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, která se provádí bezprostředně po kalení a je obvykle poslední částí tepelného zpracování obrobku. Proces, takže kombinovaný proces kalení a temperování se nazývá finální úprava. Hlavním účelem kalení a temperování je:

1) Snížit vnitřní napětí a snížit křehkost. Kalené díly mají velké namáhání a křehkost. Pokud nejsou včas temperovány, budou mít tendenci se deformovat nebo dokonce praskat.

2) Upravte mechanické vlastnosti obrobku. Po kalení má obrobek vysokou tvrdost a vysokou křehkost. Aby byly splněny různé požadavky na výkon různých obrobků, lze jej upravit popouštěním, tvrdostí, pevností, plasticitou a houževnatostí.

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

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

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

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

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

Důvodem, proč má popouštění tyto účinky, je to, že když teplota stoupá, zvyšuje se atomová aktivita a atomy železa, uhlíku a dalších legujících prvků v oceli mohou rychleji difundovat, aby došlo k přeskupení a kombinaci atomů, což ji činí nestabilní. nevyrovnaná organizace se postupně proměnila ve stabilní, vyváženou organizaci. S eliminací vnitřního pnutí souvisí i pokles pevnosti kovu při zvýšení teploty. Při popouštění obecné oceli klesá tvrdost a pevnost a zvyšuje se plasticita. Čím vyšší je teplota popouštění, tím větší 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 při používání.

① Nástroje, ložiska, nauhličované a kalené díly a povrchově kalené díly jsou obvykle temperovány při nízké teplotě 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 při 350 až 500 ℃, aby se získala vyšší elasticita a potřebná houževnatost.

③ Díly vyrobené ze středně uhlíkové konstrukční oceli jsou obvykle temperovány při vysoké teplotě při 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 různé teploty ohřevu se temperování dělí na nízkoteplotní temperování, středněteplotní temperování a vysokoteplotní temperování. 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, snižují vnitřní pnutí a křehkost, zlepšují plastickou houževnatost a mají vyšší tvrdost a odolnost proti opotřebení. Používá se k výrobě měřicích nástrojů, řezných nástrojů, valivých ložisek atd.

2. Popouštění na střední teplotu: 350-500 ℃, T cyklus, s vysokou elasticitou, určitou plasticitou a tvrdostí. Používá se k výrobě pružin, kovacích zápustek atd.CNC obráběcí díl

3. Vysokoteplotní temperování: 500-650 ℃, S čas, s dobrými komplexními mechanickými vlastnostmi. Používá se k výrobě ozubených kol, klikových hřídelí atd.
Co je normalizace?

Normalizace je tepelné zpracování, které zlepšuje houževnatost oceli. Poté, co se ocelový komponent zahřeje na 30~50 °C nad teplotu Ac3, je po určitou dobu udržován teplý a poté ochlazen 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 lze výrazně zlepšit houževnatost (hodnota AKV) a snížit sklon součásti k praskání. -Po normalizační úpravě některých nízkolegovaných ocelových plechů válcovaných za tepla, výkovků a odlitků z nízkolegované oceli lze výrazně zlepšit komplexní mechanické vlastnosti materiálů a také zlepšit řezný výkon.hliníková část

Normalizace má následující účely a použití:

① U podeutektoidních 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, což nejen zlepšuje mechanické vlastnosti, ale také usnadňuje 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. U středně uhlíkové oceli je ekonomičtější a pohodlnější použít normalizaci, když je k dispozici normalizace i žíhání.5 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 nejen snadno ovladatelná, ale také 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 vysoké teplotě. Hrubá zrna po vysokoteplotní normalizaci mohou být zjemněna druhou nižší teplotní normalizací.

⑦ U některých nízkouhlíkových a středně uhlíkových legovaných ocelí používaných v parních turbínách a kotlích se k získání bainitové struktury často používá normalizace a poté po vysokoteplotním popouštění 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 oceli, bainitické oceli, martenzitické oceli a austenitické oceli podle 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 vhodnou rychlostí ochlazuje. Tepelné zpracování žíháním se dělí na úplné žíhání, neúplné žíhání a žíhání na odlehčení pnutí. Mechanické vlastnosti žíhaných materiálů lze testovat tahovou zkouškou nebo zkouškou tvrdosti. Mnoho ocelí je dodáváno v žíhaném stavu tepelného zpracování. Tvrdost oceli může být testována tvrdoměrem Rockwell pro testování tvrdosti 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 různé strukturální vady a zbytková napětí způsobená litím oceli, kováním, válcováním a svařováním 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 zušlechťování hrubé přehřáté struktury se špatnými mechanickými vlastnostmi po odlévání, kování a svařování středně a nízkouhlíkové oceli. Zahřejte obrobek na 30-50 ℃ nad teplotu, při které se veškerý ferit přeměňuje na austenit, udržujte jej po určitou dobu a poté pomalu ochlaďte v peci. Během procesu ochlazování se austenit znovu transformuje, aby byla ocelová struktura jemnější. .

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

③ Izotermické žíhání. Používá se ke snížení vysoké tvrdosti některých legovaných konstrukčních ocelí s vyšším obsahem niklu a chromu pro řezání. Obecně se nejprve poměrně rychle ochladí na nejnestabilnější teplotu austenitu a po správné době se austenit přemění na troostit nebo sorbit a tvrdost se může snížit.

④ Rekrystalizační žíhání. Používá se k odstranění jevu kalení (zvýšení tvrdosti a snížení plasticity) kovového drátu a plechu při tažení za studena a válcování za studena. Teplota ohřevu je obecně o 50 až 150 °C nižší než teplota, při které ocel začíná tvořit austenit. Jedině tak lze eliminovat efekt mechanického zpevnění a změkčit kov.

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 teplotu 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 tavení a jeho dlouhodobém uchování a následném pomalém ochlazování poté, co se difúze různých prvků ve slitině rovnoměrně rozloží.

⑦ Žíhání pro uvolnění napětí. Používá se k odstranění vnitřního 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.