4 požari toplotne obdelave: kaljenje, popuščanje, normalizacija in žarjenje

Toplotna obdelava kovinskih materialov vključuje normalizacijo, žarjenje, popuščanje in kaljenje. Med njimi se žarjenje in normalizacija uporabljata predvsem za pripravljalno toplotno obdelavo in se uporabljata samo kot končna toplotna obdelava, kadar zahteve glede zmogljivosti obdelovanca niso visoke.
Namen kaljenja je pridobiti martenzitno organizacijo, izboljšati učinkovitost kovinskih materialov. Kaljenje je v glavnem namenjeno zmanjšanju ali odpravi gasilnih napetosti, preprečevanju deformacij ali razpok, hkrati pa pridobi zahtevane mehanske lastnosti.
I. Kaljenje
1. Kaj se imenuje kaljenje: kaljenje jekla je jeklo, segreto na kritično temperaturo Ac3 (subevtektično jeklo) ali Ac1 (nadevtektično jeklo) nad temperaturo, izolacija za določen čas, tako da celotna ali delna avstenitizacija , nato pa hitreje od kritične hitrosti hlajenja hitrosti hlajenja hitrega hlajenja na Ms (ali Ms blizu izoterme) za transformacijo martenzita (ali bainite) postopek toplotne obdelave. Običajno tudi aluminijeve zlitine, bakrove zlitine, titanove zlitine, kaljeno steklo in druge materiale obdelava z raztopino ali postopek toplotne obdelave s hitrim postopkom hlajenja, imenovanim kaljenje.
2. Namen kaljenja: izboljšati mehanske lastnosti kovinskih materialov ali delov. Na primer: izboljšati trdoto in odpornost proti obrabi orodij, ležajev itd., izboljšati mejo elastičnosti vzmeti, izboljšati splošne mehanske lastnosti delov gredi. Izboljšajte lastnosti materiala ali kemične lastnosti nekaterih posebnih jekel. Na primer, izboljšajte odpornost nerjavnega jekla proti koroziji, povečajte trajni magnetizem magnetnega jekla.
Kaljenje in hlajenje, poleg potrebe po razumni izbiri medija za kaljenje, pa tudi pravilna metoda kaljenja, običajno uporabljene metode kaljenja, predvsem kaljenje z eno tekočino, kaljenje z dvojno tekočino, stopenjsko kaljenje, izotermno kaljenje, lokalno kaljenje in tako naprej .
3. Kovinski obdelovanec v značilnostih kaljenja: ① pridobljeni martenzit, bainit, preostali avstenit in druga neuravnotežena (tj. nestabilna) organizacija. ② obstoj velike notranje napetosti. ③ mehanske lastnosti ne morejo izpolniti zahtev. Zato jekleni obdelovanec na splošno kaljenje po kaljenju
Drugič, kaljenje
1. kar se imenuje popuščanje: popuščanje je kaljen kovinski material ali deli, segreti na določeno temperaturo, čas zadrževanja, na določen način hlajenje, postopek toplotne obdelave, popuščanje je postopek kaljenja takoj po kaljenju, običajno je tudi zadnji postopek toplotna obdelava obdelovanca in s tem proces kaljenja in popuščanja spoja, znan kot končna obdelava.
2. Glavni namen kaljenja in popuščanja je: zmanjšati notranjo napetost in zmanjšati krhkost, kaljeni deli imajo veliko napetosti in krhkosti, kot je odsotnost pravočasnega popuščanja, ki povzroča deformacije ali celo razpoke.
Prilagodite mehanske lastnosti obdelovanca, kaljenje obdelovanca, visoko trdoto, krhkost, da bi izpolnili različne zahteve glede zmogljivosti različnih obdelovancev, lahko prilagodite s kaljenjem, trdoto, trdnostjo, plastičnostjo in žilavostjo.
Stabilizirajte velikost obdelovanca. S kaljenjem se lahko metalurška organizacija stabilizira, da se zagotovi, da pri prihodnji uporabi postopka ne pride do nadaljnjih deformacij.
Izboljšajte rezalno zmogljivost nekaterih legiranih jekel.
3. Vloga kaljenja je: ① izboljšanje stabilnosti organizacije, tako da se obdelovanec pri uporabi procesa ne pojavlja več v organizaciji preoblikovanja, tako da geometrija obdelovanca in zmogljivost ohranita stabilnost.
