1. Gašenje
1. Što je kaljenje?
Kaljenje je postupak toplinske obrade čelika. U tom procesu čelik se zagrijava na temperaturu iznad kritične temperature Ac3 (za hipereutektoidni čelik) ili Ac1 (za hipereutektoidni čelik). Zatim se drži na ovoj temperaturi neko vrijeme kako bi se čelik u potpunosti ili djelomično austenitizirao, a zatim se brzo ohladi ispod Ms (ili drži izotermno blizu Ms) brzinom hlađenja višom od kritične brzine hlađenja kako bi se pretvorio u martenzit ( ili bainit). Kaljenje se također koristi za obradu čvrste otopine i brzo hlađenje materijala kao što su aluminijske legure, legure bakra, legure titana i kaljeno staklo.
2. Svrha kaljenja:
1) Poboljšajte mehanička svojstva metalnih proizvoda ili dijelova. Na primjer, povećava tvrdoću i otpornost na habanje alata, ležajeva itd., povećava granicu elastičnosti opruga, poboljšava ukupna mehanička svojstva dijelova vratila itd.
2) Za poboljšanje materijala ili kemijskih svojstava određenih vrsta čelika, kao što je poboljšanje otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika ili povećanje trajnog magnetizma magnetskog čelika, važno je pažljivo odabrati medij za kaljenje i koristiti ispravnu metodu kaljenja tijekom proces kaljenja i hlađenja. Uobičajeno korištene metode kaljenja uključuju kaljenje jednom tekućinom, kaljenje dvostrukom tekućinom, stupnjevano kaljenje, izotermno kaljenje i lokalno kaljenje. Svaka metoda ima svoje specifične primjene i prednosti.
3. Nakon kaljenja čelični obradaci pokazuju sljedeće karakteristike:
- Prisutne su nestabilne strukture kao što su martenzit, bainit i rezidualni austenit.
- Postoji veliki unutarnji stres.
- Mehanička svojstva ne zadovoljavaju zahtjeve. Posljedično, čelični obradaci obično prolaze kaljenje nakon kaljenja.
2. Kaljenje
1. Što je temperiranje?
Kaljenje je proces toplinske obrade koji uključuje zagrijavanje kaljenih metalnih materijala ili dijelova na određenu temperaturu, održavanje temperature određeno vrijeme, a zatim njihovo hlađenje na određeni način. Kaljenje se izvodi odmah nakon kaljenja i obično je završni korak u toplinskoj obradi izratka. Kombinirani postupak kaljenja i popuštanja naziva se završna obrada.
2. Glavne svrhe kaljenja i kaljenja su:
- Kaljenje je bitno za smanjenje unutarnjeg naprezanja i lomljivosti kaljenih dijelova. Ako se ne kale na vrijeme, ti se dijelovi mogu deformirati ili popucati zbog velikog naprezanja i lomljivosti uzrokovane kaljenjem.
- Kaljenje se također može koristiti za podešavanje mehaničkih svojstava izratka, kao što su tvrdoća, čvrstoća, plastičnost i žilavost, kako bi se zadovoljili različiti zahtjevi performansi.
- Dodatno, kaljenje pomaže stabilizirati veličinu izratka osiguravajući da ne dođe do deformacije tijekom sljedeće uporabe, jer stabilizira metalografsku strukturu.
- Kaljenje također može poboljšati učinak rezanja određenih legiranih čelika.
3. Uloga kaljenja je:
Kako bi se osiguralo da izradak ostane stabilan i da ne prolazi strukturnu transformaciju tijekom uporabe, važno je poboljšati stabilnost strukture. To uključuje eliminaciju unutarnjeg naprezanja, što zauzvrat pomaže stabilizirati geometrijske dimenzije i poboljšati performanse obratka. Dodatno, kaljenje može pomoći u prilagođavanju mehaničkih svojstava čelika kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi uporabe.
Kaljenje ima ove učinke jer kada temperatura poraste, atomska aktivnost je pojačana, dopuštajući atomima željeza, ugljika i drugih legura u čeliku da difundiraju brže. To omogućuje preraspodjelu atoma, pretvarajući nestabilnu, neuravnoteženu strukturu u stabilnu, uravnoteženu strukturu.
