1. Kalenie
1. Čo je kalenie?
Kalenie je proces tepelného spracovania používaný pre oceľ. Pri tomto procese sa oceľ zahrieva na teplotu nad kritickú teplotu Ac3 (pre hypereutektoidnú oceľ) alebo Ac1 (pre hypereutektoidnú oceľ). Potom sa po určitú dobu udržiava pri tejto teplote, aby sa úplne alebo čiastočne austenitizovala oceľ, a potom sa rýchlo ochladí pod Ms (alebo sa udržiava izotermicky blízko Ms) pri rýchlosti chladenia vyššej ako je kritická rýchlosť chladenia, aby sa premenila na martenzit ( alebo bainit). Kalenie sa používa aj na spracovanie tuhých roztokov a rýchle ochladzovanie materiálov, ako sú zliatiny hliníka, zliatiny medi, zliatiny titánu a tvrdené sklo.
2. Účel uhasenia:
1) Zlepšiť mechanické vlastnosti kovových výrobkov alebo častí. Napríklad zvyšuje tvrdosť a odolnosť nástrojov, ložísk atď., zvyšuje medzu pružnosti pružín, zlepšuje celkové mechanické vlastnosti častí hriadeľa atď.
2) Na zlepšenie materiálových alebo chemických vlastností špecifických druhov ocele, ako je zlepšenie odolnosti nehrdzavejúcej ocele proti korózii alebo zvýšenie permanentného magnetizmu magnetickej ocele, je dôležité starostlivo vybrať kaliace médium a použiť správnu metódu kalenia počas proces kalenia a chladenia. Bežne používané spôsoby kalenia zahŕňajú kalenie jednou kvapalinou, kalenie dvojitou kvapalinou, stupňovité kalenie, izotermické kalenie a lokálne kalenie. Každá metóda má svoje špecifické aplikácie a výhody.
3. Oceľové obrobky po kalení vykazujú tieto vlastnosti:
- Sú prítomné nestabilné štruktúry ako martenzit, bainit a zvyškový austenit.
- Existuje vysoký vnútorný stres.
- Mechanické vlastnosti nespĺňajú požiadavky. V dôsledku toho sa oceľové obrobky po kalení zvyčajne podrobujú popúšťaniu.
2. Temperovanie
1. Čo je temperovanie?
Temperovanie je proces tepelného spracovania, ktorý zahŕňa zahrievanie kalených kovových materiálov alebo častí na špecifickú teplotu, udržiavanie teploty po určitú dobu a ich následné ochladzovanie špecifickým spôsobom. Temperovanie sa vykonáva bezprostredne po kalení a je typicky posledným krokom pri tepelnom spracovaní obrobku. Kombinovaný proces kalenia a temperovania sa označuje ako konečná úprava.
2. Hlavné účely kalenia a temperovania sú:
- Temperovanie je nevyhnutné na zníženie vnútorného napätia a krehkosti kalených častí. Ak nie sú včas temperované, môžu sa tieto časti zdeformovať alebo prasknúť v dôsledku vysokého napätia a krehkosti spôsobenej kalením.
- Popúšťanie možno použiť aj na úpravu mechanických vlastností obrobku, ako je tvrdosť, pevnosť, plasticita a húževnatosť, aby sa splnili rôzne výkonnostné požiadavky.
- Okrem toho temperovanie pomáha stabilizovať veľkosť obrobku tým, že zaisťuje, že počas následného použitia nedochádza k žiadnej deformácii, pretože stabilizuje metalografickú štruktúru.
- Popúšťanie môže tiež zlepšiť rezný výkon určitých legovaných ocelí.
3. Úloha temperovania je:
Aby sa zabezpečilo, že obrobok zostane stabilný a počas používania neprejde štrukturálnou transformáciou, je dôležité zlepšiť stabilitu konštrukcie. To zahŕňa elimináciu vnútorného napätia, čo zase pomáha stabilizovať geometrické rozmery a zlepšiť výkon obrobku. Okrem toho môže temperovanie pomôcť upraviť mechanické vlastnosti ocele tak, aby spĺňali špecifické požiadavky na použitie.
Temperovanie má tieto účinky, pretože keď teplota stúpa, atómová aktivita sa zvyšuje, čo umožňuje atómom železa, uhlíka a iných zliatinových prvkov v oceli rýchlejšie difundovať. To umožňuje preskupenie atómov, transformáciu nestabilnej, nevyváženej štruktúry na stabilnú, vyváženú štruktúru.
