Jak rozróżnić hartowanie, odpuszczanie, normalizowanie, wyżarzanie

Co to jest temperowanie?

Odpuszczanie to proces obróbki cieplnej, podczas którego hartowany materiał metalowy lub część jest podgrzewany do określonej temperatury, utrzymywany przez określony czas, a następnie chłodzony w określony sposób. Odpuszczanie jest operacją wykonywaną bezpośrednio po hartowaniu i zwykle stanowi ostatnią część obróbki cieplnej przedmiotu obrabianego. Proces, dlatego połączony proces hartowania i odpuszczania nazywany jest obróbką końcową. Głównym celem hartowania i odpuszczania jest:

1) Zmniejsz naprężenia wewnętrzne i zmniejsz kruchość. Hartowane części charakteryzują się dużym naprężeniem i kruchością. Jeśli nie zostaną poddane hartowaniu na czas, będą miały tendencję do odkształcania się, a nawet pękania.

2) Dostosuj właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego. Po hartowaniu przedmiot obrabiany ma wysoką twardość i wysoką kruchość. Aby spełnić różne wymagania wydajnościowe różnych przedmiotów, można je regulować poprzez odpuszczanie, twardość, wytrzymałość, plastyczność i wytrzymałość.

3) Ustabilizuj rozmiar przedmiotu obrabianego. Strukturę metalograficzną można ustabilizować poprzez odpuszczanie, aby zapewnić, że w przyszłym procesie użytkowania nie nastąpi żadne odkształcenie.

4) Popraw wydajność cięcia niektórych stali stopowych.
Efektem hartowania jest:

① Popraw stabilność organizacji, tak aby struktura przedmiotu obrabianego nie zmieniała się już podczas użytkowania, dzięki czemu rozmiar geometryczny i wydajność przedmiotu obrabianego pozostały stabilne.

② Wyeliminuj naprężenia wewnętrzne, aby poprawić wydajność przedmiotu obrabianego i ustabilizować rozmiar geometryczny przedmiotu obrabianego.

③ Dostosuj właściwości mechaniczne stali, aby spełniały wymagania użytkowania.

Powodem, dla którego odpuszczanie ma takie skutki, jest to, że gdy temperatura wzrasta, wzrasta aktywność atomowa, a atomy żelaza, węgla i innych pierwiastków stopowych w stali mogą szybciej dyfundować, aby zrealizować przegrupowanie i kombinację atomów, co czyni ją niestabilną. organizacja niezrównoważona stopniowo przekształcała się w organizację stabilną, zrównoważoną. Eliminacja naprężeń wewnętrznych wiąże się także ze spadkiem wytrzymałości metalu wraz ze wzrostem temperatury. Kiedy stal ogólna jest hartowana, twardość i wytrzymałość zmniejszają się, a plastyczność wzrasta. Im wyższa temperatura odpuszczania, tym większa zmiana tych właściwości mechanicznych. Niektóre stale stopowe o wyższej zawartości pierwiastków stopowych wytrącą drobne cząstki związków metali podczas odpuszczania w określonym zakresie temperatur, co zwiększy wytrzymałość i twardość. Zjawisko to nazywa się hartowaniem wtórnym.
Wymagania dotyczące odpuszczania: przedmioty o różnym przeznaczeniu powinny być odpuszczane w różnych temperaturach, aby spełnić wymagania użytkowania.

① Narzędzia, łożyska, części nawęglane i hartowane oraz części utwardzane powierzchniowo są zwykle odpuszczane w niskiej temperaturze poniżej 250°C. Twardość zmienia się nieznacznie po odpuszczaniu w niskiej temperaturze, naprężenia wewnętrzne zmniejszają się, a wytrzymałość nieznacznie się poprawia.

② Sprężyna jest odpuszczana w średniej temperaturze 350 ~ 500 ℃ w celu uzyskania wyższej elastyczności i niezbędnej wytrzymałości.