Kad se čelik kali, tvrdoća i čvrstoća se smanjuju, a plastičnost raste. Opseg tih promjena u mehaničkim svojstvima ovisi o temperaturi kaljenja, pri čemu više temperature dovode do većih promjena. Kod nekih legiranih čelika s visokim udjelom legirajućih elemenata, kaljenje u određenom temperaturnom rasponu može dovesti do taloženja finih metalnih spojeva. To povećava čvrstoću i tvrdoću, fenomen poznat kao sekundarno otvrdnjavanje.
Zahtjevi kaljenja: Različitiobrađeni dijelovizahtijevaju kaljenje na različitim temperaturama kako bi zadovoljili specifične zahtjeve uporabe. Ovdje su preporučene temperature kaljenja za različite vrste obradaka:
1. Alati za rezanje, ležajevi, karburizirani i kaljeni dijelovi te površinski kaljeni dijelovi obično se temperiraju na niskim temperaturama ispod 250°C. Ovaj proces rezultira minimalnom promjenom tvrdoće, smanjenim unutarnjim stresom i blagim poboljšanjem žilavosti.
2. Opruge se kale na srednjim temperaturama u rasponu od 350-500°C kako bi se postigla veća elastičnost i potrebna žilavost.
3. Dijelovi izrađeni od srednje ugljičnog konstrukcijskog čelika obično se kale na visokim temperaturama od 500-600°C kako bi se postigla optimalna kombinacija čvrstoće i žilavosti.
Kada se čelik kali na oko 300°C, može postati krtiji, što je fenomen poznat kao prva vrsta krtosti za kaljenje. Općenito, kaljenje se ne bi trebalo provoditi u ovom temperaturnom rasponu. Neki konstrukcijski čelici sa srednjim udjelom ugljika također su skloni krtosti ako se polagano ohlade na sobnu temperaturu nakon kaljenja na visokoj temperaturi, poznato kao druga vrsta krtosti pri kaljenju. Dodavanje molibdena čeliku ili hlađenje u ulju ili vodi tijekom kaljenja može spriječiti drugu vrstu krtosti pri kaljenju. Ponovno zagrijavanje drugog tipa kaljenog krhkog čelika na izvornu temperaturu kaljenja može eliminirati ovu krtost.
U proizvodnji, izbor temperature kaljenja ovisi o zahtjevima performansi obratka. Kaljenje je kategorizirano na temelju različitih temperatura zagrijavanja u kaljenje na niskim temperaturama, kaljenje na srednjim temperaturama i kaljenje na visokim temperaturama. Proces toplinske obrade koji uključuje kaljenje nakon čega slijedi kaljenje na visokoj temperaturi naziva se kaljenje, što rezultira visokom čvrstoćom, dobrom plastičnošću i žilavošću.
- Kaljenje na niskim temperaturama: 150-250°C, M kaljenje. Ovaj proces smanjuje unutarnje naprezanje i lomljivost, poboljšava plastičnost i žilavost te rezultira većom tvrdoćom i otpornošću na trošenje. Obično se koristi za izradu mjernih alata, alata za rezanje, kotrljajućih ležajeva itd.
- Srednjetemperaturno kaljenje: 350-500°C, T kaljenje. Ovim postupkom kaljenja postiže se veća elastičnost, određena plastičnost i tvrdoća. Obično se koristi za proizvodnju opruga, kalupa za kovanje itd.
- Visokotemperaturno kaljenje: 500-650°C, S kaljenje. Ovaj proces rezultira dobrim sveobuhvatnim mehaničkim svojstvima i često se koristi za izradu zupčanika, koljenastih vratila itd.
3. Normaliziranje
1. Što je normalizacija?
Thecnc procesnormalizacija je toplinska obrada koja se koristi za povećanje žilavosti čelika. Čelična komponenta se zagrijava na temperaturu između 30 do 50°C iznad temperature Ac3, drži se na toj temperaturi neko vrijeme, a zatim se hladi zrakom izvan peći. Normalizacija uključuje brže hlađenje od žarenja, ali sporije hlađenje od kaljenja. Ovaj proces rezultira rafiniranim kristalnim zrncima u čeliku, poboljšavajući čvrstoću, žilavost (kao što pokazuje AKV vrijednost) i smanjujući sklonost komponente pucanju. Normalizacija može značajno poboljšati sveobuhvatna mehanička svojstva niskolegiranih vruće valjanih čeličnih ploča, niskolegiranih čeličnih otkovaka i odljevaka, kao i poboljšati učinak rezanja.
