1. Загартування
1. Що таке гартування?
Загартування - це процес термічної обробки сталі. У цьому процесі сталь нагрівається до температури вище критичної температури Ас3 (для заевтектоїдної сталі) або Ас1 (для заевтектоїдної сталі). Потім її витримують при цій температурі протягом певного періоду часу, щоб повністю або частково аустенізувати сталь, а потім швидко охолоджують до рівня нижче Ms (або витримують ізотермічно поблизу Ms) зі швидкістю охолодження, вищою за критичну швидкість охолодження, щоб перетворити її на мартенсит ( або бейніт). Загартування також використовується для обробки твердого розчину та швидкого охолодження таких матеріалів, як алюмінієві сплави, мідні сплави, титанові сплави та загартоване скло.
2. Мета гартування:
1) Поліпшення механічних властивостей металевих виробів або деталей. Наприклад, він підвищує твердість і зносостійкість інструментів, підшипників і т.д., підвищує межу пружності пружин, покращує загальні механічні властивості деталей валів і т.д.
2) Для покращення матеріалів або хімічних властивостей конкретних типів сталі, таких як покращення корозійної стійкості нержавіючої сталі або збільшення постійного магнетизму магнітної сталі, важливо ретельно вибирати середовище для гарту та використовувати правильний метод гарту під час процес гартування та охолодження. Зазвичай використовувані методи гартування включають гарт однією рідиною, гарт подвійною рідиною, градуйоване гартування, ізотермічне гартування та локальне гартування. Кожен метод має свої особливості застосування та переваги.
3. Після загартування сталеві заготовки демонструють такі характеристики:
- Присутні нестабільні структури, такі як мартенсит, бейніт і залишковий аустеніт.
– Висока внутрішня напруга.
- Механічні властивості не відповідають вимогам. Отже, сталеві заготовки зазвичай проходять відпуск після загартування.
2. Загартовування
1. Що таке загартування?
Загартування — це процес термічної обробки, який передбачає нагрівання загартованих металевих матеріалів або деталей до певної температури, підтримання температури протягом певного періоду, а потім їх охолодження певним чином. Відпуск виконується відразу після загартування і зазвичай є завершальним етапом термічної обробки заготовки. Комбінований процес загартування та відпустки називається остаточною обробкою.
2. Основними цілями загартування та відпустки є:
- Відпуск необхідний для зменшення внутрішньої напруги та крихкості загартованих деталей. Якщо своєчасно не провести гарт, ці деталі можуть деформуватися або тріснути через високу напругу та крихкість, спричинені загартуванням.
- Загартування також можна використовувати для регулювання механічних властивостей заготовки, таких як твердість, міцність, пластичність і в'язкість, щоб відповідати різним вимогам до продуктивності.
- Крім того, загартування допомагає стабілізувати розмір заготовки, гарантуючи відсутність деформації під час подальшого використання, оскільки воно стабілізує металографічну структуру.
- Загартування також може покращити продуктивність різання певних легованих сталей.
3. Роль загартування:
Для того, щоб заготовка залишалася стабільною та не зазнавала структурних перетворень під час використання, важливо підвищити стабільність конструкції. Це передбачає усунення внутрішньої напруги, що, у свою чергу, допомагає стабілізувати геометричні розміри та покращити продуктивність заготовки. Крім того, загартування може допомогти налаштувати механічні властивості сталі відповідно до конкретних вимог використання.
Загартування має такі ефекти, тому що коли температура підвищується, активність атомів посилюється, дозволяючи атомам заліза, вуглецю та інших елементів сплаву в сталі швидше дифундувати. Це дозволяє перегруповувати атоми, перетворюючи нестабільну, незбалансовану структуру в стабільну, збалансовану структуру.
Під час гартування сталі зменшуються твердість і міцність, а пластичність підвищується. Ступінь цих змін механічних властивостей залежить від температури відпустки, причому більш високі температури призводять до більших змін. У деяких легованих сталях з високим вмістом легуючих елементів відпустка в певному діапазоні температур може призводити до випадання тонкодисперсних металевих сполук. Це підвищує міцність і твердість, явище, відоме як вторинне зміцнення.
Вимоги до загартування: різніоброблені деталівимагають загартування при різних температурах, щоб відповідати конкретним вимогам використання. Рекомендовані температури відпуску для різних типів заготовок:
1. Ріжучі інструменти, підшипники, науглерожені та загартовані деталі, а також поверхнево загартовані деталі зазвичай відпускають при низьких температурах нижче 250°C. Цей процес призводить до мінімальної зміни твердості, зменшення внутрішнього напруження та незначного підвищення міцності.
2. Пружини загартовані при середніх температурах від 350-500°C для досягнення більшої еластичності та необхідної міцності.
3. Деталі з середньовуглецевої конструкційної сталі зазвичай гартують при високих температурах 500-600°C для досягнення оптимального поєднання міцності та в'язкості.
