1. Kalení
1. Co je kalení?
Kalení je proces tepelného zpracování používaný pro ocel. Při tomto procesu se ocel zahřívá na teplotu nad kritickou teplotu Ac3 (pro hypereutektoidní ocel) nebo Ac1 (pro hypereutektoidní ocel). Poté se udržuje na této teplotě po určitou dobu, aby došlo k úplné nebo částečné austenitizaci oceli, a poté se rychle ochladí pod Ms (nebo se udržuje izotermicky blízko Ms) při rychlosti ochlazování vyšší, než je kritická rychlost ochlazování, aby se přeměnila na martenzit ( nebo bainit). Kalení se také používá pro úpravu tuhých roztoků a rychlé ochlazení materiálů, jako jsou slitiny hliníku, slitiny mědi, slitiny titanu a tvrzené sklo.
2. Účel zhášení:
1) Zlepšit mechanické vlastnosti kovových výrobků nebo dílů. Například zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení nástrojů, ložisek atd., zvyšuje mez pružnosti pružin, zlepšuje celkové mechanické vlastnosti hřídelových dílů atd.
2) Pro zlepšení materiálových nebo chemických vlastností konkrétních typů oceli, jako je zlepšení odolnosti nerezové oceli proti korozi nebo zvýšení permanentního magnetismu magnetické oceli, je důležité pečlivě vybrat kalicí médium a používat správnou metodu kalení během proces kalení a chlazení. Běžně používané způsoby kalení zahrnují kalení jednou kapalinou, kalení dvojitou kapalinou, stupňovité kalení, izotermické kalení a lokální kalení. Každá metoda má své specifické aplikace a výhody.
3. Po kalení vykazují ocelové obrobky následující vlastnosti:
- Jsou přítomny nestabilní struktury jako martenzit, bainit a zbytkový austenit.
- Existuje vysoké vnitřní napětí.
- Mechanické vlastnosti neodpovídají požadavkům. V důsledku toho se ocelové obrobky po kalení obvykle popouštějí.
2. Temperování
1. Co je temperování?
Temperování je proces tepelného zpracování, který zahrnuje zahřívání kalených kovových materiálů nebo dílů na určitou teplotu, udržování teploty po určitou dobu a jejich následné ochlazení specifickým způsobem. Temperování se provádí bezprostředně po kalení a je typicky posledním krokem tepelného zpracování obrobku. Kombinovaný proces kalení a temperování se označuje jako finální úprava.
2. Hlavní účely kalení a temperování jsou:
- Temperování je nezbytné pro snížení vnitřního pnutí a křehkosti kalených dílů. Pokud nejsou včas temperovány, mohou se tyto díly deformovat nebo prasknout v důsledku vysokého napětí a křehkosti způsobené kalením.
- Popouštění lze také použít k úpravě mechanických vlastností obrobku, jako je tvrdost, pevnost, plasticita a houževnatost, aby byly splněny různé požadavky na výkon.
- Popouštění navíc pomáhá stabilizovat velikost obrobku tím, že zajišťuje, že během následného použití nedojde k žádné deformaci, protože stabilizuje metalografickou strukturu.
- Popouštění může také zlepšit řezný výkon některých legovaných ocelí.
3. Role temperování je:
Aby bylo zajištěno, že obrobek zůstane stabilní a během používání neprojde žádnou strukturální transformací, je důležité zlepšit stabilitu konstrukce. To zahrnuje eliminaci vnitřního napětí, což zase pomáhá stabilizovat geometrické rozměry a zlepšit výkon obrobku. Kromě toho může temperování pomoci upravit mechanické vlastnosti oceli tak, aby splňovaly specifické požadavky na použití.
Popouštění má tyto účinky, protože když teplota stoupá, atomová aktivita se zvyšuje, což umožňuje atomům železa, uhlíku a dalších slitinových prvků v oceli rychleji difundovat. To umožňuje přeskupení atomů, přeměnu nestabilní, nevyvážené struktury na stabilní, vyváženou strukturu.
