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 postopek, ki se izvaja takoj po kaljenju in je običajno zadnji del toplotne obdelave obdelovanca. Kombinirani postopek kaljenja in popuščanja se imenuje končna obdelava. Glavni namen kaljenja in popuščanja je:

1) Zmanjšajte notranji stres in zmanjšajte krhkost. Kaljeni deli imajo znatno napetost in krhkost. Če jih ne kalite pravočasno, se lahko deformirajo ali celo počijo.

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

3) Stabilizirajte velikost obdelovanca. Metalografsko strukturo je mogoče stabilizirati s temperiranjem, da preprečimo deformacijo med prihodnjo uporabo.

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 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, da ko se temperatura dvigne, se atomska aktivnost poveča. Atomi železa, ogljika in drugih legirnih elementov v jeklu lahko hitreje difundirajo, da dosežejo prerazporeditev in kombinacijo delcev, zaradi česar je nestabilno. Neuravnotežena organizacija se je postopoma preobrazila v stabilno, uravnoteženo organizacijo. Odprava notranjih 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, pomembnejša 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: Obdelovance za različne namene je treba kaliti pri različnih temperaturah, da ustrezajo zahtevam za uporabo.

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

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

③ Deli iz srednje ogljikovega konstrukcijskega jekla so običajno kaljeni pri visokih temperaturah 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 delimo kaljenje na nizkotemperaturno, srednjetemperaturno in visokotemperaturno. Postopek toplotne obdelave, ki združuje kaljenje in kasnejše 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 notranje napetosti in krhkost, izboljša plastično žilavost in ima večjo trdoto in odpornost proti obrabi. Včasih sem izdeloval merilna orodja, rezalna orodja, kotalne ležaje itd.

2. Vmesno temperaturno kaljenje: 350-500 ℃, T cikel, visoka elastičnost, določena plastičnost in trdota. Uporablja se za izdelavo vzmeti, kovanje itd.CNC obdelovalni del

3. Visokotemperaturno kaljenje: 500-650 ℃, S čas, z dobrimi celovitimi mehanskimi lastnostmi. Včasih sem delal zobnike, ročične 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 ohranja topla in zračno hlajena. 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 je mogoče tudi znatno izboljšati in zmanjšati žilavost (vrednost AKV) – nagnjenost komponente k pokanju. -Po normalizirani obdelavi nekaterih nizkolegiranih vroče valjanih jeklenih plošč, nizkolegiranih jeklenih odkovkov in ulitkov se lahko celovite mehanske lastnosti materialov bistveno izboljšajo, izboljšana pa je tudi rezalna zmogljivost.aluminijasti del

Normalizacija ima naslednje namene in uporabe:

① Za nadevtektoidna 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 Pri nadevtektoidnih jeklih lahko normalizacija odstrani mrežasti sekundarni cementit in prečisti perlit, izboljša mehanske lastnosti in olajša naknadno 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. Normalizacija je bolj ekonomična in primerna za srednje ogljikovo jeklo, če sta na voljo normalizacija in žarjenje.Petosno obdelan del

⑤ Za navadna srednje ogljikova konstrukcijska jekla, kjer mehanske lastnosti niso visoke, se lahko namesto kaljenja in visokotemperaturnega popuščanja uporabi normalizacija, ki je enostavna za uporabo in je 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 visokih temperaturah. Po normalizaciji pri visoki temperaturi lahko druga normalizacija pri nižji temperaturi prečisti groba zrna.

⑦ Za nekatera nizko- in srednjeogljična legirana jekla, ki se uporabljajo v parnih turbinah in kotlih, se normalizacija pogosto uporablja za pridobitev bainitne strukture. Potem, po visokotemperaturnem kaljenju, ima 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 legirana jekla delimo na perlitna, bainitna, martenzitna in avstenitna jekla glede na strukturo, ki jo dobimo z zračnim hlajenjem po segrevanju vzorca s premerom 25 mm 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 nepopolno žarjenje in žarjenje za razbremenitev napetosti. Mehanske lastnosti žarjenih materialov je mogoče preizkusiti z nateznimi ali trdotnimi preskusi. Veliko jekel je dobavljenih v žarjenem stanju toplotne obdelave. Rockwell tester trdote lahko testira trdoto jekla 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 strukturne napake in preostale 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, g in varjenju srednje in nizkoogljičnega jekla. Obdelovanec segrejte na 30-50 ℃ nad temperaturo, pri kateri se ves ferit pretvori v avstenit, držite nekaj časa, nato pa počasi ohladite s pečjo. Med postopkom ohlajanja se avstenit ponovno transformira, da postane struktura jekla finejša.

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

③ Izotermno žarjenje. Zmanjšuje trdoto nekaterih legiranih konstrukcijskih jekel z višjo vsebnostjo niklja in kroma za rezanje. Na splošno se relativno hitro ohladi na najbolj nestabilno temperaturo avstenita. Po ustreznem času držanja se avstenit spremeni v troostit ali sorbit in trdota se lahko zmanjša.

④ Rekristalizacijsko žarjenje. Odpravlja pojav utrjevanja (povečanje trdote in zmanjšanje plastičnosti) kovinske žice in pločevine med hladnim vlečenjem in valjanjem. Temperatura segrevanja je običajno 50 do 150 °C pod temperaturo, pri kateri začne jeklo tvoriti avstenit. Samo na ta način lahko odpravimo učinek utrjevanja in zmehčamo 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 za določen čas in nato ustrezno ohladiti, da se cementit razgradi, da nastane kosmičast grafit.

⑥ Difuzijsko žarjenje. Uporablja se za homogenizacijo kemične sestave ulitkov zlitin in izboljšanje njihove učinkovitosti. Metoda je segrevanje ulitka na najvišjo možno temperaturo brez daljšega taljenja in počasnega ohlajanja po difuziji različnih elementov v zlitini, ki teži k enakomerni porazdelitvi.

⑦ Žarjenje za lajšanje napetosti. Odpravlja notranje napetosti jeklenih ulitkov in varjenih delov. 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.