Как да различим закаляване, темпериране, нормализиране, отгряване

Какво е темпериране?

Закаляването е процес на топлинна обработка, при който закаленият метален материал или част се нагрява до определена температура, поддържа се за определен период от време и след това се охлажда по определен начин. Закаляването е операция, която се извършва веднага след закаляването и обикновено е последната част от термичната обработка на детайла. Процес, така че комбинираният процес на закаляване и темпериране се нарича крайна обработка. Основната цел на закаляването и темперирането е:

1) Намалете вътрешното напрежение и намалете чупливостта. Закалените части имат голямо напрежение и крехкост. Ако не бъдат темперирани навреме, те ще бъдат склонни да се деформират или дори да се напукат.

2) Настройте механичните свойства на детайла. След закаляване детайлът има висока твърдост и висока крехкост. За да отговори на различните изисквания за производителност на различни детайли, той може да се регулира чрез закаляване, твърдост, якост, пластичност и издръжливост.

3) Стабилизирайте размера на детайла. Металографската структура може да бъде стабилизирана чрез темпериране, за да се гарантира, че няма да настъпи деформация в процеса на бъдеща употреба.

4) Подобрете ефективността на рязане на определени легирани стомани.
Ефектът от темперирането е:

① Подобрете стабилността на организацията, така че структурата на детайла вече да не се променя по време на употреба, така че геометричният размер и производителността на детайла да останат стабилни.

② Елиминирайте вътрешното напрежение, за да подобрите работата на детайла и да стабилизирате геометричния размер на детайла.

③ Регулирайте механичните свойства на стоманата, за да отговарят на изискванията за употреба.

Причината, поради която закаляването има тези ефекти е, че когато температурата се повиши, атомната активност се увеличава и атомите на желязо, въглерод и други легиращи елементи в стоманата могат да дифундират по-бързо, за да реализират пренареждането и комбинацията от атоми, което я прави нестабилна. небалансираната организация постепенно се трансформира в стабилна, балансирана организация. Елиминирането на вътрешното напрежение също е свързано с намаляването на якостта на метала при повишаване на температурата. Когато общата стомана се закалява, твърдостта и якостта намаляват, а пластичността се увеличава. Колкото по-висока е температурата на темпериране, толкова по-голяма е промяната в тези механични свойства. Някои легирани стомани с по-високо съдържание на легиращи елементи ще утаят някои фини частици от метални съединения, когато се темперират в определен температурен диапазон, което ще увеличи якостта и твърдостта. Това явление се нарича вторично втвърдяване.
Изисквания за темпериране: детайлите с различни цели трябва да бъдат темперирани при различни температури, за да отговарят на изискванията при употреба.

① Инструменти, лагери, карбуризирани и закалени части и повърхностно закалени части обикновено се темперират при ниска температура под 250°C. Твърдостта се променя малко след закаляване при ниска температура, вътрешното напрежение е намалено и якостта е леко подобрена.

② Пружината се темперира при средна температура при 350～500℃, за да се получи по-висока еластичност и необходимата якост.

③ Частите, изработени от средно въглеродна конструкционна стомана, обикновено се темперират при висока температура при 500～600℃, за да се получи добро съвпадение на подходяща якост и издръжливост.

Когато стоманата се закалява при около 300°C, това често увеличава нейната крехкост. Това явление се нарича първи тип крехкост при закаляване. По принцип не трябва да се темперира в този температурен диапазон. Някои средно въглеродни легирани структурни стомани също са склонни да станат крехки, ако бавно се охладят до стайна температура след закаляване при висока температура. Това явление се нарича втори тип закалена крехкост. Добавянето на молибден към стоманата или охлаждането в масло или вода по време на темперирането може да предотврати втория тип крехкост при отпускане. Този вид крехкост може да бъде елиминиран чрез повторно нагряване на втория тип темперирана крехка стомана до първоначалната температура на темпериране.

В производството често се основава на изискванията за производителност на детайла. Според различната температура на нагряване темперирането се разделя на темпериране при ниска температура, темпериране при средна температура и темпериране при висока температура. Процесът на термична обработка, който съчетава закаляване и последващо закаляване при висока температура, се нарича закаляване и темпериране, което означава, че има висока якост и добра пластична издръжливост.