Коли сталь відпускається при температурі близько 300 °C, вона може стати більш крихкою, явище, відоме як перший тип відпускної крихкості. Як правило, загартування не слід проводити в цьому діапазоні температур. Деякі середньовуглецеві конструкційні сталі також схильні до крихкості, якщо їх повільно охолодити до кімнатної температури після високотемпературного відпуску, відомого як другий тип відпускної крихкості. Додавання молібдену до сталі або охолодження в олії чи воді під час відпустки може запобігти другому типу відпускної крихкості. Повторний нагрів другого типу загартованої крихкої сталі до початкової температури відпуску може усунути цю крихкість.
У виробництві вибір температури відпустки залежить від вимог до продуктивності заготовки. Залежно від різних температур нагріву загартування поділяють на низькотемпературне, середньотемпературне та високотемпературне. Процес термічної обробки, який включає загартування з подальшим високотемпературним відпуском, називається відпуском, що забезпечує високу міцність, хорошу пластичність і міцність.
- Низькотемпературний відпуск: 150-250°C, М відпуск. Цей процес зменшує внутрішню напругу та крихкість, покращує пластичність і міцність, а також призводить до підвищення твердості та зносостійкості. Його зазвичай використовують для виготовлення вимірювальних інструментів, ріжучих інструментів, підшипників кочення тощо.
- Середньотемпературний відпуск: 350-500°C, Т відпуск. Цей процес гартування призводить до підвищення еластичності, певної пластичності та твердості. Його зазвичай використовують для виготовлення пружин, штампів тощо.
- Високотемпературний відпуск: 500-650°C, S відпуск. Цей процес призводить до хороших комплексних механічних властивостей і часто використовується для виготовлення шестерень, колінчастих валів тощо.
3. Нормування
1. Що таке нормалізація?
Theпроцес ЧПУнормалізація - це термічна обробка, яка використовується для підвищення міцності сталі. Сталевий компонент нагрівають до температури на 30–50 °C вище температури Ac3, витримують при цій температурі протягом певного періоду часу, а потім охолоджують на повітрі за межами печі. Нормалізація передбачає швидше охолодження, ніж відпал, але повільніше охолодження, ніж загартування. Цей процес призводить до очищених кристалічних зерен у сталі, покращуючи міцність, ударну в’язкість (що вказує на значення AKV) і зменшує схильність компонента до розтріскування. Нормалізація може значно підвищити комплексні механічні властивості листів з низьколегованої гарячекатаної сталі, поковок із низьколегованої сталі та виливків, а також покращити продуктивність різання.
2. Нормалізація має такі цілі та використання:
1. Заевтектоїдна сталь: нормалізація використовується для усунення перегрітих крупнозернистих і відманштаттових структур у виливках, поковках і зварних виробах, а також стрічкових структур у прокатних матеріалах. Він очищає зерна і може використовуватися як попередня термічна обробка перед гасінням.
2. Заевтектоїдна сталь: нормалізація може усунути сітчастий вторинний цементит і очистити перліт, покращуючи механічні властивості та полегшуючи подальший сфероїдизуючий відпал.
3. Тонкі сталеві пластини з низьким вмістом вуглецю глибокої витяжки: нормалізація може усунути вільний цементит на межі зерен, покращуючи ефективність глибокої витяжки.
4. Низьковуглецева сталь і низьковуглецева низьколегована сталь: нормалізація може отримати більш дрібні пластівчасті перлітні структури, підвищити твердість до HB140-190, уникнути явища «прилипання ножа» під час різання та покращити оброблюваність. У ситуаціях, коли для середньовуглецевої сталі можна використовувати як нормалізацію, так і відпал, нормалізація є більш економною та зручною.
5. Звичайна середньовуглецева конструкційна сталь: нормалізацію можна використовувати замість загартування та високотемпературного відпуску, коли не потрібні високі механічні властивості, що робить процес простим і забезпечує стабільну структуру та розмір сталі.
6. Високотемпературна нормалізація (150-200 °C вище Ac3): Зменшення сегрегації компонентів виливків і поковок завдяки високій швидкості дифузії при високих температурах. Грубе зерно можна подрібнити шляхом наступної другої нормалізації при більш низькій температурі.
7. Низьковуглецеві та середньовуглецеві леговані сталі, які використовуються в парових турбінах і котлах: нормалізація використовується для отримання бейнітної структури з подальшим високотемпературним відпуском для гарного опору повзучості при 400-550°C.
8. Крім сталевих деталей і сталевих матеріалів, нормалізація також широко використовується при термічній обробці ковкого чавуну для отримання перлітної матриці та підвищення міцності ковкого чавуну. Характеристики нормалізації включають повітряне охолодження, тому температура навколишнього середовища, спосіб укладання, потік повітря та розмір заготовки впливають на структуру та продуктивність після нормалізації. Нормалізуючу структуру також можна використовувати як метод класифікації легованої сталі. Як правило, легована сталь поділяється на перлітну, бейнітну, мартенситну та аустенітну сталь залежно від структури, отриманої повітряним охолодженням після нагрівання зразка діаметром 25 мм до 900°C.