② odpravite notranje napetosti, da izboljšate zmogljivost obdelovanca in stabilizirate geometrijo obdelovanca.
③ prilagodite mehanske lastnosti jekla, da ustrezajo zahtevam uporabe.

Kaljenje ima te učinke, ker ko se temperatura dvigne, je sposobnost atomske aktivnosti za izboljšanje jekla železa, ogljika in drugih legirnih elementov atomov lahko hitrejša difuzija, atomska preureditev in kombinacija, tako da nestabilno neravnovesje organizacije postopoma preoblikovati v stabilno ravnotežno organizacijo. Odprava notranjih napetosti je povezana tudi z zmanjšanjem trdnosti kovine pri povišanih temperaturah. Na splošno, ko je jeklo kaljeno, se trdota in trdnost zmanjšata, plastičnost pa se poveča. Višja kot je temperatura popuščanja, večja je sprememba teh mehanskih lastnosti. Nekatera legirana jekla z visoko vsebnostjo legiranih elementov bodo pri kaljenju pri določenem temperaturnem območju oborila nekaj drobnozrnatih kovinskih spojin, tako da se bo povečala trdnost in trdota. Ta pojav imenujemo sekundarno utrjevanje.
Zahteve za kaljenje: obdelovance za različne namene je treba kaliti pri različnih temperaturah, da izpolnijo zahteve pri uporabi.
① Rezalna orodja, ležaji, karburizirani kaljeni deli, površinsko kaljeni deli so običajno kaljeni pri nizki temperaturi pod 250 stopinj. Nizkotemperaturno popuščanje po trdoti se ne spremeni veliko, notranja napetost se zmanjša, žilavost se nekoliko izboljša.
② vzmeti, kaljene na 350-500 stopinj pri srednji temperaturi, lahko pridobijo visoko elastičnost in potrebno žilavost.
③ deli iz srednje ogljikovega konstrukcijskega jekla, običajno izdelani pri 500 ~ 600 stopinjah za visokotemperaturno kaljenje, da bi dobili ustrezno trdnost in žilavost dobrega ujemanja.

Jeklo pogosto postane bolj krhko, če ga popuščamo pri približno 300 stopinjah, kar je pojav, znan kot krhkost pri popuščanju tipa I. Na splošno se ne sme kaliti v tem temperaturnem območju. Nekatera srednje ogljikova legirana konstrukcijska jekla, kaljena pri visokih temperaturah, če se počasi ohladijo na sobno temperaturo, pa tudi zlahka postanejo krhka. Ta pojav je znan kot kaljena krhkost tipa II. Dodatek molibdena k jeklu ali hlajenje v olju ali vodi med popuščanjem lahko prepreči krhkost tipa II pri popuščanju. Druga vrsta temper krhkosti jekla, ki se ponovno segreje na prvotno temperaturo kaljenja, lahko odpravite to krhkost. V proizvodnji pogosto glede na zahteve lastnosti obdelovanca. Glede na različne temperature ogrevanja se kaljenje deli na nizkotemperaturno kaljenje, srednjetemperaturno kaljenje in visokotemperaturno kaljenje. Kaljenje in naknadno visokotemperaturno kaljenje kombinirani postopek toplotne obdelave, znan kot kaljenje, to je istočasno visoka stopnja trdnosti, a tudi dobra plastična žilavost.
(1) nizkotemperaturno kaljenje: 150-250 stopnja, M nazaj, zmanjša notranjo napetost in krhkost, izboljša plastično žilavost, visoko trdoto in odpornost proti obrabi. Uporablja se pri izdelavi meril, rezalnih orodij in kotalnih ležajev.
(2) srednje temperaturno kaljenje: 350-500 stopinja, T nazaj, z visoko elastičnostjo, določeno stopnjo plastičnosti in trdote. Uporablja se za izdelavo vzmeti, kovanje kalupov itd.
3 Visokotemperaturno kaljenje: 500-650 stopinj, S nazaj, z dobrimi splošnimi mehanskimi lastnostmi. Za proizvodnjo zobnikov, ročičnih gredi itd.
