Kako razlikovati kaljenje, kaljenje, normalizaciju, žarenje

Šta je kaljenje?

Kaljenje je proces termičke obrade u kojem se kaljeni metalni materijal ili dio zagrijava na određenu temperaturu, održava određeni vremenski period, a zatim se na određeni način hladi. Kaljenje je operacija koja se izvodi neposredno nakon kaljenja i obično je posljednji dio toplinske obrade obratka. Proces, pa se kombinovani proces kaljenja i kaljenja naziva završnim tretmanom. Glavna svrha kaljenja i kaljenja je:

1) Smanjite unutrašnji stres i smanjite lomljivost. Kaljeni dijelovi imaju veliki napon i lomljivost. Ako se na vrijeme ne temperiraju, imat će tendenciju deformacije ili čak pucanja.

2) Podesite mehanička svojstva radnog komada. Nakon kaljenja, radni komad ima visoku tvrdoću i visoku lomljivost. Kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi performansi različitih radnih komada, može se podesiti kaljenjem, tvrdoćom, čvrstoćom, plastičnošću i žilavošću.

3) Stabilizirajte veličinu obratka. Metalografska struktura se može stabilizovati kaljenjem kako bi se osiguralo da ne dođe do deformacija u procesu buduće upotrebe.

4) Poboljšajte performanse rezanja određenih legiranih čelika.
Efekat kaljenja je:

① Poboljšajte stabilnost organizacije, tako da se struktura radnog komada više ne mijenja tokom upotrebe, tako da geometrijska veličina i performanse obratka ostaju stabilne.

② Eliminišite unutrašnje naprezanje kako biste poboljšali performanse radnog komada i stabilizovali geometrijsku veličinu radnog komada.

③ Prilagodite mehanička svojstva čelika kako bi zadovoljili zahtjeve upotrebe.

Razlog zašto kaljenje ima ove efekte je taj što kada temperatura raste, atomska aktivnost se povećava, a atomi željeza, ugljika i drugih legirajućih elemenata u čeliku mogu brže difundirati kako bi ostvarili preuređenje i kombinaciju atoma, što ga čini nestabilnim. neuravnotežena organizacija se postepeno transformisala u stabilnu, uravnoteženu organizaciju. Uklanjanje unutrašnjeg naprezanja također je povezano sa smanjenjem čvrstoće metala pri porastu temperature. Kada se opći čelik kaljuje, tvrdoća i čvrstoća se smanjuju, a plastičnost se povećava. Što je temperatura kaljenja viša, to je veća promjena ovih mehaničkih svojstava. Neki legirani čelici sa većim sadržajem legirajućih elemenata će pri kaljenju u određenom temperaturnom opsegu istaložiti neke fine čestice metalnih jedinjenja, što će povećati čvrstoću i tvrdoću. Ova pojava se naziva sekundarno otvrdnjavanje.
Zahtjevi za kaljenje: radni komadi različite namjene trebaju biti kaljeni na različitim temperaturama kako bi se ispunili zahtjevi u upotrebi.

① Alati, ležajevi, karburizirani i kaljeni dijelovi i površinski kaljeni dijelovi obično se temperiraju na niskoj temperaturi ispod 250°C. Tvrdoća se malo mijenja nakon kaljenja na niskim temperaturama, unutrašnje naprezanje se smanjuje, a žilavost se neznatno poboljšava.

② Opruga je kaljena na srednjoj temperaturi na 350～500℃ da bi se dobila veća elastičnost i neophodna žilavost.

③ Dijelovi napravljeni od srednjeg ugljičnog konstrukcijskog čelika se obično kalju na visokoj temperaturi na 500～600℃ kako bi se postiglo dobro podudaranje odgovarajuće čvrstoće i žilavosti.

Kada se čelik temperira na oko 300°C, često povećava svoju lomljivost. Ova pojava se naziva prva vrsta krhkosti temperamenta. Općenito, ne treba ga temperirati u ovom temperaturnom rasponu. Određeni legirani konstrukcioni čelici srednjeg ugljika također su skloni postati lomljivi ako se polako ohlade na sobnu temperaturu nakon kaljenja na visokim temperaturama. Ova pojava se naziva druga vrsta krhkosti temperamenta. Dodavanje molibdena čeliku ili hlađenje u ulju ili vodi tokom kaljenja može spriječiti drugu vrstu lomljivosti. Ova vrsta lomljivosti može se eliminisati ponovnim zagrijavanjem druge vrste kaljenog krtog čelika na prvobitnu temperaturu kaljenja.

