Žarjenje kot je toplotna obdelava. Tehnologija kovin

Ustvarjanje novih materialov in upravljanje njihovih lastnosti je umetnost kovinske tehnologije. Eno od njegovih orodij je toplotna obdelava. Ti procesi vam omogočajo, da spremenite lastnosti in s tem tudi obseg uporabe zlitin. Žarjenje jekla je razširjena možnost za odpravo proizvodnih napak v izdelkih, povečanje njihove moči in zanesljivosti.

Naloge procesa in njene variante

Postopki žarjenja se izvajajo tako, da:

• optimizacija intracristalne strukture, naročanje legirnih elementov;
• zmanjšanje notranjih izkrivljanj in napetosti zaradi hitrih tehnoloških sprememb temperature;
• Povečanje skladnosti objektov z naknadno obdelavo.

Klasična operacija se imenuje "polni žarjenje", vendar obstaja več njenih različic, odvisno od željenih lastnosti in značilnosti naloge: nepopolna, nizka difuzije (homogenizacije), izotermnih, prekristalizacija, normalizira. Vsi so načeloma podobni režimom toplotna obdelava jekel so bistveno drugačne.

Toplotna obdelava na osnovi diagrama

Vse spremembe v železarski in jeklarski industriji, ki temeljijo na igrivi temperaturi, jasno ustrezajo diagramu zlitin železa in ogljika. Gre za vizualno pomoč za določitev mikrostrukture ogljikovih jekel in železovih litin kot tudi točke preoblikovanja struktur in njihovih lastnosti pod vplivom ogrevanje ali hlajenje.

Tehnologija kovin ureja vse vrste žarjenja ogljikovih jekel po tem urniku. Za nepopolne, nizke in tudi za rekristalizacijo so "začetne" temperaturne vrednosti PSK linija, in sicer njegova kritična točka Ac₁. Celotno žarjenje in normalizacija jekla so termično naravnane na linijo grafov GSE, njegove kritične točke Ac₃ in Ac_m. Tudi grafikon jasno določa način povezave določeno toplotno obdelani z materialom na vsebnosti ogljika in možnostjo njenega ustreznega deleža za določeno zlitine.

Popolno žarjenje

Predmeti: odlitki in odkovki iz pre-evtektoidne zlitine, medtem ko mora sestava jekla napolniti ogljik v količini do 0,8%.

Namen:

• največja sprememba mikrostrukture, pridobljene z ulivanjem in vročim pritiskom, zmanjšanje nehomogenega grobozrnatega feritno-perlitnega sestavka v enotno fino zrnato;
• Zmanjšanje trdote in večja skladnost za nadaljnjo obdelavo.

Tehnologija. Temperatura žarjenja jekla je 30-50 ° C nad kritično točko Ac₃. Ko kovina doseže določene toplotne lastnosti, se na tej ravni vzdržuje že nekaj časa in omogoča dokončanje vseh potrebnih transformacij. Velika perlita in feritna zrna popolnoma preidejo v avstenit. Naslednja stopnja - počasno ohlajanje v peči, pri čemer postopek spet ločiti od austenita ferita in perlita ima fino žito in homogeno strukturo.

Popolno žarjenje jekla nam omogoča, da odstranimo najsložljive notranje napake, vendar je zelo dolgotrajen in energetsko intenziven.

Nepopolno žarjenje

Objekti: pred-evtektoidna jekla, brez resnih notranjih heterogenosti.

Namen: brušenje in mehčanje žita iz perlita, brez zamenjave feritne baze.

Tehnologija. Ogrevanje kovine na temperature, ki padejo v vrzel med kritičnimi točkami Ac₁ in Ac₃. Držanje praznih delov v peči s stabilnimi lastnostmi pripomore k dokončanju potrebnih postopkov. Hlajenje poteka počasi, skupaj s pečico. Na izhodu dobimo enako pearlit-feritno drobnozrnato strukturo. S tem termičnim učinkom se perlit preoblikuje v drobnozrnat, ferit ostane nespremenjen kristalen in se lahko spreminja samo strukturno, prav tako tudi mletje.

Nepopolno žarjenje jekla omogoča uravnoteženje notranjega stanja in lastnosti preprostih predmetov, manj energetsko intenzivno.

Nizko žarjenje (prekristalizacija)

Predmeti: vse vrste valjanega ogljika jeklo, legirano jeklo z vsebnostjo ogljika med 0,65% (npr kroglični ležaj) in prazne delov iz barvnih kovin, ki ne vsebujejo dolgoročnih notranjih napak, ki pa zahtevajo popravek ne energije.

Namen:

• odstranitev notranjih obremenitev in hladno delo zaradi vpliva hladne in vroče deformacije;
• likvidacija negativnih posledic neenakomernega hlajenja varjenih konstrukcij, povečanje duktilnosti in trdnosti sklepov;
• homogenost mikrostrukture izdelkov iz barvne metalurgije;
• Spheroidizacija lamelnega perlita - z njo dobimo granularno obliko.

Tehnologija.