4. Відпал
1. Що таке відпал?
Відпал - це процес термічної обробки металу. Він передбачає повільне нагрівання металу до певної температури, підтримання його при цій температурі протягом певного часу, а потім охолодження з відповідною швидкістю. Відпал можна класифікувати на повний відпал, неповний відпал і відпал для зняття напруги. Механічні властивості відпалених матеріалів можна оцінити за допомогою випробувань на розтяг або твердість. Багато сталей поставляються в відпаленому стані. Твердість сталі можна оцінити за допомогою твердомера Роквелла, який вимірює твердість HRB. Для більш тонких сталевих листів, сталевих смуг і тонкостінних сталевих труб для вимірювання твердості HRT можна використовувати поверхневий твердомір за Роквеллом.
2. Метою відпалу є:
- Поліпшення або усунення різних структурних дефектів і залишкових напруг, викликаних сталлю в процесах лиття, кування, прокатки та зварювання, щоб запобігти деформації та розтріскуваннядеталі лиття під тиском.
- Розм'якшити заготовку для різання.
- Подрібнення зерна та покращення структури для покращення механічних властивостей заготовки.
- Підготувати конструкцію до остаточної термічної обробки (загартування та відпустка).
3. Загальні процеси відпалу:
① Повний відпал.
Для поліпшення механічних властивостей середньо- та низьковуглецевої сталі після лиття, кування та зварювання необхідно доводити грубу перегріту структуру. Процес передбачає нагрівання заготовки до температури на 30-50 ℃ вище точки, при якій увесь ферит перетворюється на аустеніт, підтримку цієї температури протягом певного періоду часу, а потім поступове охолодження заготовки в печі. Коли заготовка охолоджується, аустеніт знову трансформується, що призводить до більш тонкої структури сталі.
② Сфероїдизуючий відпал.
Щоб зменшити високу твердість інструментальної та підшипникової сталі після кування, необхідно нагріти заготовку до температури, яка на 20-40 ℃ вище точки, при якій сталь починає утворювати аустеніт, тримати її в теплі, а потім повільно охолодити. У міру охолодження заготовки пластинчастий цементит в перліті набуває сферичну форму, що знижує твердість сталі.
③ Ізотермічний відпал.
Цей процес використовується для зниження високої твердості певних легованих конструкційних сталей з високим вмістом нікелю та хрому для обробки різанням. Як правило, сталь швидко охолоджують до найбільш нестабільної температури аустеніту, а потім витримують при теплій температурі протягом певного періоду часу. Це призводить до того, що аустеніт перетворюється на троостит або сорбіт, що призводить до зниження твердості.
④ Рекристалізаційний відпал.
Процес використовується для зменшення загартування металевих дротів і тонких пластин, яке відбувається під час холодного волочіння та холодної прокатки. Метал нагрівається до температури, яка зазвичай на 50-150 ℃ нижча від точки, коли сталь починає утворювати аустеніт. Це дозволяє усунути ефекти зміцнення і пом'якшити метал.
⑤ Графітизаційний відпал.
Для того, щоб перетворити чавун із високим вмістом цементиту на кований чавун із хорошою пластичністю, процес передбачає нагрівання литва приблизно до 950°C, підтримання цієї температури протягом певного періоду, а потім відповідне охолодження для руйнування цементиту та генерувати флокулентний графіт.
⑥ Дифузійний відпал.
Процес використовується для вирівнювання хімічного складу виливків зі сплавів і підвищення їх продуктивності. Метод передбачає нагрівання виливка до максимально можливої температури без плавлення, підтримку цієї температури протягом тривалого періоду, а потім повільне охолодження. Це дозволяє різним елементам у сплаві дифундувати та рівномірно розподілятися.
⑦ Відпал для зняття напруги.
Цей процес використовується для зменшення внутрішньої напруги в сталевих виливках і зварних деталях. Для сталевих виробів, які починають утворювати аустеніт після нагрівання при температурі нижче 100-200 ℃, їх слід тримати в теплі, а потім охолоджувати на повітрі, щоб усунути внутрішню напругу.
Якщо ви хочете дізнатися більше або отримати запит, зв’яжіться з намиinfo@anebon.com.
Перевагами Anebon є менші витрати, команда динамічного доходу, спеціалізований контроль якості, міцні фабрики, послуги преміум-класу дляпослуги з обробки алюмініюітокарні деталі з ЧПУвиготовлення послуги. Компанія Anebon поставила за мету постійні системні інновації, інновації в управлінні, елітні інновації та інновації в секторі, повноцінно використовувати загальні переваги та постійно вносити вдосконалення, щоб підтримувати відмінність.
Час публікації: 14 серпня 2024 р