U proizvodnji se često zasniva na zahtjevima za performanse radnog komada. Prema različitim temperaturama grijanja, kaljenje se dijeli na kaljenje na niskim temperaturama, kaljenje na srednjim temperaturama i kaljenje na visokim temperaturama. Proces toplinske obrade koji kombinira kaljenje i naknadno kaljenje na visokim temperaturama naziva se kaljenje i kaljenje, što znači da ima visoku čvrstoću i dobru plastičnu žilavost.

1. Kaljenje na niskim temperaturama: 150-250°C, M ciklusi, smanjuju unutrašnje naprezanje i lomljivost, poboljšavaju plastičnu žilavost i imaju veću tvrdoću i otpornost na habanje. Koristi se za izradu mjernih alata, alata za rezanje, kotrljajućih ležajeva itd.

2. Srednje temperaturno kaljenje: 350-500℃, T ciklus, sa visokom elastičnošću, određenom plastičnošću i tvrdoćom. Koristi se za izradu opruga, kalupa za kovanje itd.CNC obradni dio

3. Visokotemperaturno kaljenje: 500-650 ℃, S vrijeme, sa dobrim sveobuhvatnim mehaničkim svojstvima. Koristi se za izradu zupčanika, radilica itd.
Šta je normalizacija?

Normalizacija je termička obrada koja poboljšava žilavost čelika. Nakon što se čelična komponenta zagrije na 30~50°C iznad temperature Ac3, neko vrijeme se održava toplom, a zatim se hladi zrakom. Glavna karakteristika je da je brzina hlađenja brža od žarenja i niža od kaljenja. Tokom normalizacije, kristalna zrna čelika mogu se rafinirati uz nešto brže hlađenje. Ne samo da se može postići zadovoljavajuća čvrstoća, već se i žilavost (AKV vrijednost) može značajno poboljšati i smanjiti sklonost komponente pucanju. -Nakon normalizacije obrade nekih niskolegiranih toplo valjanih čeličnih ploča, niskolegiranih čeličnih otkovaka i odljevaka, sveobuhvatna mehanička svojstva materijala mogu se značajno poboljšati, a učinak rezanja je također poboljšan.aluminijumski deo

Normalizacija ima sljedeće svrhe i upotrebe:

① Za hipoeutektoidne čelike, normalizacija se koristi za eliminaciju pregrijane krupnozrne strukture i Widmanstattenove strukture livenih, kovanja i zavarenih elemenata, te strukture traka u valjanim materijalima; rafinirati žitarice; i može se koristiti kao predtoplinska obrada prije gašenja.

② Za hipereutektoidne čelike, normalizacija može eliminirati mrežasti sekundarni cementit i rafinirati perlit, što ne samo da poboljšava mehanička svojstva, već i olakšava naknadno sferoidizirajuće žarenje.

③ Za tanke čelične limove sa niskim udjelom ugljika, normalizacija može eliminirati slobodni cementit na granici zrna kako bi se poboljšale njegove performanse dubokog izvlačenja.

④ Za čelik s niskim udjelom ugljika i niskougljični čelik sa niskim udjelom ugljika, normalizacijom se može dobiti više perlitne strukture, povećati tvrdoću na HB140-190, izbjeći fenomen "zalijepljenog noža" tokom rezanja i poboljšati obradivost. Za srednje ugljični čelik, ekonomičnije je i praktičnije koristiti normalizaciju kada su dostupne i normalizacija i žarenje.5-osovinski obrađeni dio

⑤ Za obične srednje ugljične konstrukcijske čelike, gdje mehanička svojstva nisu visoka, može se koristiti normalizacija umjesto kaljenja i kaljenja na visokim temperaturama, što nije samo lako za rukovanje, već je i stabilno u strukturi i veličini čelika.

⑥ Normalizacija visoke temperature (150～200℃ iznad Ac3) može smanjiti segregaciju sastava odljevaka i otkovaka zbog visoke stope difuzije na visokoj temperaturi. Gruba zrna nakon normalizacije visoke temperature mogu se rafinirati drugom normalizacijom niže temperature.

⑦ Za neke legirane čelike sa niskim i srednjim ugljikom koji se koriste u parnim turbinama i kotlovima, normalizacija se često koristi za dobivanje strukture benita, a zatim nakon kaljenja na visokim temperaturama, ima dobru otpornost na puzanje kada se koristi na 400-550 ℃.

⑧ Osim čeličnih dijelova i čelika, normalizacija se također naširoko koristi u toplinskoj obradi duktilnog željeza kako bi se dobila perlitna matrica i poboljšala čvrstoća nodularnog željeza.