Tretjič, normalizacija
1. Kaj je normalizacija: normalizacija je toplotna obdelava za izboljšanje žilavosti jekla. Jeklena komponenta se segreje na temperaturo Ac3 nad 30 ~ 50 stopinj, potem ko je nekaj časa izven zračno hlajenega. Glavna značilnost je, da je stopnja hlajenja hitrejša od žarjenja in nižja od kaljenja, normalizacija pa je lahko nekoliko hitrejše hlajenje pri rafiniranju kristalnih zrn jekla, ne le za doseganje zadovoljive trdnosti, temveč lahko tudi znatno izboljša žilavost (vrednost AKV), zmanjšati nagnjenost k pokanju komponent. Nekatere nizkolegirane vroče valjane jeklene plošče, nizkolegiranih jeklenih odkovkov in ulitkov z normalizacijo obdelave je mogoče močno izboljšati celovite mehanske lastnosti materiala, a tudi izboljšati rezalno zmogljivost.
2. Namen in uporaba normalizacije: ① evtektično jeklo, normalizacija za odpravo litja, kovanja, varjenih delov pregrevanja grobe kristalne organizacije in Weijeve organizacije, valjanega materiala v trakasti organizaciji; prečiščevanje zrn; in se lahko uporablja kot kaljenje pred predhodno toplotno obdelavo.
② evtektično jeklo, normaliziranje lahko odpravi mrežo sekundarnega naogljičenja in rafiniranja perlita, ne samo za izboljšanje mehanskih lastnosti, ampak tudi prispeva k poznejšemu sferičnemu žarjenju.
③ globoko vlečena tanka jeklena plošča z nizko vsebnostjo ogljika, normalizacija lahko odpravi prosto naogljičenje meja zrn za izboljšanje njenih lastnosti globokega vlečenja.
④ jeklo z nizko vsebnostjo ogljika in nizkolegirano jeklo z nizko vsebnostjo ogljika, uporaba normalizacije, lahko dobite bolj fino perlitno organizacijo kosmičev, tako da se trdota poveča na HB140-190, da se izognete pojavu rezanja "lepljivega noža", izboljšate obdelovalnost rezanja. Za srednje ogljikovo jeklo je v obeh razpoložljivih primerih normalizacije in žarjenja normalizacija bolj ekonomična in priročna.
⑤ Za običajno srednje ogljikovo konstrukcijsko jeklo mehanske lastnosti, potrebne za to priložnost, niso visoke, se lahko uporabijo namesto kaljenja kaljenja in visokotemperaturnega kaljenja, ne le enostavno za uporabo, ampak tudi za organizacijo jekla in dimenzionalno stabilnost.
⑥ Visokotemperaturna normalizacija (Ac3 nad 150 ~ 200 stopinj) zaradi visoke temperaturne stopnje difuzije je višja, lahko zmanjša sestavo ulitkov in ločevanje odkovkov. Visokotemperaturno normalizacijo po grobih zrnih je mogoče prečistiti z naslednjo drugo normalizacijo nižje temperature.
(vii) za nekatere turbine in kotle, ki se uporabljajo v legiranem jeklu z nizko in srednjo vsebnostjo ogljika, pogosto z uporabo normalizacije za pridobitev bainitne organizacije in nato s kaljenjem pri visoki temperaturi, ki se uporablja za 400 ~ 550 stopinj, ima dobro odpornost proti lezenju.
⑧ Poleg jeklenih delov in jekla se normalizacija pogosto uporablja tudi pri toplotni obdelavi nodularne litine, tako da pridobi perlitno matriko, izboljša trdnost nodularne litine.
Zaradi značilnosti normalizacije zračnega hlajenja in s tem temperature okoliškega zraka, načina zlaganja, pretoka zraka in velikosti obdelovanca na organizacijo in lastnosti po normalizaciji vplivajo. Normalizirana organizacija se lahko uporablja tudi kot metoda razvrščanja za legirana jekla. Običajno glede na premer vzorca 25 mm, segretega na 900 stopinj, zračno hlajene organizacije, je legirano jeklo razdeljeno na perlitno jeklo, bainitno jeklo, martenzitno jeklo in avstenitno jeklo.