Ogrevanje delov se izvede pri 50-100 ° C pod kritično točko Ac₁. Pod vplivom takšnih vplivov se izločijo manjše notranje spremembe. Celoten tehnološki proces traja približno 1-1,5 ure. Približne vrednosti temperaturnih intervalov za nekatere materiale:

1. Ogljikovo jeklo in bakrove zlitine - 600-700 ° C
2. Nikljevih zlitin - 800-1200 ° C
3. Aluminijeve zlitine - 300-450 ° C

Hlajenje se izvaja v zraku. Za martenzitno in bainitsko jeklo tehnologija tehnologije daje drugačen naziv za ta proces - visoko kaljenje. To je preprost in cenovno dostopen način za izboljšanje lastnosti delov in struktur.

Homogenizacija (difuzijsko žarjenje)

Predmeti: izdelki z velikim litjem, zlasti odlitki iz legiranega jekla.

Namen: enakomerna porazdelitev atomov legirnih elementov vzdolž kristalnih rešetk in celotna prostornina ingota zaradi visokotemperaturne difuzije, zmehčanje strukture obdelovanca, zmanjšanje trdote pred nadaljnjimi tehnološkimi operacijami.

Tehnologija. Material se segreje do visokih temperatur 1000-1200 ° C. Stabilne termične lastnosti je treba vzdrževati dlje časa - približno 10-15 ur, odvisno od velikosti in kompleksnosti litine. Po zaključku vseh stopenj visokotemperaturnih transformacij sledi počasno hlajenje.

Težaven, vendar zelo učinkovit postopek izenačevanja mikrostrukture velikih struktur.

Izotermalno žarjenje

Predmeti: pločevina ogljikovega jekla, izdelki iz legiranih in visoko legiranih zlitin.

Namen: izboljšati mikrostrukturo, odstraniti notranje napake z manj časa.

Tehnologija. Kovina se najprej segreje na polno temperaturo žarjenja in zadrži čas, potreben za preoblikovanje vseh razpoložljivih struktur v avstenit. Nato se počasi ohladi s potopitvijo v rdečo vročo sol. Ko toplota doseže 50-100 ° C pod točko Ac₁ so nameščene v pečici, da se ohrani na danem nivoju za čas, potreben za popolno pretvorbo austenita v perlit in cementit. Končno hlajenje poteka v zraku.

Metoda omogoča doseganje potrebnih lastnosti gredic iz legiranega jekla, hkrati pa prihrani čas v primerjavi s popolnim žarjenjem.

Normalizacija

Predmeti: odlitki, odkovki in detajli iz nizkoogljičnega, srednjega in nizko legiranega jekla.

Namen: naročanje notranjega stanja, dajanje želene trdote in moči, izboljšanje notranjega stanja pred nadaljnjimi stopnjami toplotne obdelave in rezanja.

Tehnologija. Jeklo segrejemo na temperature, ki ležijo nekoliko nad linijo GSE in njene kritične točke, namakamo in hladimo v zraku. Tako se poveča hitrost dokončanja procesov. Vendar pa je s tem postopkom mogoče doseči racionalno tiho strukturo samo, če je sestava jekla določena z ogljikom v količini, ki ne presega 0,4%. S povečanjem količine ogljika se poveča trdota. Isto jeklo po normalizaciji ima veliko trdoto, skupaj z enakomerno porazdeljenim finim zrnom. Tehnika omogoča znatno povečanje odpornosti zlitin na zlom in skladnost z obdelavo z rezanjem.

Morebitne žarilne napake

Med postopki toplotne obdelave se morate držati predpisanih načini temperature ogrevanje in hlajenje. V primeru kršitve zahtev se lahko pojavijo različne pomanjkljivosti.

1. Oksidacija površinske plasti in oblikovanje lestvice. Med obratovanjem segreta kovina reagira s kisikom zraka, kar vodi do oblikovanja lestvice na površini obdelovanca. Očistiti ga je treba mehanično ali s pomočjo posebnih kemičnih reagentov.
2. Izgorevanje ogljika. Nastane tudi kot posledica učinka kisika na vročo kovino. Zmanjšanje količine ogljika v površinski plasti povzroči zmanjšanje njegovih mehanskih in tehnoloških lastnosti. Da bi preprečili teh procesov, morajo žarjenje jekla se izvaja vzporedno z vnosom peči notranjosti zaščitni plin, katerega glavna naloga - da se prepreči interakcije zlitine s kisikom.
3. Pregrevanje. To je posledica podaljšane izpostavljenosti peči pri visoki temperaturi. Posledica je prekomerne rasti žit, pridobitve heterogene grobo-grajene strukture, povečanja krhkosti. Popravi se z izvajanjem še ene stopnje popolnega žarjenja.
4. Burned. Pojavlja kot posledica nedopustno visoko kurilno vrednostjo in hitrosti zaklopa, vodi do uničenja vezi med posameznimi zrni popolnoma pokvari celotno kovinsko strukturo in ni predmet popravka.

Da bi preprečili okvare, je pomembno jasno opraviti naloge toplotne obdelave, poklicne spretnosti in strogo kontrolo procesa.

Žarjenje jekla mikrostruktura je visoko vpliv vožnje tehnologija delov koli kompleksnosti in optimalno sestavek in notranja struktura je bilo potrebno za nadaljnje stopnje termičnih vplivov, obdelavo in vpeljavo strukture v obratovanje.