Kako razlikovati kaljenje, kaljenje, normaliziranje, žarenje

Što je kaljenje?

Kaljenje je postupak toplinske obrade u kojem se kaljeni metalni materijal ili dio zagrijava na određenu temperaturu, drži određeno vrijeme, a zatim hladi na određeni način. Kaljenje je operacija koja se izvodi neposredno nakon kaljenja, a obično je zadnji dio toplinske obrade izratka. Proces, pa se kombinirani postupak kaljenja i popuštanja naziva završna obrada. Glavna svrha kaljenja i kaljenja je:

1) Smanjite unutarnje naprezanje i lomljivost. Kaljeni dijelovi imaju veliko naprezanje i lomljivost. Ako se ne kale na vrijeme, bit će skloni deformaciji ili čak pucanju.

2) Podesite mehanička svojstva obratka. Nakon kaljenja, obradak ima visoku tvrdoću i visoku krtost. Kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi performansi raznih radnih komada, može se prilagoditi kaljenjem, tvrdoćom, čvrstoćom, plastičnošću i žilavošću.

3) Stabilizirajte veličinu obratka. Metalografska se struktura može stabilizirati kaljenjem kako bi se osiguralo da u budućem procesu uporabe ne dođe do deformacija.

4) Poboljšajte učinak rezanja određenih legiranih čelika.
Učinak kaljenja je:

① Poboljšajte stabilnost organizacije, tako da se struktura obratka više ne mijenja tijekom upotrebe, tako da geometrijska veličina i performanse obratka ostaju stabilni.

② Uklonite unutarnje naprezanje kako biste poboljšali performanse obratka i stabilizirali geometrijsku veličinu obratka.

③ Prilagodite mehanička svojstva čelika u skladu sa zahtjevima uporabe.

Razlog zašto kaljenje ima ove učinke je taj što kada temperatura poraste, atomska aktivnost se povećava, a atomi željeza, ugljika i drugih legirajućih elemenata u čeliku mogu difundirati brže kako bi se ostvario preuređivanje i kombinacija atoma, što ga čini nestabilnim. neuravnotežena organizacija postupno se transformirala u stabilnu, uravnoteženu organizaciju. Uklanjanje unutarnjeg naprezanja također je povezano sa smanjenjem čvrstoće metala kada temperatura poraste. Kada se obični čelik kali, tvrdoća i čvrstoća se smanjuju, a plastičnost se povećava. Što je viša temperatura kaljenja, veća je promjena ovih mehaničkih svojstava. Neki legirani čelici s većim sadržajem legirajućih elemenata će istaložiti neke fine čestice metalnih spojeva kada se kale u određenom temperaturnom rasponu, što će povećati čvrstoću i tvrdoću. Ova pojava se naziva sekundarno otvrdnjavanje.
Zahtjevi za kaljenje: izratke s različitim namjenama treba kaliti na različitim temperaturama kako bi se zadovoljili zahtjevi u uporabi.

① Alati, ležajevi, karburizirani i očvrsnuti dijelovi te površinski očvrsnuti dijelovi obično se temperiraju na niskim temperaturama ispod 250°C. Tvrdoća se malo mijenja nakon kaljenja na niskim temperaturama, unutarnje naprezanje se smanjuje, a žilavost se malo poboljšava.

② Opruga je kaljena na srednjoj temperaturi na 350～500℃ kako bi se postigla veća elastičnost i potrebna žilavost.

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

Kada se čelik kali na oko 300°C, često se povećava njegova krtost. Ova pojava se naziva prva vrsta temperamentne krtosti. Općenito, ne bi se trebao kaliti u ovom temperaturnom rasponu. Određeni konstrukcijski čelici od legure srednjeg udjela ugljika također su skloni postati krti ako se polagano ohlade na sobnu temperaturu nakon kaljenja na visokoj temperaturi. Ova pojava naziva se druga vrsta temperamentne krtosti. Dodavanje molibdena čeliku ili hlađenje u ulju ili vodi tijekom kaljenja može spriječiti drugu vrstu krtosti pri kaljenju. Ova vrsta krtosti može se eliminirati ponovnim zagrijavanjem druge vrste kaljenog krhkog čelika na izvornu temperaturu kaljenja.