Štiri, žarjenje
1. kaj je žarjenje: žarjenje je kovina, ki se počasi segreje na določeno temperaturo, vzdržuje dovolj časa in nato ohladi s primerno hitrostjo postopka toplotne obdelave kovine. Toplotna obdelava z žarjenjem je razdeljena na popolno žarjenje, nepopolno žarjenje in žarjenje za razbremenitev napetosti. Mehanske lastnosti žarjenih materialov je mogoče zaznati z nateznimi preskusi in tudi s preskusi trdote. Številni jekleni materiali so dobavljeni v žarjenem toplotno obdelanem stanju, za testiranje trdote jekla je mogoče uporabiti Rockwellov tester trdote, preizkusite trdoto HRB, za tanjše jeklene plošče, jeklene trakove in tankostenske jeklene cevi lahko uporabite površinski Rockwellov tester trdote, test trdote HRT.

2. Namen žarjenja: ① izboljšati ali odstraniti jeklo v procesu litja, kovanja, valjanja in varjenja, ki ga povzročajo različne organizacijske napake, pa tudi preostale napetosti, da se prepreči deformacija obdelovanca, razpoke.
② zmehčajte obdelovanec za rezanje.
③ izboljšati zrnatost, izboljšati organizacijo za izboljšanje mehanskih lastnosti obdelovanca.
④ Za končno toplotno obdelavo (kaljenje, popuščanje) za pripravo organizacije.
3. običajno uporabljen postopek žarjenja: ① popolno žarjenje. Uporablja se za izboljšanje srednje in nizkoogljičnega jekla z litjem, kovanjem in varjenjem po mehanskih lastnostih slabe grobe pregrete organizacije. Obdelovanec bo segret v ferit, ves preoblikovan v temperaturo avstenita nad 30 ~ 50 stopinj, držite nekaj časa in nato počasi ohladite s pečjo, avstenit v procesu hlajenja znova, lahko naredite organizacijo jekla v redu. .
② sferoidno žarjenje. Uporablja se za zmanjšanje visoke trdote orodnega jekla in ležajnega jekla po kovanju. Obdelovanec se segreje na jeklo, ki začne tvoriti temperaturo avstenita nad 20 ~ 40 stopinj, po tem, ko se počasi ohladi, v procesu hlajenja perlita v lamelnem karburitu v sferično, s čimer se zmanjša trdota.
③ Izotermno žarjenje. Uporablja se za zmanjšanje visoke trdote nekaterih legiranih konstrukcijskih jekel z visoko vsebnostjo niklja in kroma za rezanje. Na splošno se najprej hitreje ohladi do avstenita na temperaturo najbolj nestabilne, izolacije za ustrezno časovno obdobje, avstenit se spremeni v tozit ali sostenit, trdota se lahko zmanjša.
④ rekristalizacijsko žarjenje. Uporablja se za odpravo pojava utrjevanja kovinske žice, pločevine pri hladnem vlečenju, hladnem valjanju (trdota se poveča, plastičnost zmanjša). Temperatura segrevanja za jeklo je na splošno začela tvoriti temperaturo avstenita pod 50 ~ 150 stopinj, le tako, da je odprava učinka utrjevanja zaradi mehčanja kovine.
⑤ Grafitizacijsko žarjenje. ⑤ Grafitizacijsko žarjenje. To se uporablja za pretvorbo litega železa, ki vsebuje veliko količino naogljičenja, v temprano lito železo z dobro plastičnostjo. Delovanje postopka je, da se ulitek segreje na približno 950 stopinj, izolacija za določeno časovno obdobje po ustreznem hlajenju, tako da razpad karburita tvori flokulentni grafit.
⑥ difuzijsko žarjenje. Uporablja se za poenotenje kemične sestave ulitkov zlitin, izboljšanje njihove učinkovitosti. Metoda ni taljenje pod pogojem, da se ulitek segreje na najvišjo možno temperaturo, in dolgo obdobje ohranjanja toplote, da se različni elementi v difuziji zlitine po počasnem ohlajanju enakomerno porazdelijo.
(7) žarjenje za razbremenitev. Uporablja se za odpravo notranjih napetosti jeklenih ulitkov in zvarjenih delov. Izdelki iz železa in jekla začnejo tvoriti avstenit po segrevanju temperature pod 100 do 200 stopinj, izolaciji in hlajenju v zraku, lahko odpravite notranjo napetost.