Kako razlikovati kaljenje, kaljenje, normalizacijo, žarjenje

Kaj je kaljenje?

Kaljenje je postopek toplotne obdelave, pri katerem se kaljeni kovinski material ali del segreje na določeno temperaturo, vzdržuje določen čas in nato na določen način ohladi. Kaljenje je operacija, ki se izvaja takoj po kaljenju in je običajno zadnji del toplotne obdelave obdelovanca. Postopek, zato se kombinirani postopek kaljenja in popuščanja imenuje končna obdelava. Glavni namen kaljenja in popuščanja je:

1) Zmanjšajte notranji stres in zmanjšajte krhkost. Kaljeni deli so močno obremenjeni in krhki. Če jih ne kalimo pravočasno, se lahko deformirajo ali celo počijo.

2) Prilagodite mehanske lastnosti obdelovanca. Po kaljenju ima obdelovanec visoko trdoto in visoko krhkost. Da bi izpolnili različne zahteve glede zmogljivosti različnih obdelovancev, ga je mogoče prilagoditi s kaljenjem, trdoto, trdnostjo, plastičnostjo in žilavostjo.

3) Stabilizirajte velikost obdelovanca. Metalografsko strukturo je mogoče stabilizirati s kaljenjem, da zagotovimo, da v procesu uporabe v prihodnosti ne pride do deformacij.

4) Izboljšajte rezalno zmogljivost nekaterih legiranih jekel.
Učinek kaljenja je:

① Izboljšajte stabilnost organizacije, tako da se struktura obdelovanca med uporabo ne spreminja več, tako da geometrijska velikost in zmogljivost obdelovanca ostaneta stabilni.

② Odpravite notranjo napetost, da izboljšate zmogljivost obdelovanca in stabilizirate geometrijsko velikost obdelovanca.

③ Prilagodite mehanske lastnosti jekla, da ustrezajo zahtevam uporabe.

Razlog, zakaj ima kaljenje te učinke, je v tem, da ko se temperatura dvigne, se atomska aktivnost poveča, atomi železa, ogljika in drugih legirnih elementov v jeklu pa lahko hitreje difundirajo, da se izvede preureditev in kombinacija atomov, zaradi česar je nestabilno. neuravnotežena organizacija se je postopoma spremenila v stabilno, uravnoteženo organizacijo. Odprava notranje napetosti je povezana tudi z zmanjšanjem trdnosti kovine, ko se temperatura dvigne. Pri kaljenju splošnega jekla se trdota in trdnost zmanjšata, plastičnost pa se poveča. Višja kot je temperatura popuščanja, večja je sprememba teh mehanskih lastnosti. Nekatera legirana jekla z večjo vsebnostjo legirnih elementov bodo pri kaljenju v določenem temperaturnem območju izločila nekaj drobnih delcev kovinskih spojin, kar bo povečalo trdnost in trdoto. Ta pojav imenujemo sekundarno utrjevanje.
Zahteve za kaljenje: obdelovanci za različne namene morajo biti kaljeni pri različnih temperaturah, da izpolnijo zahteve pri uporabi.

① Orodja, ležaji, naogljičeni in utrjeni deli ter površinsko utrjeni deli so običajno kaljeni pri nizki temperaturi pod 250 °C. Trdota se po popuščanju pri nizki temperaturi malo spremeni, notranja napetost se zmanjša, žilavost pa se rahlo izboljša.

② Vzmet je kaljena pri srednji temperaturi pri 350～500 ℃, da se pridobi večja elastičnost in potrebna žilavost.

③ Deli iz srednje ogljikovega konstrukcijskega jekla so običajno kaljeni pri visoki temperaturi pri 500 ~ 600 ℃, da se dobro ujemata z ustrezno trdnostjo in žilavostjo.

Ko je jeklo kaljeno pri približno 300 °C, se pogosto poveča njegova krhkost. Ta pojav se imenuje prva vrsta temper krhkosti. Na splošno se ne sme kaliti v tem temperaturnem območju. Nekatera srednje ogljikova legirana konstrukcijska jekla so prav tako nagnjena k krhkosti, če se po popuščanju pri visoki temperaturi počasi ohladijo na sobno temperaturo. Ta pojav se imenuje druga vrsta temper krhkosti. Dodajanje molibdena jeklu ali hlajenje v olju ali vodi med kaljenjem lahko prepreči drugo vrsto krhkosti pri kaljenju. To vrsto krhkosti je mogoče odpraviti s ponovnim segrevanjem druge vrste kaljenega krhkega jekla na prvotno temperaturo popuščanja.