Pošto je karakteristika normalizacije hlađenje vazduhom, temperatura okoline, način slaganja, protok vazduha i veličina radnog komada utiču na organizaciju i performanse nakon normalizacije. Normalizirajuća struktura se također može koristiti kao metoda klasifikacije za legirani čelik. Generalno, legirani čelici se dijele na perlitni čelik, bainitni čelik, martenzitni čelik i austenitni čelik na osnovu strukture dobivene hlađenjem zrakom nakon što se uzorak promjera 25 mm zagrije na 900°C.
Šta je žarenje?

Žarenje je proces termičke obrade metala koji polako zagrijava metal do određene temperature, održava ga dovoljno vremena, a zatim ga hladi odgovarajućom brzinom. Toplinska obrada žarenjem dijeli se na potpuno žarenje, nepotpuno žarenje i žarenje za ublažavanje naprezanja. Mehanička svojstva žarenih materijala mogu se ispitati testom zatezanja ili testom tvrdoće. Mnogi čelici se isporučuju u žarenom stanju termičke obrade. Tvrdoća čelika se može testirati Rockwell testerom tvrdoće kako bi se testirala HRB tvrdoća. Za tanje čelične ploče, čelične trake i čelične cijevi tankih stijenki, površinski tester tvrdoće po Rockwellu može se koristiti za ispitivanje HRT tvrdoće. .

Svrha žarenja je:

① Poboljšati ili eliminirati različite strukturne defekte i zaostala naprezanja uzrokovana čeličnim lijevanjem, kovanjem, valjanjem i zavarivanjem, te spriječiti deformaciju i pucanje radnog komada.

② Omekšati radni komad za rezanje.

③ Rafinirajte zrna i poboljšajte strukturu kako biste poboljšali mehanička svojstva radnog komada.

④ Pripremiti organizaciju za završnu termičku obradu (kaljenje, kaljenje).
Uobičajeni postupci žarenja su:

① Potpuno žareno. Koristi se za pročišćavanje grube pregrijane strukture sa lošim mehaničkim svojstvima nakon livenja, kovanja i zavarivanja čelika srednjeg i niskog ugljika. Zagrijte radni predmet na 30-50℃ iznad temperature na kojoj se sav ferit pretvara u austenit, držite ga neko vrijeme, a zatim polako ohladite u peći. Tokom procesa hlađenja, austenit se ponovo transformiše kako bi čelična struktura bila finija. .

② Sferoidizirajuće žarenje. Koristi se za smanjenje visoke tvrdoće alatnog čelika i čelika za ležajeve nakon kovanja. Radni komad se zagrijava na 20-40°C iznad temperature na kojoj čelik počinje formirati austenit, a zatim se polako hladi nakon održavanja temperature. Tokom procesa hlađenja, lamelarni cementit u perlitu postaje sferičan, čime se smanjuje tvrdoća.

③ Izotermno žarenje. Koristi se za smanjenje visoke tvrdoće nekih legiranih konstrukcijskih čelika sa većim sadržajem nikla i hroma za rezanje. Generalno, prvo se ohladi na najnestabilniju temperaturu austenita relativno brzom brzinom, a nakon što se drži određeno vrijeme, austenit se pretvara u troostit ili sorbit, a tvrdoća se može smanjiti.

④ Rekristalizacijsko žarenje. Koristi se za otklanjanje fenomena otvrdnjavanja (povećanje tvrdoće i smanjenje plastičnosti) metalne žice i lima pri hladnom izvlačenju i hladnom valjanju. Temperatura grijanja je općenito 50 do 150°C ispod temperature na kojoj čelik počinje formirati austenit. Samo na taj način se može eliminisati efekat očvršćavanja i omekšati metal.

⑤ Grafitizacijsko žarenje. Koristi se za pravljenje livenog gvožđa koji sadrži veliku količinu cementita u kovno liveno gvožđe dobre plastičnosti. Operacija procesa je zagrijavanje odljevka na oko 950°C, održavanje toplog određenog vremenskog perioda i zatim hlađenje na odgovarajući način kako bi se cementit razgradio i formirao flokulantni grafit.

⑥ Difuzijsko žarenje. Koristi se za homogenizaciju hemijskog sastava odlivaka od legura i poboljšanje njegovih performansi. Metoda je da se odljevak zagrije na najvišu moguću temperaturu bez topljenja i da se zadrži duže vrijeme, a zatim se polako ohladi nakon što difuzija različitih elemenata u leguri teži ravnomjernoj distribuciji.

⑦ Žarenje za ublažavanje naprezanja. Koristi se za uklanjanje unutrašnjeg naprezanja čeličnih odljevaka i dijelova za zavarivanje. Za čelične proizvode, temperatura na kojoj austenit počinje da se formira nakon zagrijavanja je 100-200℃, a unutarnje naprezanje može se eliminirati hlađenjem na zraku nakon održavanja temperature.