1. Нискотемпературно темпериране: 150-250°C, M цикли, намалява вътрешното напрежение и крехкостта, подобрява пластичната издръжливост и има по-висока твърдост и устойчивост на износване. Използва се за производство на измервателни инструменти, режещи инструменти, търкалящи лагери и др.

2. Междинно температурно темпериране: 350-500 ℃, Т цикъл, с висока еластичност, определена пластичност и твърдост. Използва се за направата на пружини, матрици за коване и др.CNC машинна част

3. Високотемпературно темпериране: 500-650 ℃, S време, с добри цялостни механични свойства. Използва се за производство на зъбни колела, колянови валове и др.
Какво се нормализира?

Нормализирането е термична обработка, която подобрява якостта на стоманата. След като стоманеният компонент се нагрее до 30~50°C над температурата Ac3, той се поддържа топъл за определен период от време и след това се охлажда на въздух. Основната характеристика е, че скоростта на охлаждане е по-бърза от отгряването и по-ниска от закаляването. По време на нормализирането кристалните зърна на стоманата могат да бъдат рафинирани при малко по-бързо охлаждане. Не само може да се получи задоволителна якост, но и якостта (AKV стойност) може значително да се подобри и намали Склонността на компонента към напукване. -След нормализиране на обработката на някои нисколегирани горещовалцовани стоманени плочи, нисколегирани стоманени изковки и отливки, цялостните механични свойства на материалите могат да бъдат значително подобрени и производителността на рязане също е подобрена.алуминиева част

Нормализирането има следните цели и приложения:

① За хипоевтектоидни стомани нормализирането се използва за елиминиране на прегрятата едрозърнеста структура и структурата на Widmanstatten на отливки, коване и заварки, както и лентовата структура в валцувани материали; рафиниране на зърна; и може да се използва като предварителна термична обработка преди закаляване.

② За хиперевтектоидни стомани нормализирането може да елиминира ретикулирания вторичен цементит и да пречисти перлита, което не само подобрява механичните свойства, но също така улеснява последващото сфероидизиращо отгряване.

③ За нисковъглеродни тънки стоманени листове за дълбоко изтегляне, нормализирането може да елиминира свободния цементит в границата на зърното, за да подобри ефективността му при дълбоко изтегляне.

④ За нисковъглеродна стомана и нисковъглеродна нисколегирана стомана, нормализирането може да получи повече люспеста перлитна структура, да увеличи твърдостта до HB140-190, да избегне феномена на "залепващ нож" по време на рязане и да подобри обработваемостта. За средно въглеродна стомана е по-икономично и удобно да се използва нормализиране, когато са налични както нормализиране, така и отгряване.Обработена част с 5 оси

⑤ За обикновени средно въглеродни конструкционни стомани, където механичните свойства не са високи, може да се използва нормализиране вместо закаляване и високотемпературно темпериране, което е не само лесно за работа, но и стабилно по структура и размер на стоманата.

⑥ Нормализиране при висока температура (150 ~ 200 ℃ над Ac3) може да намали сегрегацията на състава на отливки и изковки поради високата скорост на дифузия при висока температура. Грубите зърна след нормализация при висока температура могат да бъдат рафинирани чрез втора нормализация при по-ниска температура.

⑦ За някои ниско- и средно-въглеродни легирани стомани, използвани в парни турбини и котли, нормализирането често се използва за получаване на бейнитна структура и след това след закаляване при висока температура има добра устойчивост на пълзене, когато се използва при 400-550 ℃.

⑧ В допълнение към стоманените части и стоманата, нормализирането също се използва широко при термичната обработка на сферографитен чугун за получаване на перлитна матрица и подобряване на здравината на сферографитен чугун.

Тъй като характеристиката на нормализирането е въздушно охлаждане, температурата на околната среда, методът на подреждане, въздушният поток и размерът на детайла влияят върху организацията и производителността след нормализиране. Нормализиращата структура може да се използва и като метод за класификация на легирана стомана. Като цяло легираните стомани се разделят на перлитна стомана, бейнитна стомана, мартензитна стомана и аустенитна стомана въз основа на структурата, получена чрез въздушно охлаждане след нагряване на проба с диаметър 25 mm до 900°C.
Какво е отгряване?

