Ako rozlíšiť kalenie, temperovanie, normalizáciu, žíhanie

Čo je temperovanie?

Temperovanie je proces tepelného spracovania, pri ktorom sa ochladený kovový materiál alebo časť ohrieva na určitú teplotu, udržiava sa po určitú dobu a potom sa určitým spôsobom ochladzuje. Popúšťanie je operácia, ktorá sa vykonáva bezprostredne po kalení a je zvyčajne poslednou časťou tepelného spracovania obrobku. Proces, preto sa kombinovaný proces kalenia a temperovania nazýva konečná úprava. Hlavným účelom kalenia a temperovania je:

1) Znížte vnútorné napätie a znížte krehkosť. Kalené časti majú veľké napätie a krehkosť. Ak nie sú včas temperované, budú mať tendenciu sa deformovať alebo dokonca prasknúť.

2) Upravte mechanické vlastnosti obrobku. Po kalení má obrobok vysokú tvrdosť a vysokú krehkosť. Aby sa splnili rôzne požiadavky na výkon rôznych obrobkov, môže sa upraviť temperovaním, tvrdosťou, pevnosťou, plasticitou a húževnatosťou.

3) Stabilizujte veľkosť obrobku. Metalografickú štruktúru je možné stabilizovať temperovaním, aby sa zabezpečilo, že v budúcom procese použitia nenastane žiadna deformácia.

4) Zlepšite rezný výkon určitých legovaných ocelí.
Účinok temperovania je:

① Zlepšite stabilitu organizácie, aby sa štruktúra obrobku počas používania už nemenila, aby geometrická veľkosť a výkon obrobku zostali stabilné.

② Odstráňte vnútorné napätie s cieľom zlepšiť výkon obrobku a stabilizovať geometrickú veľkosť obrobku.

③ Upravte mechanické vlastnosti ocele tak, aby vyhovovali požiadavkám použitia.

Dôvodom, prečo má temperovanie tieto účinky je, že keď teplota stúpa, zvyšuje sa atómová aktivita a atómy železa, uhlíka a iných legujúcich prvkov v oceli môžu rýchlejšie difundovať, aby sa realizovalo preskupenie a kombinácia atómov, čo ju robí nestabilnou. nevyvážená organizácia sa postupne pretransformovala na stabilnú, vyváženú organizáciu. Eliminácia vnútorného napätia súvisí aj s poklesom pevnosti kovu pri zvyšovaní teploty. Keď sa všeobecná oceľ popúšťa, tvrdosť a pevnosť klesá a plasticita sa zvyšuje. Čím vyššia je teplota popúšťania, tým väčšia je zmena týchto mechanických vlastností. Niektoré legované ocele s vyšším obsahom legujúcich prvkov budú pri popúšťaní v určitom teplotnom rozsahu vyzrážať jemné častice zlúčenín kovov, čo zvýši pevnosť a tvrdosť. Tento jav sa nazýva sekundárne vytvrdzovanie.
Požiadavky na temperovanie: obrobky s rôznymi účelmi by mali byť temperované pri rôznych teplotách, aby sa splnili požiadavky pri používaní.

① Nástroje, ložiská, nauhličované a kalené diely a povrchovo kalené diely sa zvyčajne temperujú pri nízkej teplote pod 250 °C. Tvrdosť sa po nízkoteplotnom popúšťaní zmení len málo, vnútorné napätie sa zníži a húževnatosť sa mierne zlepší.

② Pružina je temperovaná pri strednej teplote pri 350 až 500 ℃, aby sa získala vyššia elasticita a potrebná húževnatosť.

③ Časti vyrobené zo stredne uhlíkovej konštrukčnej ocele sú zvyčajne temperované pri vysokej teplote pri 500 až 600 ℃, aby sa dosiahla dobrá zhoda vhodnej pevnosti a húževnatosti.

Keď sa oceľ popúšťa pri teplote okolo 300 °C, často sa zvyšuje jej krehkosť. Tento jav sa nazýva prvý typ popúšťacej krehkosti. Vo všeobecnosti by sa nemal temperovať v tomto teplotnom rozsahu. Určité stredne uhlíkové legované konštrukčné ocele sú tiež náchylné na skrehnutie, ak sa po vysokoteplotnom temperovaní pomaly ochladzujú na izbovú teplotu. Tento jav sa nazýva druhý typ popúšťacej krehkosti. Pridanie molybdénu do ocele alebo chladenie v oleji alebo vode počas popúšťania môže zabrániť druhému typu popúšťacej krehkosti. Tento druh krehkosti možno eliminovať opätovným zahriatím druhého typu temperovanej krehkej ocele na pôvodnú popúšťaciu teplotu.

