Jak rozlišit kalení, temperování, normalizaci, žíhání

Co je temperování?

Temperování je proces tepelného zpracování, při kterém se kalený kovový materiál nebo součást zahřeje na určitou teplotu, udržuje se po určitou dobu a pak se určitým způsobem ochladí. Popouštění je operace prováděná bezprostředně po kalení a je obvykle poslední částí tepelného zpracování obrobku. Kombinovaný proces kalení a temperování se nazývá finální úprava. Primárním účelem kalení a temperování je:

1) Snížit vnitřní napětí a snížit křehkost. Kalené části mají značné napětí a křehkost. Budou mít tendenci se deformovat nebo dokonce prasknout, pokud nebudou včas temperovány.

2) Upravte mechanické vlastnosti obrobku. Po kalení má obrobek vysokou tvrdost a vysokou křehkost. Může být upraven popouštěním, tvrdostí, pevností, plasticitou a houževnatostí, aby vyhovoval různým požadavkům na výkon různých obrobků.

3) Stabilizujte velikost obrobku. Metalografickou strukturu lze stabilizovat temperováním, aby se zajistilo, že během budoucího použití nedojde k žádné deformaci.

4) Zlepšit řezný výkon některých legovaných ocelí.
Účinek temperování je:

① Zlepšete stabilitu organizace tak, aby se struktura obrobku během používání již neměnila, takže geometrická velikost a výkon zůstaly stabilní.

② Eliminujte vnitřní napětí, abyste zlepšili výkon obrobku a stabilizovali geometrickou velikost obrobku.

③ Upravte mechanické vlastnosti oceli tak, aby splňovaly požadavky použití.

Důvodem, proč má temperování tyto účinky, je to, že když teplota stoupá, zvyšuje se atomová aktivita. Atomy železa, uhlíku a dalších legujících prvků v oceli mohou rychleji difundovat, aby došlo k přeskupení a kombinaci částic, což ji činí nestabilní. Nevyrovnaná organizace se postupně přeměnila ve stabilní, vyváženou organizaci. Odstranění vnitřního pnutí souvisí i se snížením pevnosti kovu při zvýšení teploty. Při popouštění obecné oceli klesá tvrdost a pevnost a zvyšuje se plasticita. Čím vyšší je teplota popouštění, tím výraznější je změna těchto mechanických vlastností. Některé legované oceli s vyšším obsahem legujících prvků budou při popouštění v určitém teplotním rozsahu vysrážet některé jemné částice kovových sloučenin, což zvýší pevnost a tvrdost. Tento jev se nazývá sekundární kalení.
Požadavky na temperování: Obrobky s různými účely by měly být temperovány při různých teplotách, aby byly splněny požadavky na použití.

① Nástroje, ložiska, nauhličované a kalené díly a povrchově kalené díly jsou obvykle temperovány pod 250°C. Tvrdost se po nízkoteplotním popouštění mění jen málo, snižuje se vnitřní pnutí a mírně se zlepšuje houževnatost.

② Pružina je temperována na střední teplotu 350～500℃ pro dosažení vyšší elasticity a potřebné houževnatosti.

③ Díly vyrobené ze středně uhlíkové konstrukční oceli jsou obvykle temperovány při vysokých teplotách 500–600 ℃, aby se dosáhlo dobré shody vhodné pevnosti a houževnatosti.

 

Když se ocel popouští na teplotu kolem 300 °C, často se zvyšuje její křehkost. Tento jev se nazývá první typ popouštěcí křehkosti. Obecně by se nemělo temperovat v tomto teplotním rozsahu. Určité středně uhlíkové legované konstrukční oceli jsou také náchylné ke zkřehnutí, pokud jsou po vysokoteplotním temperování pomalu ochlazovány na pokojovou teplotu. Tento jev se nazývá druhý typ popouštěcí křehkosti. Přidání molybdenu do oceli nebo chlazení v oleji nebo vodě během popouštění může zabránit druhému typu popouštěcí křehkosti. Tento druh křehkosti lze eliminovat opětovným ohřevem druhého typu temperované křehké oceli na původní popouštěcí teplotu.