U proizvodnji se često temelji na zahtjevima za performanse obratka. Prema različitoj temperaturi zagrijavanja, kaljenje se dijeli na kaljenje na niskoj temperaturi, kaljenje na srednjoj temperaturi i kaljenje na visokoj temperaturi. Proces toplinske obrade koji kombinira kaljenje i naknadno kaljenje na visokoj temperaturi naziva se kaljenje i kaljenje, što znači da ima visoku čvrstoću i dobru plastičnu žilavost.

1. Kaljenje na niskim temperaturama: 150-250°C, M ciklusa, smanjuje unutarnje naprezanje i lomljivost, poboljšava plastičnu žilavost i ima veću tvrdoću i otpornost na trošenje. Koristi se za izradu mjernih alata, alata za rezanje, kotrljajućih ležajeva itd.

2. Kaljenje na srednjoj temperaturi: 350-500 ℃, T ciklus, s 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, s dobrim sveobuhvatnim mehaničkim svojstvima. Koristi se za izradu zupčanika, koljenastih vratila itd.
Što se normalizira?

Normalizacija je toplinska obrada kojom se poboljšava žilavost čelika. Nakon što se čelična komponenta zagrije na 30~50°C iznad temperature Ac3, održava se toplom neko vrijeme, a zatim se hladi zrakom. Glavna značajka je da je brzina hlađenja brža od žarenja i niža od kaljenja. Tijekom normalizacije, kristalna zrna čelika mogu se pročistiti nešto bržim hlađenjem. Ne samo da se može postići zadovoljavajuća čvrstoća, već se i žilavost (AKV vrijednost) može značajno poboljšati i smanjiti sklonost komponente pucanju. - Nakon normalizirajuće obrade nekih niskolegiranih vruće valjanih čeličnih ploča, niskolegiranih čeličnih otkovaka i odljevaka, sveobuhvatna mehanička svojstva materijala mogu se znatno poboljšati, a poboljšana je i izvedba rezanja.aluminijski dio

Normalizacija ima sljedeće svrhe i koristi:

① Za hipoeutektoidne čelike, normaliziranje se koristi za uklanjanje pregrijane grubozrnate strukture i Widmanstattenove strukture odljeva, otkovaka i zavarenih spojeva, te trakaste strukture u valjanim materijalima; pročistiti žitarice; i može se koristiti kao predtoplinska obrada prije gašenja.

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

③ Za tanke čelične limove za duboko izvlačenje s niskim udjelom ugljika, normalizacija može eliminirati slobodni cementit na granici zrna kako bi se poboljšala njegova izvedba dubokog izvlačenja.

④ Za čelik s niskim udjelom ugljika i niskolegiranim čelikom s niskim udjelom ugljika, normalizacijom se može dobiti više ljuspičaste perlitne strukture, povećati tvrdoća na HB140-190, izbjeći fenomen "badanja noža" tijekom rezanja i poboljšati obradivost. Za srednje ugljični čelik, ekonomičnije je i praktičnije koristiti normalizaciju kada su dostupni i normalizacija i žarenje.5 osi obrađeni dio

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

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

⑦ Za neke legirane čelike s niskim i srednjim udjelom ugljika koji se koriste u parnim turbinama i kotlovima, normalizacija se često koristi za dobivanje bainitne strukture, a zatim nakon kaljenja na visokoj temperaturi, ima dobru otpornost na puzanje kada se koristi na 400-550 ℃.

⑧ Uz čelične dijelove i čelik, normalizacija se također naširoko koristi u toplinskoj obradi nodularnog željeza za dobivanje perlitne matrice i poboljšanje čvrstoće nodularnog željeza.