Keď sa oceľ popúšťa, tvrdosť a pevnosť klesá, zatiaľ čo plasticita sa zvyšuje. Rozsah týchto zmien mechanických vlastností závisí od teploty popúšťania, pričom vyššie teploty vedú k väčším zmenám. V niektorých legovaných oceliach s vysokým obsahom legujúcich prvkov môže popúšťanie v určitom teplotnom rozsahu viesť k zrážaniu jemných zlúčenín kovov. To zvyšuje pevnosť a tvrdosť, jav známy ako sekundárne vytvrdzovanie.
Požiadavky na temperovanie: Rôzneopracované dielyvyžadujú temperovanie pri rôznych teplotách, aby sa splnili špecifické požiadavky na použitie. Tu sú odporúčané teploty popúšťania pre rôzne typy obrobkov:
1. Rezné nástroje, ložiská, nauhličované a kalené diely a povrchovo kalené diely sa zvyčajne popúšťajú pri nízkych teplotách pod 250°C. Výsledkom tohto procesu je minimálna zmena tvrdosti, zníženie vnútorného napätia a mierne zlepšenie húževnatosti.
2. Pružiny sú temperované na stredné teploty v rozmedzí 350-500°C pre dosiahnutie vyššej elasticity a potrebnej húževnatosti.
3. Časti vyrobené zo stredne uhlíkovej konštrukčnej ocele sú typicky temperované pri vysokých teplotách 500-600°C, aby sa dosiahla optimálna kombinácia pevnosti a húževnatosti.
Keď je oceľ popúšťaná pri teplote okolo 300 °C, môže sa stať krehkejšou, čo je jav známy ako prvý typ popúšťacej krehkosti. Vo všeobecnosti by sa temperovanie nemalo vykonávať v tomto teplotnom rozsahu. Niektoré konštrukčné ocele zo stredne uhlíkových zliatin sú tiež náchylné na krehkosť, ak sa po vysokoteplotnom popúšťaní pomaly ochladzujú na izbovú teplotu, čo je známy ako druhý typ popúšťacej krehkosti. Pridanie molybdénu do ocele alebo chladenie v oleji alebo vode počas popúšťania môže zabrániť druhému typu popúšťacej krehkosti. Opätovné zahriatie druhého typu temperovanej krehkej ocele na pôvodnú popúšťaciu teplotu môže túto krehkosť odstrániť.
Vo výrobe závisí výber teploty popúšťania od požiadaviek na výkon obrobku. Temperovanie je kategorizované na základe rôznych teplôt ohrevu na nízkoteplotné temperovanie, strednoteplotné temperovanie a vysokoteplotné temperovanie. Proces tepelného spracovania, ktorý zahŕňa kalenie, po ktorom nasleduje popúšťanie pri vysokej teplote, sa označuje ako popúšťanie, výsledkom čoho je vysoká pevnosť, dobrá plasticita a húževnatosť.
- Nízkoteplotné temperovanie: 150-250°C, M temperovanie. Tento proces znižuje vnútorné napätie a krehkosť, zlepšuje plasticitu a húževnatosť a vedie k vyššej tvrdosti a odolnosti proti opotrebovaniu. Zvyčajne sa používa na výrobu meracích nástrojov, rezných nástrojov, valivých ložísk atď.
- Stredneteplotné temperovanie: 350-500°C, T popúšťanie. Tento proces popúšťania má za následok vyššiu elasticitu, určitú plasticitu a tvrdosť. Bežne sa používa na výrobu pružín, kovacích zápustiek atď.
- Vysokoteplotné popúšťanie: 500-650°C, S popúšťanie. Tento proces má za následok dobré komplexné mechanické vlastnosti a často sa používa na výrobu ozubených kolies, kľukových hriadeľov atď.
3. Normalizácia
1. Čo je normalizácia?
Thecnc procesnormalizácia je tepelné spracovanie používané na zvýšenie húževnatosti ocele. Oceľový komponent sa zahreje na teplotu medzi 30 až 50 °C nad teplotou Ac3, udržiava sa na tejto teplote počas určitého časového obdobia a potom sa ochladí vzduchom mimo pece. Normalizácia zahŕňa rýchlejšie chladenie ako žíhanie, ale pomalšie chladenie ako kalenie. Tento proces má za následok zjemnenie kryštálových zŕn v oceli, zlepšenie pevnosti, húževnatosti (podľa hodnoty AKV) a zníženie sklonu súčiastky k praskaniu. Normalizácia môže výrazne zlepšiť komplexné mechanické vlastnosti nízkolegovaných oceľových plechov, výkovkov a odliatkov z nízkolegovanej ocele, ako aj zlepšiť rezný výkon.