③ Części wykonane ze stali konstrukcyjnej średniowęglowej są zwykle odpuszczane w wysokiej temperaturze 500 ~ 600 ℃ w celu uzyskania dobrego dopasowania odpowiedniej wytrzymałości i wytrzymałości.

Hartowanie stali w temperaturze około 300°C często zwiększa jej kruchość. Zjawisko to nazywane jest pierwszym rodzajem kruchości temperamentu. Generalnie nie należy go hartować w tym zakresie temperatur. Niektóre stale konstrukcyjne ze stopów średniowęglowych są również podatne na kruchość, jeśli są powoli schładzane do temperatury pokojowej po odpuszczaniu w wysokiej temperaturze. Zjawisko to nazywane jest drugim rodzajem kruchości temperamentu. Dodanie molibdenu do stali lub chłodzenie w oleju lub wodzie podczas odpuszczania może zapobiec drugiemu rodzajowi kruchości odpuszczania. Ten rodzaj kruchości można wyeliminować poprzez ponowne podgrzanie drugiego rodzaju hartowanej kruchej stali do pierwotnej temperatury odpuszczania.

W produkcji często opiera się to na wymaganiach dotyczących wydajności przedmiotu obrabianego. W zależności od różnej temperatury ogrzewania, odpuszczanie dzieli się na odpuszczanie w niskiej temperaturze, odpuszczanie w średniej temperaturze i odpuszczanie w wysokiej temperaturze. Proces obróbki cieplnej, który łączy hartowanie, a następnie odpuszczanie w wysokiej temperaturze, nazywany jest hartowaniem i odpuszczaniem, co oznacza, że ​​ma wysoką wytrzymałość i dobrą wytrzymałość plastyczną.

1. Odpuszczanie w niskiej temperaturze: 150-250°C, M cykli, zmniejsza naprężenia wewnętrzne i kruchość, poprawia wytrzymałość plastyczną oraz ma wyższą twardość i odporność na zużycie. Stosowane do produkcji narzędzi pomiarowych, narzędzi skrawających, łożysk tocznych itp.

2. Odpuszczanie w temperaturze pośredniej: 350-500 ℃, cykl T, o wysokiej elastyczności, pewnej plastyczności i twardości. Stosowany do produkcji sprężyn, matryc kuźniczych itp.Część do obróbki CNC

3. Odpuszczanie w wysokiej temperaturze: 500-650 ℃, czas S, o dobrych, kompleksowych właściwościach mechanicznych. Stosowany do produkcji kół zębatych, wałów korbowych itp.
Co to jest normalizowanie?

Normalizowanie to obróbka cieplna poprawiająca wytrzymałość stali. Po podgrzaniu elementu stalowego do temperatury 30 ~ 50°C powyżej temperatury Ac3, jest on utrzymywany w cieple przez pewien czas, a następnie chłodzony powietrzem. Główną cechą jest to, że szybkość chłodzenia jest większa niż wyżarzanie i niższa niż hartowanie. Podczas normalizowania ziarna krystaliczne stali można rozdrobnić przy nieco szybszym chłodzeniu. Można nie tylko uzyskać zadowalającą wytrzymałość, ale także znacznie poprawić i zmniejszyć wytrzymałość (wartość AKV). Skłonność elementu do pękania. -Po normalizacyjnej obróbce niektórych niskostopowych blach ze stali walcowanej na gorąco, odkuwek i odlewów ze stali niskostopowej, można znacznie poprawić kompleksowe właściwości mechaniczne materiałów, a także poprawić wydajność cięcia.część aluminiowa

Normalizowanie ma następujące cele i zastosowania:

① W przypadku stali podeutektoidalnych normalizację stosuje się w celu wyeliminowania przegrzanej struktury gruboziarnistej i struktury Widmanstattena odlewów, odkuwek i konstrukcji spawanych oraz struktury pasmowej w materiałach walcowanych; rafinować ziarna; i może być stosowany jako wstępna obróbka cieplna przed hartowaniem.