Отгряването е процес на термична обработка на метала, който бавно загрява метала до определена температура, задържа го достатъчно време и след това го охлажда с подходяща скорост. Термичната обработка с отгряване се разделя на пълно отгряване, непълно отгряване и отгряване за освобождаване на напрежението. Механичните свойства на отгрите материали могат да бъдат тествани чрез тест за опън или тест за твърдост. Много стомани се доставят в състояние на термична обработка. Твърдостта на стоманата може да бъде тествана с тестер за твърдост Rockwell за тестване на твърдостта на HRB. За по-тънки стоманени плочи, стоманени ленти и тънкостенни стоманени тръби повърхностният тестер за твърдост по Рокуел може да се използва за тестване на твърдостта на HRT. .

Целта на отгряването е:

① Подобрете или елиминирайте различни структурни дефекти и остатъчни напрежения, причинени от леене на стомана, коване, валцуване и заваряване, и предотвратявайте деформация и напукване на детайла.

② Омекотете детайла за рязане.

③ Пречистете зърната и подобрете структурата, за да подобрите механичните свойства на детайла.

④ Подгответе организацията за крайната топлинна обработка (закаляване, темпериране).
Често използвани процеси на отгряване са:

① Напълно закален. Използва се за усъвършенстване на грубата прегрята структура с лоши механични свойства след леене, коване и заваряване на средно и нисковъглеродна стомана. Загрейте детайла до 30-50 ℃ над температурата, при която целият ферит се трансформира в аустенит, задръжте го за определен период от време и след това бавно охладете с пещта. По време на процеса на охлаждане аустенитът се трансформира отново, за да направи стоманената структура по-фина. .

② Сфероидизиращо отгряване. Използва се за намаляване на високата твърдост на инструментална стомана и лагерна стомана след коване. Заготовката се нагрява до 20-40°C над температурата, при която стоманата започва да образува аустенит, и след това бавно се охлажда след задържане на температурата. По време на процеса на охлаждане ламеларният цементит в перлита става сферичен, като по този начин намалява твърдостта.

③ Изотермично отгряване. Използва се за намаляване на високата твърдост на някои легирани конструкционни стомани с по-високо съдържание на никел и хром за рязане. Обикновено първо се охлажда до най-нестабилната температура на аустенита с относително бърза скорост и след задържане за подходящо време аустенитът се трансформира в троостит или сорбит и твърдостта може да бъде намалена.

④ Рекристализация отгряване. Използва се за елиминиране на феномена на втвърдяване (увеличаване на твърдостта и намаляване на пластичността) на метална тел и лист по време на студено изтегляне и студено валцуване. Температурата на нагряване обикновено е с 50 до 150°C под температурата, при която стоманата започва да образува аустенит. Само по този начин може да се елиминира ефектът на втвърдяване и металът да се омекоти.

⑤ Графитизиращо отгряване. Използва се за получаване на чугун, съдържащ голямо количество циментит, в ковък чугун с добра пластичност. Операцията на процеса е да се нагрее отливката до около 950°C, да се поддържа топло за определен период от време и след това да се охлади по подходящ начин, за да се разложи цементитът и да се образува флокулентен графит.

⑥ Дифузионно отгряване. Използва се за хомогенизиране на химическия състав на отливките от сплави и подобряване на техните характеристики. Методът е отливката да се нагрее до възможно най-високата температура, без да се стопи, и да се държи дълго време, след което бавно да се охлади, след като дифузията на различни елементи в сплавта има тенденция да бъде равномерно разпределена.

⑦ Отгряване за облекчаване на напрежението. Използва се за премахване на вътрешното напрежение на стоманени отливки и заварени части. За стоманени продукти температурата, при която аустенитът започва да се образува след нагряване, е 100-200 ℃, а вътрешното напрежение може да бъде елиминирано чрез охлаждане във въздуха след поддържане на температурата.