Budući da je karakteristika normalizacije hlađenje zrakom, temperatura okoline, način slaganja, protok zraka i veličina obratka utječu na organizaciju i performanse nakon normalizacije. Normalizacijska struktura također se može koristiti kao metoda klasifikacije za legirani čelik. Općenito, legirani čelici se dijele na perlitni čelik, bainit čelik, martenzitni čelik i austenitni čelik na temelju strukture dobivene zračnim hlađenjem nakon što se uzorak promjera 25 mm zagrije na 900°C.
Što je žarenje?

Žarenje je postupak toplinske obrade metala koji polako zagrijava metal do određene temperature, drži ga dovoljno vremena, a zatim ga hladi odgovarajućom brzinom. Toplinska obrada žarenjem dijeli se na potpuno žarenje, nepotpuno žarenje i žarenje za smanjenje naprezanja. Mehanička svojstva žarenih materijala mogu se ispitati ispitivanjem zatezanja ili ispitivanjem tvrdoće. Mnogi se čelici isporučuju u žarenom stanju toplinske obrade. Tvrdoća čelika može se ispitati pomoću Rockwell uređaja za ispitivanje tvrdoće HRB. Za tanje čelične ploče, čelične trake i čelične cijevi s tankim stijenkama, površinski uređaj za ispitivanje tvrdoće Rockwell može se koristiti za ispitivanje HRT tvrdoće. .

Svrha žarenja je:

① Poboljšajte ili uklonite različite strukturne nedostatke i zaostala naprezanja uzrokovana čeličnim lijevanjem, kovanjem, valjanjem i zavarivanjem te spriječite deformaciju i pucanje obratka.

② Omekšajte radni komad za rezanje.

③ Pročistite zrna i poboljšajte strukturu kako biste poboljšali mehanička svojstva obratka.

④ Pripremite organizaciju za završnu toplinsku obradu (kaljenje, kaljenje).
Obično korišteni postupci žarenja su:

① Potpuno žareno. Koristi se za pročišćavanje grube pregrijane strukture s lošim mehaničkim svojstvima nakon lijevanja, kovanja i zavarivanja srednje i niskougljičnog čelika. Zagrijte obradak na 30-50 ℃ iznad temperature na kojoj se sav ferit pretvara u austenit, držite ga neko vrijeme, a zatim polako ohladite s peći. Tijekom procesa hlađenja, austenit se ponovno transformira kako bi struktura čelika bila finija. .

② Sferoidizirajuće žarenje. Koristi se za smanjenje visoke tvrdoće alatnog čelika i čelika za ležajeve nakon kovanja. Izradak se zagrijava na 20-40°C iznad temperature na kojoj čelik počinje stvarati austenit, a zatim se polako hladi nakon održavanja temperature. Tijekom 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 s višim sadržajem nikla i kroma za rezanje. Općenito, prvo se hladi na najnestabilniju temperaturu austenita relativno velikom brzinom, a nakon držanja odgovarajuće vrijeme, austenit se transformira u troostit ili sorbit, a tvrdoća se može smanjiti.

④ Rekristalizacijsko žarenje. Koristi se za uklanjanje fenomena otvrdnjavanja (povećanje tvrdoće i smanjenje plastičnosti) metalne žice i lima tijekom hladnog izvlačenja i hladnog valjanja. Temperatura zagrijavanja je općenito 50 do 150°C niža od temperature na kojoj čelik počinje stvarati austenit. Samo na taj način može se eliminirati učinak otvrdnuća i metal omekšati.

⑤ Grafitizirajuće žarenje. Koristi se za preradu lijevanog željeza koji sadrži veliku količinu cementita u temperasti lijev dobre plastičnosti. Operacija procesa sastoji se u zagrijavanju odljevka na oko 950°C, održavanju na toplom određeno vrijeme, a potom na odgovarajući način hlađenju kako bi se razgradio cementit i formirao flokulirani grafit.

⑥ Difuzijsko žarenje. Koristi se za homogeniziranje kemijskog sastava odljevaka od legura i poboljšanje njihovih performansi. Metoda se sastoji u tome da se odljevak zagrije na najvišu moguću temperaturu bez topljenja i drži ga duže vrijeme, a zatim se polako ohladi nakon što se difuzija raznih elemenata u leguri teži ravnomjernoj raspodjeli.

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