② W przypadku stali nadeutektoidalnych normalizowanie może wyeliminować usieciowany cementyt wtórny i udoskonalić perlit, co nie tylko poprawia właściwości mechaniczne, ale także ułatwia późniejsze wyżarzanie sferoidyzujące.

③ W przypadku cienkich blach stalowych głębokotłocznych o niskiej zawartości węgla normalizacja może wyeliminować wolny cementyt na granicy ziaren, poprawiając jego właściwości w zakresie głębokiego tłoczenia.

④ W przypadku stali niskowęglowej i niskowęglowej stali niskostopowej normalizacja może uzyskać bardziej płatkową strukturę perlitu, zwiększyć twardość do HB140-190, uniknąć zjawiska „przywierania noża” podczas cięcia i poprawić skrawalność. W przypadku stali średniowęglowej bardziej ekonomiczne i wygodne jest stosowanie normalizacji, gdy dostępne jest zarówno normalizowanie, jak i wyżarzanie.Część obrobiona w 5 osiach

⑤ W przypadku zwykłych średniowęglowych stali konstrukcyjnych, gdzie właściwości mechaniczne nie są wysokie, zamiast hartowania i odpuszczania w wysokiej temperaturze można zastosować normalizowanie, które jest nie tylko łatwe w obsłudze, ale także stabilne pod względem struktury i wielkości stali.

⑥ Normalizacja w wysokiej temperaturze (150 ~ 200 ℃ powyżej Ac3) może zmniejszyć segregację składu odlewów i odkuwek ze względu na dużą szybkość dyfuzji w wysokiej temperaturze. Grube ziarna po normalizacji w wysokiej temperaturze można udoskonalić poprzez drugą normalizację w niższej temperaturze.

⑦ W przypadku niektórych stali stopowych o niskiej i średniej zawartości węgla stosowanych w turbinach parowych i kotłach często stosuje się normalizację w celu uzyskania struktury bainitu, a następnie po odpuszczaniu w wysokiej temperaturze ma dobrą odporność na pełzanie przy stosowaniu w temperaturze 400-550 ℃.

⑧ Oprócz części stalowych i stali, normalizowanie jest również szeroko stosowane w obróbce cieplnej żeliwa sferoidalnego w celu uzyskania osnowy perlitowej i poprawy wytrzymałości żeliwa sferoidalnego.

Ponieważ cechą normalizacji jest chłodzenie powietrzem, temperatura otoczenia, metoda układania w stosy, przepływ powietrza i wielkość przedmiotu obrabianego wpływają na organizację i wydajność po normalizacji. Strukturę normalizującą można również zastosować jako metodę klasyfikacji stali stopowej. Ogólnie stale stopowe dzielimy na perlitową, bainityczną, martenzytyczną i austenityczną ze względu na strukturę uzyskaną w wyniku chłodzenia powietrzem po podgrzaniu próbki o średnicy 25 mm do temperatury 900°C.
Co to jest wyżarzanie?

Wyżarzanie to proces obróbki cieplnej metalu, który powoli podgrzewa metal do określonej temperatury, utrzymuje ją przez odpowiedni czas, a następnie schładza z odpowiednią prędkością. Wyżarzanie Obróbka cieplna dzieli się na wyżarzanie całkowite, wyżarzanie niepełne i wyżarzanie odprężające. Właściwości mechaniczne materiałów wyżarzonych można sprawdzić za pomocą próby rozciągania lub próby twardości. Wiele stali jest dostarczanych w stanie wyżarzonym po obróbce cieplnej. Twardość stali można sprawdzić za pomocą twardościomierza Rockwella w celu sprawdzenia twardości HRB. W przypadku cieńszych blach stalowych, taśm stalowych i cienkościennych rur stalowych do pomiaru twardości HRT można zastosować powierzchniowy tester twardości Rockwella. .