Při popouštění oceli klesá tvrdost a pevnost, zatímco plasticita roste. Rozsah těchto změn mechanických vlastností závisí na teplotě popouštění, přičemž vyšší teploty vedou k větším změnám. U některých legovaných ocelí s vysokým obsahem legujících prvků může popouštění v určitém teplotním rozsahu vést k vysrážení jemných sloučenin kovů. To zvyšuje pevnost a tvrdost, což je jev známý jako sekundární kalení.
Požadavky na temperování: Různéobráběné dílyvyžadují temperování při různých teplotách, aby byly splněny specifické požadavky na použití. Zde jsou doporučené teploty popouštění pro různé typy obrobků:
1. Řezné nástroje, ložiska, nauhličované a kalené díly a povrchově kalené díly jsou obvykle temperovány při nízkých teplotách pod 250°C. Tento proces má za následek minimální změnu tvrdosti, snížení vnitřního pnutí a mírné zlepšení houževnatosti.
2. Pružiny jsou temperovány na střední teploty v rozmezí 350-500°C pro dosažení vyšší elasticity a potřebné houževnatosti.
3. Díly vyrobené ze středně uhlíkové konstrukční oceli jsou typicky temperovány při vysokých teplotách 500-600°C, aby se dosáhlo optimální kombinace pevnosti a houževnatosti.
Když je ocel popouštěna při teplotě kolem 300 °C, může se stát křehčí, což je fenomén známý jako první typ popouštěcí křehkosti. Obecně by se temperování nemělo provádět v tomto teplotním rozsahu. Některé středně uhlíkové legované konstrukční oceli jsou také náchylné ke křehkosti, pokud jsou po vysokoteplotním popouštění pomalu ochlazovány na pokojovou teplotu, známé jako druhý typ popouštěcí křehkosti. Přidání molybdenu do oceli nebo chlazení v oleji nebo vodě během popouštění může zabránit druhému typu popouštěcí křehkosti. Tuto křehkost lze odstranit opětovným ohřevem druhého typu temperované křehké oceli na původní popouštěcí teplotu.
Při výrobě závisí volba temperovací teploty na požadavcích na výkon obrobku. Popouštění se dělí na základě různých teplot ohřevu na nízkoteplotní temperování, středněteplotní temperování a vysokoteplotní temperování. Proces tepelného zpracování, který zahrnuje kalení s následným vysokoteplotním temperováním, se nazývá popouštění, jehož výsledkem je vysoká pevnost, dobrá plasticita a houževnatost.
- Nízkoteplotní popouštění: 150-250°C, M popouštění. Tento proces snižuje vnitřní pnutí a křehkost, zlepšuje plasticitu a houževnatost a vede k vyšší tvrdosti a odolnosti proti opotřebení. Obvykle se používá k výrobě měřicích nástrojů, řezných nástrojů, valivých ložisek atd.
- Středněteplotní popouštění: 350-500°C, T popouštění. Tento proces popouštění má za následek vyšší elasticitu, určitou plasticitu a tvrdost. Běžně se používá k výrobě pružin, kovacích zápustek atd.
- Vysokoteplotní popouštění: 500-650°C, S popouštění. Tento proces má za následek dobré komplexní mechanické vlastnosti a často se používá k výrobě ozubených kol, klikových hřídelí atd.
3. Normalizace
1. Co je normalizace?
Thecnc procesnormalizace je tepelné zpracování používané ke zvýšení houževnatosti oceli. Ocelová součást se zahřeje na teplotu o 30 až 50 °C nad teplotou Ac3, udržuje se na této teplotě po určitou dobu a poté se ochladí vzduchem mimo pec. Normalizace zahrnuje rychlejší chlazení než žíhání, ale pomalejší chlazení než kalení. Tento proces má za následek zjemnění krystalových zrn v oceli, zlepšení pevnosti, houževnatosti (jak ukazuje hodnota AKV) a snížení sklonu součásti k praskání. Normalizace může výrazně zlepšit komplexní mechanické vlastnosti nízkolegovaných ocelových plechů válcovaných za tepla, výkovků a odlitků z nízkolegované oceli a také zlepšit řezný výkon.