2. Normaliziranje ima sljedeće svrhe i koristi:
1. Hipereutektoidni čelik: normalizacija se koristi za uklanjanje pregrijanih krupnozrnatih i Widmanstatten struktura u odljevcima, otkivcima i zavarenim spojevima, kao i trakastih struktura u valjanim materijalima. Pročišćava zrna i može se koristiti kao predtoplinska obrada prije gašenja.
2. Hipereutektoidni čelik: normalizacija može eliminirati mrežasti sekundarni cementit i pročistiti perlit, poboljšavajući mehanička svojstva i olakšavajući naknadno sferoidizirajuće žarenje.
3. Duboko izvučene tanke čelične ploče s niskim udjelom ugljika: normalizacija može eliminirati slobodni cementit na granici zrna, poboljšavajući učinak dubokog izvlačenja.
4. Čelik s niskim udjelom ugljika i niskolegirani čelik s niskim udjelom ugljika: Normaliziranjem se mogu dobiti finije, ljuskave perlitne strukture, povećavajući tvrdoću na HB140-190, izbjegavajući fenomen "zabadanja noža" tijekom rezanja i poboljšavajući obradivost. U situacijama kada se i normalizacija i žarenje mogu koristiti za srednje ugljični čelik, normalizacija je ekonomičnija i praktičnija.
5. Obični konstrukcijski čelik sa srednjim udjelom ugljika: normaliziranje se može koristiti umjesto kaljenja i kaljenja na visokoj temperaturi kada nisu potrebna visoka mehanička svojstva, čineći postupak jednostavnim i osiguravajući stabilnu strukturu i veličinu čelika.
6. Visokotemperaturna normalizacija (150-200°C iznad Ac3): Smanjenje segregacije komponenti odljevaka i otkovaka zbog visoke stope difuzije na visokim temperaturama. Krupna zrna mogu se pročistiti naknadnom drugom normalizacijom na nižoj temperaturi.
7. Nisko i srednje ugljični legirani čelici koji se koriste u parnim turbinama i kotlovima: Normalizacija se koristi za dobivanje bainitne strukture, nakon čega slijedi kaljenje na visokoj temperaturi za dobru otpornost na puzanje na 400-550°C.
8. Uz čelične dijelove i čelične materijale, normalizacija se također naširoko koristi u toplinskoj obradi nodularnog željeza za dobivanje perlitne matrice i poboljšanje čvrstoće nodularnog željeza. Karakteristike normalizacije uključuju hlađenje zrakom, tako da temperatura okoline, način slaganja, protok zraka i veličina izratka imaju utjecaj na strukturu i performanse nakon normalizacije. Normalizacijska struktura također se može koristiti kao metoda klasifikacije za legirani čelik. Tipično, legirani čelik se kategorizira u perlitni čelik, bainit čelik, martenzitni čelik i austenitni čelik, ovisno o strukturi dobivenoj hlađenjem zrakom nakon zagrijavanja uzorka promjera 25 mm na 900°C.
4. Žarenje
1. Što je žarenje?
Žarenje je postupak toplinske obrade metala. Uključuje polagano zagrijavanje metala na određenu temperaturu, održavanje na toj temperaturi određeno vrijeme, a zatim hlađenje odgovarajućom brzinom. Žarenje se može kategorizirati u potpuno žarenje, nepotpuno žarenje i žarenje za smanjenje naprezanja. Mehanička svojstva žarenih materijala mogu se procijeniti pomoću ispitivanja vlačnosti ili ispitivanja tvrdoće. Mnogi se čelici isporučuju u žarenom stanju. Tvrdoća čelika može se procijeniti pomoću uređaja za mjerenje tvrdoće Rockwell, koji mjeri HRB tvrdoću. Za tanje čelične ploče, čelične trake i čelične cijevi s tankim stijenkama, površinski uređaj za mjerenje tvrdoće Rockwell može se koristiti za mjerenje HRT tvrdoće.