Celem wyżarzania jest:

① Poprawiaj lub eliminuj różne defekty strukturalne i naprężenia szczątkowe spowodowane odlewaniem, kuciem, walcowaniem i spawaniem stali oraz zapobiegaj deformacjom i pękaniu przedmiotu obrabianego.

② Zmiękcz przedmiot do cięcia.

③ Udoskonal ziarna i popraw strukturę, aby poprawić właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego.

④ Przygotowanie organizacji do końcowej obróbki cieplnej (hartowanie, odpuszczanie).
Powszechnie stosowane procesy wyżarzania to:

① Całkowicie wyżarzone. Służy do uszlachetniania grubej przegrzanej struktury o słabych właściwościach mechanicznych po odlewaniu, kuciu i spawaniu stali średnio- i niskowęglowej. Podgrzej obrabiany przedmiot do temperatury 30-50℃ powyżej temperatury, w której cały ferryt przekształca się w austenit, przechowuj go przez pewien czas, a następnie powoli ostudź w piecu. Podczas procesu chłodzenia austenit ulega ponownej przemianie, dzięki czemu konstrukcja stalowa jest delikatniejsza. .

② Wyżarzanie sferoidyzujące. Stosowany w celu zmniejszenia wysokiej twardości stali narzędziowej i stali łożyskowej po kuciu. Przedmiot obrabiany nagrzewa się do temperatury 20-40°C powyżej temperatury, w której stal zaczyna tworzyć austenit, a następnie po utrzymaniu tej temperatury powoli chłodzi. Podczas procesu chłodzenia cementyt płytkowy w perlicie staje się kulisty, zmniejszając w ten sposób twardość.

③ Wyżarzanie izotermiczne. Służy do zmniejszania dużej twardości niektórych stali konstrukcyjnych stopowych o wyższej zawartości niklu i chromu do cięcia. Generalnie najpierw schładza się go do najbardziej niestabilnej temperatury austenitu ze stosunkowo dużą szybkością, a po odpowiednim przetrzymaniu austenit przekształca się w troostyt lub sorbit, a twardość można zmniejszyć.

④ Wyżarzanie rekrystalizacyjne. Służy do eliminacji zjawiska utwardzania (wzrostu twardości i spadku plastyczności) drutu i blachy metalowej podczas ciągnienia na zimno i walcowania na zimno. Temperatura ogrzewania wynosi zazwyczaj od 50 do 150°C poniżej temperatury, w której stal zaczyna tworzyć austenit. Tylko w ten sposób można wyeliminować efekt utwardzania i zmiękczyć metal.

⑤ Wyżarzanie grafityzacyjne. Służy do przetwarzania żeliwa zawierającego dużą ilość cementytu na żeliwo ciągliwe o dobrej plastyczności. Operacja procesu polega na podgrzaniu odlewu do temperatury około 950°C, utrzymaniu go w tej temperaturze przez określony czas, a następnie odpowiednim ochłodzeniu w celu rozłożenia cementytu i utworzenia kłaczkowatego grafitu.

⑥ Wyżarzanie dyfuzyjne. Służy do ujednolicenia składu chemicznego odlewów stopowych i poprawy ich parametrów użytkowych. Metoda polega na podgrzaniu odlewu do najwyższej możliwej temperatury bez topienia i pozostawieniu go przez długi czas, a następnie powolnym schładzaniu, gdy dyfuzja różnych pierwiastków w stopie ma tendencję do równomiernego rozłożenia.

⑦ Wyżarzanie odprężające. Służy do eliminacji naprężeń wewnętrznych w odlewach stalowych i częściach spawanych. W przypadku wyrobów stalowych temperatura, w której zaczyna tworzyć się austenit po nagrzaniu, wynosi 100-200 ℃, a naprężenia wewnętrzne można wyeliminować poprzez chłodzenie powietrzem po utrzymaniu temperatury.