2. Normalizácia má tieto účely a použitia:
1. Hypereutektoidná oceľ: Normalizácia sa používa na odstránenie prehriatych hrubozrnných a Widmanstattenových štruktúr v odliatkoch, výkovkoch a zvarencoch, ako aj pásikových štruktúr vo valcovaných materiáloch. Zušľachťuje zrná a môže sa použiť ako predhrievanie pred kalením.
2. Hypereutektoidná oceľ: Normalizácia môže eliminovať sieťový sekundárny cementit a zjemniť perlit, zlepšiť mechanické vlastnosti a uľahčiť následné sféroidizačné žíhanie.
3. Nízkouhlíkové, hlboko ťahané tenké oceľové dosky: Normalizácia môže eliminovať voľný cementit na hranici zŕn, čím sa zlepšuje výkon pri hlbokom ťahaní.
4. Nízkouhlíková oceľ a nízkouhlíková nízkolegovaná oceľ: Normalizáciou možno získať jemnejšie, vločkovité perlitové štruktúry, zvýšiť tvrdosť na HB140-190, vyhnúť sa javu „lepiaceho sa noža“ počas rezania a zlepšiť obrobiteľnosť. V situáciách, kde sa pre stredne uhlíkovú oceľ môže použiť normalizácia aj žíhanie, je normalizácia ekonomickejšia a pohodlnejšia.
5. Bežná stredne uhlíková konštrukčná oceľ: Normalizáciu možno použiť namiesto kalenia a vysokoteplotného popúšťania, keď nie sú potrebné vysoké mechanické vlastnosti, čím sa proces zjednoduší a zabezpečí stabilná oceľová štruktúra a veľkosť.
6. Vysokoteplotná normalizácia (150-200°C nad Ac3): Zníženie segregácie komponentov odliatkov a výkovkov v dôsledku vysokej rýchlosti difúzie pri vysokých teplotách. Hrubé zrná možno zjemniť následnou druhou normalizáciou pri nižšej teplote.
7. Nízko- a stredne uhlíkové legované ocele používané v parných turbínach a kotloch: Normalizácia sa používa na získanie bainitovej štruktúry, po ktorej nasleduje popúšťanie pri vysokej teplote pre dobrú odolnosť proti tečeniu pri 400-550°C.
8. Okrem oceľových dielov a oceľových materiálov sa normalizácia široko používa aj pri tepelnom spracovaní tvárnej liatiny na získanie perlitovej matrice a zlepšenie pevnosti tvárnej liatiny. Charakteristiky normalizácie zahŕňajú chladenie vzduchom, takže okolitá teplota, spôsob stohovania, prúdenie vzduchu a veľkosť obrobku majú vplyv na štruktúru a výkon po normalizácii. Normalizačnú štruktúru možno použiť aj ako klasifikačnú metódu pre legovanú oceľ. Typicky sa legovaná oceľ kategorizuje na perlitovú oceľ, bainitovú oceľ, martenzitovú oceľ a austenitovú oceľ v závislosti od štruktúry získanej vzduchovým chladením po zahriatí vzorky s priemerom 25 mm na 900 °C.
4. Žíhanie
1. Čo je to žíhanie?
Žíhanie je proces tepelného spracovania kovu. Zahŕňa pomalé zahrievanie kovu na určitú teplotu, udržiavanie na tejto teplote po určitú dobu a následné ochladzovanie vhodnou rýchlosťou. Žíhanie možno kategorizovať na úplné žíhanie, neúplné žíhanie a žíhanie na zmiernenie stresu. Mechanické vlastnosti žíhaných materiálov je možné posúdiť pomocou ťahových skúšok alebo skúšok tvrdosti. Mnohé ocele sú dodávané v žíhanom stave. Tvrdosť ocele je možné vyhodnotiť pomocou Rockwellovho tvrdomeru, ktorý meria tvrdosť HRB. Pre tenšie oceľové dosky, oceľové pásy a tenkostenné oceľové rúry možno na meranie tvrdosti HRT použiť povrchový tvrdomer podľa Rockwella.