2. Svrha žarenja je:
- Poboljšati ili ukloniti razne strukturne nedostatke i zaostala naprezanja uzrokovana čelikom u procesima lijevanja, kovanja, valjanja i zavarivanja kako bi se spriječila deformacija i pucanjedijelovi za tlačni lijev.
- Omekšajte obradak za rezanje.
- Pročistite zrna i poboljšajte strukturu kako biste poboljšali mehanička svojstva izratka.
- Pripremiti konstrukciju za završnu toplinsku obradu (kaljenje i popuštanje).
3. Uobičajeni procesi žarenja su:
① Potpuno žarenje.
Da bi se poboljšala mehanička svojstva srednje i niskougljičnog čelika nakon lijevanja, kovanja i zavarivanja, potrebno je pročistiti grubu pregrijanu strukturu. Proces uključuje zagrijavanje obratka na temperaturu 30-50 ℃ iznad točke na kojoj se sav ferit transformira u austenit, održavanje te temperature neko vrijeme, a zatim postupno hlađenje obratka u peći. Kako se obradak hladi, austenit će se ponovno transformirati, što će rezultirati finijom strukturom čelika.
② Sferoidizirajuće žarenje.
Da biste smanjili visoku tvrdoću alatnog čelika i čelika za ležajeve nakon kovanja, morate zagrijati obradak na temperaturu koja je 20-40 ℃ iznad točke na kojoj čelik počinje stvarati austenit, držati ga toplim, a zatim ga polako ohladiti. Kako se obradak hladi, lamelarni cementit u perlitu prelazi u sferni oblik, što smanjuje tvrdoću čelika.
③ Izotermno žarenje.
Ovaj se postupak koristi za smanjenje visoke tvrdoće određenih legiranih konstrukcijskih čelika s visokim sadržajem nikla i kroma za obradu rezanjem. Tipično, čelik se brzo hladi do najnestabilnije temperature austenita, a zatim se drži na toploj temperaturi određeni vremenski period. To uzrokuje transformaciju austenita u troostit ili sorbit, što rezultira smanjenjem tvrdoće.
④ Rekristalizacijsko žarenje.
Proces se koristi za smanjenje otvrdnjavanja metalnih žica i tankih ploča koje nastaje tijekom hladnog izvlačenja i hladnog valjanja. Metal se zagrijava do temperature koja je općenito 50-150 ℃ ispod točke u kojoj čelik počinje stvarati austenit. To omogućuje eliminaciju učinaka otvrdnjavanja i omekšava metal.
⑤ Grafitizirajuće žarenje.
Kako bi se lijevano željezo s visokim udjelom cementita transformiralo u kovano lijevano željezo s dobrom plastičnošću, proces uključuje zagrijavanje odljevka na oko 950°C, održavanje te temperature određeno razdoblje, a zatim hlađenje na odgovarajući način kako bi se razbio cementit i generirati flokulentni grafit.
⑥ Difuzijsko žarenje.
Proces se koristi za ujednačavanje kemijskog sastava odljevaka od legura i poboljšanje njihove učinkovitosti. Metoda uključuje zagrijavanje odljevka na najvišu moguću temperaturu bez taljenja, održavanje te temperature dulje vrijeme i zatim lagano hlađenje. To omogućuje različitim elementima u leguri difuziju i ravnomjernu raspodjelu.
⑦ Žarenje za ublažavanje naprezanja.
Ovaj se postupak koristi za smanjenje unutarnjeg naprezanja u čeličnim odljevcima i zavarenim dijelovima. Za čelične proizvode koji počnu stvarati austenit nakon zagrijavanja na nižoj temperaturi od 100-200 ℃, treba ih držati toplima, a zatim ohladiti na zraku kako bi se uklonio unutarnji stres.
Ako želite saznati više ili se raspitati, slobodno nas kontaktirajteinfo@anebon.com.
Prednosti Anebona su manji troškovi, tim za dinamičan prihod, specijalizirani QC, čvrste tvornice, usluge vrhunske kvalitete zausluga strojne obrade aluminijaicnc obrada tokarskih dijelovaizrada usluge. Anebon je postavio cilj na stalnu inovaciju sustava, inovaciju upravljanja, elitnu inovaciju i sektorsku inovaciju, dajući punu prednost ukupnim prednostima i stalno unapređujući podršku za izvrsnu podršku.
Vrijeme objave: 14. kolovoza 2024