2. Normalizace má následující účely a použití:
1. Hypereutektoidní ocel: Normalizace se používá k odstranění přehřátých hrubozrnných a Widmanstattenových struktur v odlitcích, výkovcích a svařencích, jakož i páskových struktur ve válcovaných materiálech. Zjemňuje zrna a lze jej použít jako předehřev před kalením.
2. Hypereutektoidní ocel: Normalizace může odstranit síťový sekundární cementit a zjemnit perlit, zlepšit mechanické vlastnosti a usnadnit následné sféroidizační žíhání.
3. Nízkouhlíkové, hlubokotažené tenké ocelové pláty: Normalizace může eliminovat volný cementit na hranici zrn a zlepšit výkon při hlubokém tažení.
4. Nízkouhlíková ocel a nízkouhlíková nízkolegovaná ocel: Normalizací lze získat jemnější, vločkovité perlitové struktury, zvýšit tvrdost na HB140-190, vyhnout se jevu „lepícího se nože“ během řezání a zlepšit obrobitelnost. V situacích, kdy lze pro středně uhlíkovou ocel použít normalizaci i žíhání, je normalizace ekonomičtější a pohodlnější.
5. Obyčejná středně uhlíková konstrukční ocel: Normalizaci lze použít místo kalení a vysokoteplotního popouštění, když nejsou vyžadovány vysoké mechanické vlastnosti, což zjednodušuje proces a zajišťuje stabilní ocelovou strukturu a velikost.
6. Vysokoteplotní normalizace (150-200°C nad Ac3): Snížení segregace součástí odlitků a výkovků díky vysoké rychlosti difúze při vysokých teplotách. Hrubá zrna lze zjemnit následnou druhou normalizací při nižší teplotě.
7. Nízko- a středně uhlíkové legované oceli používané v parních turbínách a kotlích: Normalizace se používá k získání bainitové struktury, po níž následuje vysokoteplotní popouštění pro dobrou odolnost proti tečení při 400-550°C.
8. Kromě ocelových dílů a ocelových materiálů se normalizace široce používá také při tepelném zpracování tvárné litiny k získání perlitové matrice a zlepšení pevnosti tvárné litiny. Charakteristiky normalizace zahrnují chlazení vzduchem, takže okolní teplota, metoda stohování, proudění vzduchu a velikost obrobku mají vliv na strukturu a výkon po normalizaci. Normalizační strukturu lze také použít jako klasifikační metodu pro legovanou ocel. Typicky se legovaná ocel dělí na perlitovou ocel, bainitovou ocel, martenzitickou ocel a austenitovou ocel v závislosti na struktuře získané ochlazením vzduchem po zahřátí vzorku o průměru 25 mm na 900 °C.
4. Žíhání
1. Co je to žíhání?
Žíhání je proces tepelného zpracování kovu. Zahrnuje pomalé zahřívání kovu na určitou teplotu, udržování na této teplotě po určitou dobu a poté ochlazení vhodnou rychlostí. Žíhání lze rozdělit na úplné žíhání, neúplné žíhání a žíhání na odlehčení pnutí. Mechanické vlastnosti žíhaných materiálů lze posoudit pomocí tahových zkoušek nebo zkoušek tvrdosti. Mnoho ocelí je dodáváno v žíhaném stavu. Tvrdost oceli lze vyhodnotit pomocí Rockwellova tvrdoměru, který měří tvrdost HRB. Pro tenčí ocelové plechy, ocelové pásy a tenkostěnné ocelové trubky lze pro měření tvrdosti HRT použít povrchový tvrdoměr Rockwell.
2. Účelem žíhání je:
- Zlepšit nebo odstranit různé strukturální vady a zbytková napětí způsobená ocelí při odlévání, kování, válcování a svařování, aby se zabránilo deformaci a praskánídíly odlévané pod tlakem.