Vo výrobe sa často vychádza z požiadaviek na výkon obrobku. Podľa rozdielnej teploty ohrevu sa temperovanie delí na nízkoteplotné temperovanie, stredne teplotné temperovanie a vysokoteplotné temperovanie. Proces tepelného spracovania, ktorý kombinuje kalenie a následné popúšťanie pri vysokej teplote, sa nazýva kalenie a popúšťanie, čo znamená, že má vysokú pevnosť a dobrú plastickú húževnatosť.

1. Nízkoteplotné popúšťanie: 150-250°C, M cykly, znižujú vnútorné napätie a krehkosť, zlepšujú plastickú húževnatosť a majú vyššiu tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu. Používa sa na výrobu meracích nástrojov, rezných nástrojov, valivých ložísk atď.

2. Stredné temperovanie: 350-500 ℃, T cyklus, s vysokou elasticitou, určitou plasticitou a tvrdosťou. Používa sa na výrobu pružín, kovacích zápustiek atď.CNC obrábacia časť

3. Vysokoteplotné temperovanie: 500-650 ℃, S čas, s dobrými komplexnými mechanickými vlastnosťami. Používa sa na výrobu ozubených kolies, kľukových hriadeľov atď.
Čo je normalizácia?

Normalizácia je tepelné spracovanie, ktoré zlepšuje húževnatosť ocele. Potom, čo sa oceľový komponent zahreje na 30~50 °C nad teplotu Ac3, udržiava sa určitý čas teplý a potom sa ochladí vzduchom. Hlavnou vlastnosťou je, že rýchlosť chladenia je rýchlejšia ako žíhanie a nižšia ako kalenie. Počas normalizácie môžu byť kryštálové zrná ocele zjemnené o niečo rýchlejším chladením. Nielenže sa dá dosiahnuť uspokojivá pevnosť, ale aj húževnatosť (hodnota AKV) sa môže výrazne zlepšiť a znížiť sklon súčiastky k praskaniu. -Po normalizovanom spracovaní niektorých nízkolegovaných oceľových plechov valcovaných za tepla, výkovkov a odliatkov z nízkolegovanej ocele sa môžu výrazne zlepšiť komplexné mechanické vlastnosti materiálov a tiež sa zlepší rezný výkon.hliníková časť

Normalizácia má nasledujúce účely a použitia:

① Pre hypoeutektoidné ocele sa normalizácia používa na odstránenie prehriatej hrubozrnnej štruktúry a Widmanstattenovej štruktúry odliatkov, výkovkov a zvarencov a pásovej štruktúry vo valcovaných materiáloch; rafinovať zrná; a môže sa použiť ako predhriatie pred kalením.

② Pri hypereutektoidných oceliach môže normalizácia eliminovať sieťovaný sekundárny cementit a zušľachťovať perlit, čo nielen zlepšuje mechanické vlastnosti, ale tiež uľahčuje následné sféroidizačné žíhanie.

③ V prípade tenkých oceľových plechov s nízkym obsahom uhlíka môže normalizácia eliminovať voľný cementit na hranici zŕn, aby sa zlepšil výkon pri hlbokom ťahaní.

④ Pre nízkouhlíkovú oceľ a nízkouhlíkovú nízkolegovanú oceľ môže normalizácia získať viac vločkovej perlitovej štruktúry, zvýšiť tvrdosť na HB140-190, vyhnúť sa fenoménu „lepiaceho sa noža“ počas rezania a zlepšiť opracovateľnosť. Pre stredne uhlíkovú oceľ je ekonomickejšie a pohodlnejšie použiť normalizáciu, keď je k dispozícii normalizácia aj žíhanie.5-osový obrobený diel

⑤ Pre bežné stredne uhlíkové konštrukčné ocele, kde mechanické vlastnosti nie sú vysoké, je možné namiesto kalenia a vysokoteplotného popúšťania použiť normalizáciu, ktorá je nielen ľahko ovládateľná, ale aj stabilná v štruktúre a veľkosti ocele.

⑥ Normalizácia pri vysokej teplote (150～200℃ nad Ac3) môže znížiť segregáciu zloženia odliatkov a výkovkov v dôsledku vysokej rýchlosti difúzie pri vysokej teplote. Hrubé zrná po vysokoteplotnej normalizácii môžu byť zjemnené druhou nižšou teplotnou normalizáciou.

⑦ Pre niektoré nízko a stredne uhlíkové legované ocele používané v parných turbínach a kotloch sa normalizácia často používa na získanie bainitovej štruktúry a potom po vysokoteplotnom temperovaní má dobrú odolnosť proti tečeniu pri použití pri 400-550 ℃.

⑧ Okrem oceľových dielov a ocele sa normalizácia široko používa aj pri tepelnom spracovaní tvárnej liatiny na získanie perlitovej matrice a zlepšenie pevnosti tvárnej liatiny.