V proizvodnji pogosto temelji na zahtevah glede zmogljivosti obdelovanca. Glede na različne temperature ogrevanja se kaljenje deli na nizkotemperaturno kaljenje, srednjetemperaturno kaljenje in visokotemperaturno kaljenje. Postopek toplotne obdelave, ki združuje kaljenje in poznejše popuščanje pri visoki temperaturi, se imenuje kaljenje in popuščanje, kar pomeni, da ima visoko trdnost in dobro plastično žilavost.

1. Nizkotemperaturno kaljenje: 150-250 °C, M cikli, zmanjša notranjo napetost in krhkost, izboljša plastično žilavost in ima večjo trdoto in odpornost proti obrabi. Uporablja se za izdelavo merilnih orodij, rezalnih orodij, kotalnih ležajev itd.

2. Vmesno temperaturno kaljenje: 350-500 ℃, T cikel, z visoko elastičnostjo, določeno plastičnostjo in trdoto. Uporablja se za izdelavo vzmeti, kovanje itd.CNC obdelovalni del

3. Visokotemperaturno kaljenje: 500-650 ℃, S čas, z dobrimi celovitimi mehanskimi lastnostmi. Uporablja se za izdelavo zobnikov, ročičnih gredi itd.
Kaj se normalizira?

Normalizacija je toplotna obdelava, ki izboljša žilavost jekla. Ko se jeklena komponenta segreje na 30 ~ 50 °C nad temperaturo Ac3, se nekaj časa ohranja na toplem in nato zračno ohladi. Glavna značilnost je, da je hitrost ohlajanja hitrejša od žarjenja in nižja od kaljenja. Med normalizacijo lahko kristalna zrna jekla prečistimo pri nekoliko hitrejšem ohlajanju. Ne samo, da je mogoče doseči zadovoljivo trdnost, ampak tudi žilavost (vrednost AKV) je mogoče znatno izboljšati in zmanjšati nagnjenost komponente k pokanju. - Po normalizirani obdelavi nekaterih nizkolegiranih vroče valjanih jeklenih plošč, nizkolegiranih jeklenih odkovkov in ulitkov je mogoče močno izboljšati celovite mehanske lastnosti materialov, izboljšana pa je tudi rezalna zmogljivost.aluminijasti del

Normalizacija ima naslednje namene in uporabe:

① Za hipoevtektoidna jekla se normaliziranje uporablja za odpravo pregrete grobozrnate strukture in Widmanstattenove strukture litin, kovanja in zvarov ter tračne strukture v valjanih materialih; prečistiti zrna; in se lahko uporablja kot predtoplotna obdelava pred kaljenjem.

② Za nadevtektoidna jekla lahko normalizacija odstrani mrežasti sekundarni cementit in prečisti perlit, kar ne le izboljša mehanske lastnosti, ampak tudi olajša kasnejše sferoidizirajoče žarjenje.

③ Pri tankih jeklenih pločevinah z nizko vsebnostjo ogljika lahko normalizacija odstrani prosti cementit na meji zrn, da se izboljša učinkovitost globokega vlečenja.

④ Za jeklo z nizko vsebnostjo ogljika in nizkolegirano jeklo z nizko vsebnostjo ogljika lahko z normalizacijo pridobite več luskaste perlitne strukture, povečate trdoto na HB140-190, preprečite pojav "zatikanja noža" med rezanjem in izboljšate obdelovalnost. Za srednje ogljikovo jeklo je bolj ekonomično in priročno uporabiti normalizacijo, če sta na voljo normalizacija in žarjenje.5-osno obdelan del

⑤ Za običajna srednje ogljikova konstrukcijska jekla, kjer mehanske lastnosti niso visoke, se lahko namesto kaljenja in visokotemperaturnega popuščanja uporabi normalizacija, ki ni le enostavna za uporabo, ampak je tudi stabilna v strukturi in velikosti jekla.

⑥ Visokotemperaturna normalizacija (150 ~ 200 ℃ nad Ac3) lahko zmanjša segregacijo sestave ulitkov in odkovkov zaradi visoke stopnje difuzije pri visoki temperaturi. Groba zrna po normalizaciji pri visoki temperaturi se lahko prečistijo z drugo normalizacijo pri nižji temperaturi.

⑦ Za nekatera legirana jekla z nizko in srednjo vsebnostjo ogljika, ki se uporabljajo v parnih turbinah in kotlih, se normalizacija pogosto uporablja za pridobitev strukture bainita, nato pa ima po popuščanju pri visoki temperaturi dobro odpornost proti lezenju, če se uporablja pri 400–550 ℃.

⑧ Poleg jeklenih delov in jekla se normalizacija pogosto uporablja tudi pri toplotni obdelavi nodularne litine za pridobitev perlitne matrice in izboljšanje trdnosti nodularne litine.