Ve výrobě se často vychází z požadavků na výkon obrobku. Podle různých teplot ohřevu se temperování dělí na nízkoteplotní, středněteplotní a vysokoteplotní. Proces tepelného zpracování, který kombinuje kalení a následné vysokoteplotní popouštění, se nazývá kalení a popouštění, což znamená, že má vysokou pevnost a dobrou plastickou houževnatost.

1. Nízkoteplotní popouštění: 150-250°C, M cykly, snižuje vnitřní pnutí a křehkost, zlepšuje plastickou houževnatost a má vyšší tvrdost a odolnost proti opotřebení. Vyráběl jsem měřicí nástroje, řezné nástroje, valivá ložiska atd.

2. Popouštění na střední teplotu: 350-500 ℃, T cyklus, vysoká elasticita, určitá plasticita a tvrdost. Používá se k výrobě pružin, kovacích zápustek atd.CNC obráběcí díl

3. Vysokoteplotní temperování: 500-650 ℃, S čas, s dobrými komplexními mechanickými vlastnostmi. Dělal jsem ozubená kola, klikové hřídele atd.

Co je normalizace?

Normalizace je tepelné zpracování, které zlepšuje houževnatost oceli. Poté, co je ocelový komponent zahřát na 30~50°C nad teplotu Ac3, je udržován teplý a chlazen vzduchem. Hlavním rysem je, že rychlost chlazení je rychlejší než žíhání a nižší než kalení. Během normalizace mohou být krystalová zrna oceli zjemněna při mírně rychlejším ochlazování. Nejen, že lze dosáhnout uspokojivé pevnosti, ale také výrazně zlepšit a snížit houževnatost (hodnota AKV) – sklon součásti k praskání. -Po normalizačním zpracování některých nízkolegovaných ocelových plechů válcovaných za tepla, výkovků z nízkolegované oceli a odlitků se mohou výrazně zlepšit komplexní mechanické vlastnosti materiálů a také se zlepší řezný výkon.hliníková část

Normalizace má následující účely a použití:

① U hypereutektoidních ocelí se normalizace používá k odstranění přehřáté hrubozrnné struktury a Widmanstattenovy struktury odlitků, výkovků a svařenců a struktury pásu ve válcovaných materiálech; rafinovat zrna; a může být použit jako předehřev před kalením.

② U hypereutektoidních ocelí může normalizace eliminovat síťovaný sekundární cementit a zjemnit perlit, zlepšit mechanické vlastnosti a usnadnit následné sféroidizační žíhání.

③ U nízkouhlíkových hlubokotažných tenkých ocelových plechů může normalizace eliminovat volný cementit na hranici zrn, aby se zlepšil jejich výkon při hlubokém tažení.

④ U nízkouhlíkové oceli a nízkouhlíkové nízkolegované oceli může normalizace získat více vločkové perlitové struktury, zvýšit tvrdost na HB140-190, vyhnout se jevu „lepícího se nože“ během řezání a zlepšit obrobitelnost. Normalizace je ekonomičtější a pohodlnější pro středně uhlíkovou ocel, když je k dispozici normalizace a žíhání.Pět osý obrobený díl

⑤ U běžných středně uhlíkových konstrukčních ocelí, kde mechanické vlastnosti nejsou vysoké, lze místo kalení a vysokoteplotního popouštění použít normalizaci, která je snadno ovladatelná a stabilní ve struktuře a velikosti oceli.

⑥ Vysokoteplotní normalizace (150～200℃ nad Ac3) může snížit segregaci složení odlitků a výkovků díky vysoké rychlosti difúze při vysokých teplotách. Po vysokoteplotní normalizaci může druhá nízkoteplotní normalizace zjemnit hrubá zrna.

⑦ U některých nízko a středně uhlíkových legovaných ocelí používaných v parních turbínách a kotlích se k získání bainitové struktury často používá normalizace. Poté, po vysokoteplotním temperování, má dobrou odolnost proti tečení při použití při 400-550 ℃.

⑧ Kromě ocelových dílů a oceli se normalizace široce používá také při tepelném zpracování tvárné litiny k získání perlitové matrice a zlepšení pevnosti tvárné litiny.

