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 stanowi zazwyczaj ostatnią część obróbki cieplnej przedmiotu obrabianego. Połączony proces hartowania i odpuszczania nazywany jest obróbką końcową. Podstawowym celem hartowania i odpuszczania jest:

1) Zmniejsz naprężenia wewnętrzne i zmniejsz kruchość. Części hartowane charakteryzują się znacznymi naprężeniami i kruchością. Będą miały tendencję do odkształcania się, a nawet pękania, jeśli nie zostaną poddane hartowaniu w odpowiednim czasie.

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

3) Ustabilizuj rozmiar przedmiotu obrabianego. Strukturę metalograficzną można ustabilizować poprzez odpuszczanie, aby zapobiec odkształceniom podczas przyszłego użytkowania.

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 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 wraz ze wzrostem temperatury wzrasta aktywność atomowa. Atomy żelaza, węgla i innych pierwiastków stopowych w stali mogą szybciej dyfundować, powodując przegrupowanie i połączenie cząstek, co czyni ją niestabilną. Organizacja niezrównoważona stopniowo przekształciła się w organizację stabilną, zrównoważoną. Eliminacja naprężeń wewnętrznych wiąże się także ze spadkiem wytrzymałości metalu wraz ze wzrostem temperatury. Podczas hartowania stali ogólnej zmniejsza się twardość i wytrzymałość, a plastyczność wzrasta. Im wyższa temperatura odpuszczania, tym bardziej znacząca jest 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 obrabiane 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 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 wysokich temperaturach 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 różnych temperatur ogrzewania, odpuszczanie dzieli się na niskotemperaturowe, średniotemperaturowe i wysokotemperaturowe. 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. Wykonywałem narzędzia pomiarowe, narzędzia skrawające, łożyska toczne itp.

2. Odpuszczanie w temperaturze pośredniej: 350-500 ℃, cykl T, wysoka elastyczność, pewna plastyczność i twardość. 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. Robiłem koła zębate, wały korbowe 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 i 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, kompleksowe właściwości mechaniczne materiałów mogą znacznie się poprawić, a także poprawić wydajność cięcia.część aluminiowa

Normalizowanie ma następujące cele i zastosowania:

① W przypadku stali nadeutektoidalnych 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, poprawiając właściwości mechaniczne i ułatwiając 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 „przyklejania się noża” podczas cięcia i poprawić skrawalność. Normalizowanie jest bardziej ekonomiczne i wygodne w przypadku stali średniowęglowej, gdy dostępne jest normalizowanie i wyżarzanie.Część obrobiona w pięciu 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 łatwe w obsłudze i 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 wysokich temperaturach. Po normalizacji w wysokiej temperaturze, druga normalizacja w niższej temperaturze może udoskonalić grube ziarna.

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. Następnie, po odpuszczaniu w wysokiej temperaturze, ma dobrą odporność na pełzanie, gdy jest stosowany 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 rozmiar przedmiotu obrabianego wpływają na organizację i wydajność po normalizacji. Strukturę normalizującą można również zastosować jako metodę klasyfikacji stali stopowej. Ogólnie stale stopowe dzielą się na perlitowe, bainitowe, martenzytyczne i austenityczne w oparciu o 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 cieplne dzieli się na wyżarzanie niekompletne, g i odprężanie. Właściwości mechaniczne materiałów wyżarzonych można sprawdzić za pomocą testów rozciągania lub twardości. Wiele stali jest dostarczanych w stanie wyżarzonym po obróbce cieplnej. Twardościomierz Rockwella może przetestować twardość stali w celu przetestowania 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 Poprawić lub wyeliminować defekty strukturalne i naprężenia szczątkowe spowodowane odlewaniem, kuciem, walcowaniem i spawaniem stali oraz zapobiegać 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 zamienia się w austenit, trzymaj 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. Stosowane są w celu zmniejszenia dużej twardości stali narzędziowej i łożyskowej po kuciu. Przedmiot obrabiany nagrzewa się do temperatury 20-40°C powyżej temperatury, w której stal tworzy austenit, a następnie po utrzymaniu tej temperatury powoli się ochładza. Podczas procesu chłodzenia cementyt płytkowy w perlicie staje się kulisty, zmniejszając twardość.

③ Wyżarzanie izotermiczne. Zmniejsza twardość niektórych stali konstrukcyjnych stopowych o wyższej zawartości niklu i chromu do cięcia. Ogólnie rzecz biorąc, schładza się go do najbardziej niestabilnej temperatury austenitu ze stosunkowo dużą szybkością. Po odpowiednim czasie przetrzymywania austenit przekształca się w troostyt lub sorbit, a twardość można zmniejszyć.

④ Wyżarzanie rekrystalizacyjne. Eliminuje zjawisko utwardzania (wzrostu twardości i spadku plastyczności) drutu i blachy metalowej podczas ciągnienia 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 pewien 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 jak najwyższej temperatury bez jego topienia przez długi czas i powolnym stygnięciu po dyfuzji różnych pierwiastków w stopie, który ma tendencję do równomiernego rozmieszczenia.

⑦ Wyżarzanie odprężające. Eliminuje naprężenia wewnętrzne odlewów stalowych i części 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.