- Změkčte obrobek pro řezání.
- Zjemněte zrna a zlepšujte strukturu pro zlepšení mechanických vlastností obrobku.
- Připravte konstrukci pro konečné tepelné zpracování (kalení a temperování).
3. Běžné procesy žíhání jsou:
① Kompletní žíhání.
Pro zlepšení mechanických vlastností středně a nízkouhlíkové oceli po odlévání, kování a svařování je nutné zjemnit hrubou přehřátou strukturu. Proces zahrnuje zahřátí obrobku na teplotu 30-50 ℃ nad bodem, při kterém se veškerý ferit přemění na austenit, udržování této teploty po určitou dobu a poté postupné ochlazování obrobku v peci. Jak se obrobek ochlazuje, austenit se znovu transformuje, což má za následek jemnější ocelovou strukturu.
② Sferoidizační žíhání.
Chcete-li snížit vysokou tvrdost nástrojové oceli a ložiskové oceli po kování, musíte ohřát obrobek na teplotu, která je o 20-40 ℃ nad bodem, kdy ocel začíná tvořit austenit, udržovat jej teplý a poté jej pomalu ochlazovat. Jak se obrobek ochlazuje, lamelární cementit v perlitu přechází do kulovitého tvaru, což snižuje tvrdost oceli.
③ Izotermické žíhání.
Tento proces se používá ke snížení vysoké tvrdosti určitých legovaných konstrukčních ocelí s vysokým obsahem niklu a chrómu pro zpracování řezáním. Typicky se ocel rychle ochladí na nejnestabilnější teplotu austenitu a poté se udržuje na vysoké teplotě po určitou dobu. To způsobí, že se austenit přemění na troostit nebo sorbit, což má za následek snížení tvrdosti.
④ Rekrystalizační žíhání.
Proces se používá ke snížení kalení kovových drátů a tenkých plechů, ke kterému dochází při tažení za studena a válcování za studena. Kov se zahřeje na teplotu, která je obecně 50-150 ℃ pod bodem, kdy ocel začíná tvořit austenit. To umožňuje eliminovat účinky zpevňování a změkčuje kov.
⑤ Grafitizační žíhání.
Aby se litina s vysokým obsahem cementitu přeměnila na kovatelnou litinu s dobrou plasticitou, proces zahrnuje zahřátí odlitku na teplotu přibližně 950 °C, udržování této teploty po určitou dobu a následné ochlazení, aby se rozložil cementit a generuje vločkovitý grafit.
⑥ Difúzní žíhání.
Tento proces se používá k vyrovnání chemického složení slitinových odlitků a zvýšení jejich výkonu. Metoda zahrnuje zahřátí odlitku na nejvyšší možnou teplotu bez tavení, udržování této teploty po delší dobu a následné pomalé ochlazování. To umožňuje různým prvkům ve slitině difundovat a rovnoměrně se rozdělit.
⑦ Žíhání pro uvolnění napětí.
Tento proces se používá ke snížení vnitřního pnutí v ocelových odlitcích a svařovaných dílech. U ocelových výrobků, které začnou tvořit austenit po zahřátí na teplotu o 100-200 ℃ nižší, by měly být udržovány v teple a poté ochlazovány na vzduchu, aby se eliminovalo vnitřní pnutí.
Pokud se chcete dozvědět více nebo dotaz, neváhejte nás kontaktovatinfo@anebon.com.
Výhody Anebonu jsou nižší poplatky, dynamický tým příjmů, specializovaná kontrola kvality, robustní továrny, prvotřídní služby proservis obrábění hliníkuacnc obrábění soustružnických dílůdělat službu. Anebon si stanovil cíl v průběžné inovaci systému, inovaci managementu, elitní inovaci a inovaci v odvětvích, plně využívat celkové výhody a neustále vylepšovat podporu vynikající.
Čas odeslání: 14. srpna 2024