Ker je značilnost normalizacije zračno hlajenje, temperatura okolja, način zlaganja, pretok zraka in velikost obdelovanca vplivajo na organizacijo in delovanje po normalizaciji. Normalizacijska struktura se lahko uporablja tudi kot metoda razvrščanja za legirano jeklo. Na splošno se legirana jekla delijo na perlitno jeklo, bainitno jeklo, martenzitno jeklo in avstenitno jeklo glede na strukturo, ki jo dobimo z zračnim hlajenjem po tem, ko vzorec s premerom 25 mm segrejemo na 900 °C.
Kaj je žarjenje?

Žarjenje je postopek toplotne obdelave kovine, pri katerem se kovina počasi segreje na določeno temperaturo, jo zadrži dovolj časa in nato ohladi z ustrezno hitrostjo. Toplotna obdelava z žarjenjem je razdeljena na popolno žarjenje, nepopolno žarjenje in žarjenje za razbremenitev napetosti. Mehanske lastnosti žarjenih materialov je mogoče preizkusiti z nateznim preskusom ali preskusom trdote. Veliko jekel je dobavljenih v žarjenem stanju toplotne obdelave. Trdoto jekla je mogoče preizkusiti s testerjem trdote Rockwell za testiranje trdote HRB. Za tanjše jeklene plošče, jeklene trakove in jeklene cevi s tankimi stenami se lahko za testiranje trdote HRT uporablja površinski tester trdote Rockwell. .

Namen žarjenja je:

① Izboljšajte ali odpravite različne strukturne napake in zaostale napetosti, ki jih povzročajo litje jekla, kovanje, valjanje in varjenje, ter preprečite deformacijo in razpoke obdelovanca.

② Zmehčajte obdelovanec za rezanje.

③ Prečistite zrna in izboljšajte strukturo, da izboljšate mehanske lastnosti obdelovanca.

④ Pripravite organizacijo za končno toplotno obdelavo (kaljenje, popuščanje).
Običajno uporabljeni postopki žarjenja so:

① Popolnoma žarjeno. Uporablja se za izboljšanje grobe pregrete strukture s slabimi mehanskimi lastnostmi po litju, kovanju in varjenju srednje- in nizkoogljičnega jekla. Obdelovanec segrejte na 30-50 ℃ nad temperaturo, pri kateri se ves ferit pretvori v avstenit, držite nekaj časa in nato počasi ohladite s pečjo. Med postopkom ohlajanja se avstenit ponovno transformira, da postane struktura jekla finejša. .

② Sferoidizirajoče žarjenje. Uporablja se za zmanjšanje visoke trdote orodnega jekla in ležajnega jekla po kovanju. Obdelovanec se segreje na 20-40 °C nad temperaturo, pri kateri jeklo začne tvoriti avstenit, nato pa se po vzdrževanju temperature počasi ohladi. Med procesom ohlajanja lamelni cementit v perlitu postane sferičen, s čimer se zmanjša trdota.

③ Izotermno žarjenje. Uporablja se za zmanjšanje visoke trdote nekaterih legiranih konstrukcijskih jekel z višjo vsebnostjo niklja in kroma za rezanje. Na splošno se najprej ohladi na najbolj nestabilno temperaturo avstenita z razmeroma hitro hitrostjo in po zadrževanju v ustreznem času se avstenit pretvori v troostit ali sorbit in trdoto lahko zmanjšamo.

④ Rekristalizacijsko žarjenje. Uporablja se za odpravo pojava utrjevanja (povečanje trdote in zmanjšanje plastičnosti) kovinske žice in pločevine med hladnim vlečenjem in hladnim valjanjem. Temperatura segrevanja je običajno 50 do 150 °C pod temperaturo, pri kateri jeklo začne tvoriti avstenit. Samo na ta način je mogoče odpraviti učinek utrjevanja in zmehčati kovino.

⑤ Grafitizacijsko žarjenje. Uporablja se za predelavo litega železa, ki vsebuje veliko cementita, v temprano lito železo z dobro plastičnostjo. Proces je segreti ulitek na približno 950 °C, ga vzdrževati na toplem določen čas in nato ustrezno ohladiti, da se cementit razgradi in nastane kosmičast grafit.

⑥ Difuzijsko žarjenje. Uporablja se za homogenizacijo kemične sestave ulitkov zlitin in izboljšanje njihove učinkovitosti. Metoda je, da se ulitek segreje na najvišjo možno temperaturo, ne da bi se stopil, in ga hranimo dlje časa, nato pa se počasi ohladi, potem ko se difuzija različnih elementov v zlitini želi enakomerno porazdeliti.

⑦ Žarjenje za razbremenitev napetosti. Uporablja se za odpravo notranjih napetosti jeklenih ulitkov in delov za varjenje. Za jeklene izdelke je temperatura, pri kateri se začne tvoriti avstenit po segrevanju, 100-200 ℃, notranjo napetost pa je mogoče odpraviti s hlajenjem na zraku po vzdrževanju temperature.