2. Účelom žíhania je:
- Zlepšiť alebo odstrániť rôzne štrukturálne chyby a zvyškové napätia spôsobené oceľou pri procesoch odlievania, kovania, valcovania a zvárania, aby sa zabránilo deformácii a praskaniudiely odlievané pod tlakom.
- Zmäkčiť obrobok na rezanie.
- Zjemnite zrná a zlepšite štruktúru na zlepšenie mechanických vlastností obrobku.
- Pripravte štruktúru na konečné tepelné spracovanie (kalenie a temperovanie).
3. Bežné procesy žíhania sú:
① Kompletné žíhanie.
Na zlepšenie mechanických vlastností stredne a nízkouhlíkovej ocele po odlievaní, kovaní a zváraní je potrebné zušľachťovať hrubú prehriatu štruktúru. Proces zahŕňa zahriatie obrobku na teplotu 30-50 °C nad bodom, pri ktorom sa všetok ferit transformuje na austenit, udržiavanie tejto teploty po určitú dobu a potom postupné ochladzovanie obrobku v peci. Keď sa obrobok ochladzuje, austenit sa opäť transformuje, čo vedie k jemnejšej štruktúre ocele.
② Sferoidizačné žíhanie.
Aby ste znížili vysokú tvrdosť nástrojovej ocele a ložiskovej ocele po kovaní, musíte obrobok zahriať na teplotu, ktorá je o 20-40 ℃ nad bodom, pri ktorom oceľ začína vytvárať austenit, udržiavať ho v teple a potom ho pomaly ochladiť. Ochladzovaním obrobku sa lamelový cementit v perlite mení na guľovitý tvar, čo znižuje tvrdosť ocele.
③ Izotermické žíhanie.
Tento proces sa používa na zníženie vysokej tvrdosti určitých legovaných konštrukčných ocelí s vysokým obsahom niklu a chrómu na spracovanie rezaním. Typicky sa oceľ rýchlo ochladí na najnestabilnejšiu teplotu austenitu a potom sa udržuje na vysokej teplote počas určitého časového obdobia. To spôsobí premenu austenitu na troostit alebo sorbit, čo vedie k zníženiu tvrdosti.
④ Rekryštalizačné žíhanie.
Proces sa používa na zníženie tvrdnutia kovových drôtov a tenkých dosiek, ku ktorému dochádza pri ťahaní za studena a valcovaní za studena. Kov sa zahrieva na teplotu, ktorá je vo všeobecnosti 50-150 °C pod bodom, pri ktorom oceľ začína vytvárať austenit. To umožňuje elimináciu účinkov tvrdnutia a zmäkčuje kov.
⑤ Grafitizačné žíhanie.
Aby sa liatina s vysokým obsahom cementitu premenila na kujnú liatinu s dobrou plasticitou, proces zahŕňa zahriatie odliatku na teplotu približne 950 °C, udržiavanie tejto teploty po určitú dobu a následné ochladenie, aby sa rozbil cementit a generovať vločkovitý grafit.
⑥ Difúzne žíhanie.
Tento proces sa používa na vyrovnanie chemického zloženia zliatinových odliatkov a zvýšenie ich výkonu. Metóda zahŕňa zahriatie odliatku na najvyššiu možnú teplotu bez tavenia, udržiavanie tejto teploty po dlhšiu dobu a následné pomalé ochladzovanie. To umožňuje rôznym prvkom v zliatine difundovať a rovnomerne sa rozložiť.
⑦ Žíhanie na zmiernenie stresu.
Tento proces sa používa na zníženie vnútorného napätia v oceľových odliatkoch a zváraných dieloch. Pri oceľových výrobkoch, ktoré začnú tvoriť austenit po zahriatí na teplotu 100-200 °C nižšiu, by sa mali udržiavať v teple a potom ochladzovať na vzduchu, aby sa eliminovalo vnútorné napätie.
Ak chcete vedieť viac alebo sa opýtať, neváhajte kontaktovaťinfo@anebon.com.
Výhody Anebonu sú nižšie poplatky, dynamický príjmový tím, špecializovaná kontrola kvality, robustné továrne, prémiové služby preservis obrábania hliníkaacnc obrábanie sústružníckych dielovvykonávanie služby. Spoločnosť Anebon si stanovila cieľ v pokračujúcich systémových inováciách, inováciách manažmentu, elitných inováciách a sektorových inováciách, naplno využívala celkové výhody a neustále zlepšovala podporu excelentnosti.
Čas odoslania: 14. august 2024