Keďže charakteristikou normalizácie je chladenie vzduchom, okolitá teplota, spôsob stohovania, prúdenie vzduchu a veľkosť obrobku ovplyvňujú organizáciu a výkon po normalizácii. Normalizačnú štruktúru možno použiť aj ako klasifikačnú metódu pre legovanú oceľ. Vo všeobecnosti sa legované ocele delia na perlitovú oceľ, bainitovú oceľ, martenzitickú oceľ a austenitickú oceľ na základe štruktúry získanej vzduchovým chladením po zahriatí vzorky s priemerom 25 mm na 900°C.
Čo je to žíhanie?

Žíhanie je proces tepelného spracovania kovu, ktorý pomaly ohrieva kov na určitú teplotu, udržuje ho dostatočne dlho a potom ho ochladzuje vhodnou rýchlosťou. Tepelné spracovanie žíhaním sa delí na úplné žíhanie, neúplné žíhanie a žíhanie na odľahčenie napätia. Mechanické vlastnosti žíhaných materiálov možno testovať skúškou ťahom alebo skúškou tvrdosti. Mnohé ocele sú dodávané v tepelne žíhanom stave. Tvrdosť ocele môže byť testovaná Rockwellovým tvrdomerom na testovanie tvrdosti HRB. Pre tenšie oceľové dosky, oceľové pásy a tenkostenné oceľové rúry možno na testovanie tvrdosti HRT použiť povrchový tvrdomer Rockwell. .

Účelom žíhania je:

① Zlepšite alebo odstráňte rôzne štrukturálne chyby a zvyškové napätia spôsobené odlievaním ocele, kovaním, valcovaním a zváraním a zabráňte deformácii a praskaniu obrobku.

② Zmäknite obrobok na rezanie.

③ Zjemnite zrná a zlepšite štruktúru, aby ste zlepšili mechanické vlastnosti obrobku.

④ Pripravte organizáciu na konečné tepelné spracovanie (kalenie, temperovanie).
Bežne používané procesy žíhania sú:

① Úplne žíhané. Používa sa na zušľachťovanie hrubej prehriatej štruktúry so zlými mechanickými vlastnosťami po odlievaní, kovaní a zváraní stredne a nízkouhlíkovej ocele. Zahrejte obrobok na 30-50 °C nad teplotu, pri ktorej sa všetok ferit premení na austenit, držte ho určitý čas a potom pomaly ochladzujte v peci. Počas procesu chladenia sa austenit opäť transformuje, aby bola oceľová konštrukcia jemnejšia. .

② Sferoidizačné žíhanie. Používa sa na zníženie vysokej tvrdosti nástrojovej ocele a ložiskovej ocele po kovaní. Obrobok sa zahreje na 20-40 °C nad teplotu, pri ktorej oceľ začína vytvárať austenit, a potom sa po udržaní teploty pomaly ochladí. Počas procesu chladenia sa lamelárny cementit v perlite stáva sférickým, čím sa znižuje tvrdosť.

③ Izotermické žíhanie. Používa sa na zníženie vysokej tvrdosti niektorých legovaných konštrukčných ocelí s vyšším obsahom niklu a chrómu na rezanie. Vo všeobecnosti sa najprv ochladí na najnestabilnejšiu teplotu austenitu pomerne rýchlou rýchlosťou a po správnom čase sa austenit premení na troostit alebo sorbit a tvrdosť sa môže znížiť.

④ Rekryštalizačné žíhanie. Používa sa na odstránenie javu tvrdnutia (zvýšenie tvrdosti a zníženie plasticity) kovového drôtu a plechu pri ťahaní za studena a valcovaní za studena. Teplota ohrevu je všeobecne o 50 až 150 °C nižšia ako teplota, pri ktorej oceľ začína vytvárať austenit. Len tak je možné eliminovať efekt mechanického spevnenia a zmäkčiť kov.

⑤ Grafitizačné žíhanie. Používa sa na výrobu liatiny obsahujúcej veľké množstvo cementitu na temperovanú liatinu s dobrou plasticitou. Procesná operácia spočíva v zahriatí odliatku na približne 950 °C, jeho udržiavaní v teple počas určitého časového obdobia a potom ho vhodne ochladiť, aby sa cementit rozložil a vytvoril sa vločkovitý grafit.

⑥ Difúzne žíhanie. Používa sa na homogenizáciu chemického zloženia zliatinových odliatkov a zlepšenie ich výkonu. Metóda spočíva v zahriatí odliatku na najvyššiu možnú teplotu bez roztavenia a jeho udržaní po dlhú dobu a následného pomalého ochladzovania potom, čo sa difúzia rôznych prvkov v zliatine zvykne rovnomerne rozložiť.

⑦ Žíhanie na zmiernenie stresu. Používa sa na elimináciu vnútorného pnutia oceľových odliatkov a zváraných dielov. Pri oceľových výrobkoch je teplota, pri ktorej sa po zahriatí začína vytvárať austenit, 100-200 ℃ a vnútorné napätie možno eliminovať ochladzovaním na vzduchu po udržiavaní teploty.