žarjenje pri proizvodnji polizdelkov in izdelkov iz neželeznih kovin (vključno z nikljam).

Temperaturni režimi

Različni materiali zahtevajo različne režime toplotne obdelave. Običajno celoten proces ne traja več kot eno uro za dokončanje rekristalizacijskega žarjenja, vendar je režim temperature za vsako zlitino lasten. Tako 300-400 ° C zahtevajo zlitine na osnovi magnezija, od 800 do 1150 ° C - nikljevih zlitin, od 650 do 710 ° C - jeklenega traku ogljika, za kar nujno opravi prekristalizacija žarjenje. Točka taljenja seveda ni dosežena.

Aluminijeve zlitine ne potrebujejo toliko, dovolj je od 350 do 430 ° C, čisti aluminij pa prekristalizira pri temperaturah od 300 do 500 ° C. Od 670 do 690 ° C, da rekristalizira zahtevano titana, od 700 do 850 ° C, - sestavo bakra in niklja, od 600 do 700 ° C potrebujejo bron in medenino, čistega bakra še manj, da začne rekristalizira od 500 ° C. Za posamezne kovine in zlitine so potrebni takšni režimi rekristalizacijskega žarjenja.

Difuzijska obdelava kovin

Ta vrsta žarjenja se sicer imenuje homogeniziranje in se izvaja za odpravo učinkov dendritične tekočine. Difuzijsko žarjenje je potrebno za legirano jeklo, kjer se indeks plastičnosti in viskoznosti zmanjša zaradi intrakristalne tekočine, kar vodi do prelomnih ali krhkih zlomov. Potrebno je doseči ravnovesno strukturo, zato je potrebna difuzijska obdelava litega kovine. Poleg tega izboljša tako mehanske lastnosti kot izboljša enakomernost lastnosti celotnega celotnega končnega izdelka.

To se dogaja v tem procesu: raztopi se presežne faze, kemična sestava se izravnava, pore se pojavijo in rastejo, velikost zrn se povečuje. Ta vrsta toplotne obdelave zahteva dolgotrajno izpostavljenost kovine pri temperaturah nad kritično temperaturo (tu lahko govorimo z okoli 1200 stopinj Celzija).

Izotermalna toplotna obdelava

Takšno žarjenje je priporočljivo za legirano jeklo, kjer se avstenit pri mešanju pri isti temperaturi razgradi v ferit in cementit. Taka razgradnja se lahko pojavi pri drugih vrstah žarjenja, če pride do postopnega hlajenja zaradi stalnega in zaporednega znižanja temperature. Tako se doseže homogenost strukture, čas za toplotno obdelavo se zmanjša.

Izotermična žarilna shema je naslednja: najprej ogrevanje do indeksa, ki bo presegel zgornjo kritično točko za 50-70 stopinj, nato pa znižanje temperature za 150 stopinj. Po tem se ogrevan del prenese v pečico ali kopel, kjer temperatura ne presega 700 ° C. Trajanje postopka bo odvisno od sestave kovin in geometrijskih dimenzij dela. Legirane spojine lahko traja več ur in vroče valjanih ogljikovih jeklenih plošč - nekaj minut.

Razlike

S popolnim žarjenjem je zagotovljena prekristalizacija jekla, ki razbremeni kovino različnih strukturnih okvar. Jeklo dobi svoje najpomembnejše in značilne lastnosti, mehča za nadaljnje rezanje. Najprej ga morate segreti na temperaturo nad Ac3 za 30-50 stopinj, ogreti, nato pa počasi ohladiti.

Največkrat izpostavljenost traja najmanj pol ure, vendar ne več kot uro na tono jekla s hitrostjo ogrevanja 100 stopinj Celzija na uro. Hitrost hlajenja je odvisna od sestave jekla in stabilnosti avstenita. Če se hitro ohladi, se lahko tvori premočna feritno-cementitna struktura.

Hlajenje navzdol

Hitrost hlajenja se uravnava s hlajenjem peči s postopnim odklopom in odpiranjem vrat. S popolnim žarenjem ne smemo pregreti zlitine. Nepopolno žarjenje se izvaja pri temperaturah pod Ac3, a nekoliko nad Ac1.

Nato se jeklo delno prekristalizira in se zato ne bo znebilo napak. Torej se obdelajo jekla z odsotnostjo feritnega traku, če jih je treba pred nadaljnjo obdelavo in rezanjem le mehčati. Poleg polnega in nepopolnega, obstaja tudi teksturiranje rekristalizacijskega žarjenja.

Uporaba

Včasih kaljenja komplementarne toplo preoblikovanje (vroče valjane zvitkih, na primer, iz aluminijeve zlitine, je žarjena pred hladnim valjanjem odstraniti utrditev materiala, ki ni nujno oblikovan kot posledica vročega valjanja).

Tovrstno žarjenje pri proizvodnji izdelkov in polizdelkov iz zlitin in čistih barvnih kovin se veliko bolj uporablja. To je neodvisna operacija za toplotno obdelavo. V primerjavi s jekli se veliko kovinskih kovin podvrže hladnemu tlaku, po katerem je potrebno rekristalizacijsko žarjenje.

V industriji

Če je potrebna granulatna oblika cementita, lahko staranje zlitine med žganjem do popolne prekristalizacije traja dlje - več ur. Za hladno deformacijo, ki običajno sledi žarjenju, je najugodnejša granulna oblika cementita, ki se pojavi med rekristalizacijo med nukleacijo in rastjo nedodelanih zrn, kar zahteva segrevanje na določeno temperaturo.

Prekristalizacijsko žarjenje v industriji je prva operacija, ki daje zlitini ali kovinski duktilnosti pred hladnim tlakom. Ne manj pogosto je prisotna med operacijami hladne deformacije za odstranitev strjevanja in tudi kot izhodni postopek končne toplotne obdelave, tako da ima proizvod ali polizdelek lastnosti, ki so potrebne za to.

Kako se to zgodi?

Pri segrevanju deformirana kovina poveča gibljivost atomov. Starega zrnja so raztegnjene, postanejo ranljive, nova semena, že uravnotežena in napetostna zrna se intenzivno pojavljajo in naraščajo. Soočajo se s starimi, podolgovati, pobirajo svojo rast do popolnega izginotja. Rekristalizacija jekla in zlitin je glavni cilj rekristalizacijskega žarjenja. Pri segrevanju po doseganju želene temperature omejitve donosa in moč materiala se precej strmo zmanjša.

Toda plastičnost se povečuje, deluje za izboljšanje obdelovalnosti. Temperatura začetka rekristalizacije imenujemo prekristalizacijski prag. Ko doseže kovino mehča. Temperatura ne more biti konstanta. Za določeno zlitino ali kovine, trajanje ogrevanja, stopnja predhodne deformacije, začetno velikost zrn in veliko več igrajo kot pomembne vloge.