Protože charakteristikou normalizace je chlazení vzduchem, okolní teplota, způsob stohování, proudění vzduchu a velikost obrobku ovlivňují organizaci a výkon po normalizaci. Normalizační strukturu lze také použít jako klasifikační metodu pro legovanou ocel. Obecně se legované oceli dělí na perlitové, bainitové, martenzitické a austenitické oceli na základě struktury získané vzduchovým chlazením po zahřátí vzorku o průměru 25 mm na 900°C.

Co je to žíhání?

Žíhání je proces tepelného zpracování kovu, který pomalu ohřívá kov na určitou teplotu, udržuje jej po dostatečnou dobu a poté jej ochlazuje vhodnou rychlostí. Tepelné zpracování žíháním se dělí na žíhání neúplné,g a žíhání na odlehčení pnutí. Mechanické vlastnosti žíhaných materiálů lze testovat tahovými zkouškami nebo zkouškami tvrdosti. Mnoho ocelí je dodáváno ve stavu tepelného zpracování žíhaného. Tvrdoměr podle Rockwella může testovat tvrdost oceli a testovat tvrdost HRB. Pro tenčí ocelové plechy, ocelové pásy a tenkostěnné ocelové trubky lze k testování tvrdosti HRT použít povrchový tvrdoměr Rockwell. .

Účelem žíhání je:

① Zlepšete nebo odstraňte strukturální vady a zbytková napětí způsobená litím, kováním, válcováním a svařováním oceli a zabraňte deformaci a praskání obrobku.

② Změkčte obrobek pro řezání.

③ Zjemněte zrna a vylepšete strukturu pro zlepšení mechanických vlastností obrobku.

④ Připravte organizaci na konečné tepelné zpracování (kalení, temperování).

Běžně používané procesy žíhání jsou:

① Kompletně žíhané. Používá se k zušlechtění hrubé přehřáté struktury se špatnými mechanickými vlastnostmi po lití, kování,g a svařování středně a nízkouhlíkové oceli. Zahřejte obrobek na 30-50 ℃ nad teplotu, při které se veškerý ferit přeměňuje na austenit, ponechejte jej nějakou dobu a poté pomalu ochlaďte v peci. Během procesu ochlazování se austenit znovu transformuje, aby byla ocelová struktura jemnější.

② Sferoidizační žíhání. Používají se ke snížení vysoké tvrdosti nástrojové oceli a ložiskové oceli po kování. Obrobek se zahřeje o 20-40°C nad teplotu, při které ocel tvoří austenit a poté se po udržení teploty pomalu ochlazuje. Během procesu ochlazování se lamelární cementit v perlitu stává sférickým, čímž se snižuje tvrdost.

③ Izotermické žíhání. Snižuje tvrdost některých legovaných konstrukčních ocelí s vyšším obsahem niklu a chromu pro řezání. Obecně se ochlazuje na nejnestabilnější teplotu austenitu poměrně vysokou rychlostí. Po správné době se austenit přemění na troostit nebo sorbit a tvrdost může být snížena.

④ Rekrystalizační žíhání. Eliminuje jev tvrdnutí (zvýšení tvrdosti a snížení plasticity) kovového drátu a plechu při tažení a válcování za studena. Teplota ohřevu je obecně o 50 až 150 °C nižší než teplota, při které ocel začíná tvořit austenit. Pouze tak lze eliminovat efekt zpevňování a kov lze změkčit.

⑤ Grafitizační žíhání. Používá se k výrobě litiny obsahující velké množství cementitu na tvárnou litinu s dobrou plasticitou. Operace procesu spočívá v zahřátí odlitku na asi 950 °C, jeho udržování v teple po určitou dobu a poté jeho vhodném ochlazení, aby se rozložil cementit za vzniku vločkovitého grafitu.

⑥ Difúzní žíhání. Používá se k homogenizaci chemického složení slitinových odlitků a zlepšení jeho výkonu. Metoda spočívá v zahřátí odlitku na nejvyšší možnou teplotu bez jeho dlouhého tavení a pomalého ochlazování po difúzi různých prvků ve slitině, která má tendenci být rovnoměrně rozložena.

⑦ Žíhání pro uvolnění napětí. Eliminuje vnitřní pnutí ocelových odlitků a svařovaných dílů. U ocelových výrobků je teplota, při které se po zahřátí začíná tvořit austenit, 100-200 ℃ a vnitřní pnutí lze eliminovat ochlazením na vzduchu po udržení teploty.