Hittebehandeling van legerings. Tipes hittebehandeling

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Hittebehandeling van legerings is 'n integrale deel van die produksieproses van ysterhoudende en nie-ysterhoudende metallurgie. As gevolg van hierdie prosedure is metale in staat om hul eienskappe na die vereiste waardes te verander. In hierdie artikel sal ons die hooftipes hittebehandeling wat in die moderne industrie gebruik word, oorweeg.

essensie van hittebehandeling

Tydens die vervaardiging van half-afgewerkte produkte word metaalonderdele hittebehandel om hulle die verlangde eienskappe te gee (sterkte, weerstand teen korrosie en slytasie, ens.). Hittebehandeling van legerings is 'n stel kunsmatig geskepte prosesse waartydens strukturele en fisiese en meganiese veranderinge in legerings plaasvind onder die invloed van hoë temperature, maar die chemiese samestelling van die stof behoue bly.

Hittebehandelingsdoel

Metaalprodukte wat daagliks in alle sektore van die nasionale ekonomie gebruik word, moet aan hoë vereistes vir weerstand teen slytasie voldoen. Metaal, as 'n grondstof, moet versterk word met die nodige prestasie eienskappe, wat kan weesaan hoë temperature blootgestel word. Hittebehandeling van legerings met hoë temperature verander die aanvanklike struktuur van 'n stof, herverdeel sy samestellende komponente, verander die grootte en vorm van kristalle. Dit alles lei tot die minimalisering van die interne spanning van die metaal en verhoog dus sy fisiese en meganiese eienskappe.

Tipe hittebehandeling

Hittebehandeling van metaallegerings kom neer op drie eenvoudige prosesse: verhitting van die grondstof (halffinale produk) tot die verlangde temperatuur, hou dit onder die gespesifiseerde toestande vir die vereiste tyd en vinnige afkoeling. In moderne produksie word verskeie tipes hittebehandeling gebruik, wat verskil in sommige tegnologiese kenmerke, maar die prosesalgoritme bly oor die algemeen oral dieselfde.

Volgens die metode om hittebehandeling uit te voer, is daar die volgende tipes:

• Termie (verharding, temperering, uitgloeiing, veroudering, kriogene behandeling).
• Termo-meganiese behandeling behels hoëtemperatuurbehandeling gekombineer met meganiese aksie op die legering.
• Chemico-termies behels die hittebehandeling van metaal, gevolg deur die verryking van die oppervlak van die produk met chemiese elemente (koolstof, stikstof, chroom, ens.).

Gloeiing

Uitgloeiing is 'n vervaardigingsproses waarin metale en legerings tot 'n voorafbepaalde temperatuur verhit word, en dan, saam met die oond waarin die prosedure plaasgevind het, baie stadig natuurlik afkoel. As gevolg van uitgloeiing is dit moontlik om die inhomogeniteite van die chemiese samestelling uit te skakelstowwe, verlig interne spanning, bereik 'n korrelstruktuur en verbeter dit as sodanig, asook verminder die hardheid van die legering om die verdere verwerking daarvan te vergemaklik. Daar is twee tipes uitgloeiing: uitgloeiing van die eerste en tweede soort.

Eersteklas uitgloeiing impliseer hittebehandeling, as gevolg waarvan daar min of geen verandering in die fasetoestand van die legering is nie. Dit het ook sy eie variëteite: gehomogeniseer - die uitgloeitemperatuur is 1100-1200, onder sulke toestande word die legerings vir 8-15 uur gehou, herkristallisasie (by t 100-200) uitgloeiing word gebruik vir geklonkte staal, dit wil sê, reeds vervorm koud wees.

Uitgloeiing van die tweede soort lei tot beduidende faseveranderinge in die legering. Dit het ook verskeie variëteite:

• Volledige uitgloeiing - verhit die legering 30-50 bo die kritieke temperatuurmerk kenmerkend van hierdie stof en verkoel teen die gespesifiseerde tempo (200 / uur - koolstofstaal, 100 / uur en 50 / uur - lae-legering en hoog -legeringsstaal, onderskeidelik).
• Onvolledig - verhitting tot 'n kritieke punt en stadige verkoeling.
• Diffusie - uitgloeitemperatuur 1100-1200.
• Isotermies - verhitting geskied op dieselfde manier as met volle uitgloeiing, maar daarna word vinnige verkoeling uitgevoer tot 'n temperatuur effens onder die kritieke een en in lug gelaat om af te koel.
• Genormaliseer - volledige uitgloeiing met daaropvolgende afkoeling van die metaal in lug, en nie in 'n oond nie.

Verharding

Temperering is manipulasiemet 'n legering, waarvan die doel is om 'n martensitiese transformasie van die metaal te bereik, wat die rekbaarheid van die produk verminder en die sterkte daarvan verhoog. Blus, sowel as uitgloeiing, behels die verhitting van die metaal in 'n oond bo die kritieke temperatuur tot die blustemperatuur, die verskil lê in die hoër afkoeltempo wat in die vloeistofbad voorkom. Afhangende van die metaal en selfs die vorm daarvan, word verskillende tipes verharding gebruik:

• Verharding in dieselfde omgewing, dit wil sê in dieselfde bad met vloeistof (water vir groot dele, olie vir klein dele).
• Intermitterende verharding - verkoeling vind in twee opeenvolgende stadiums plaas: eers in 'n vloeistof ('n skerper koelmiddel) tot 'n temperatuur van ongeveer 300, dan in lug of in 'n ander oliebad.
• Trap - wanneer die produk die verhardingstemperatuur bereik, word dit vir 'n geruime tyd in gesmelte soute afgekoel, gevolg deur afkoeling in lug.
• Isotermiese - tegnologie is baie soortgelyk aan stapverharding, verskil slegs in die houtyd van die produk by die martensitiese transformasie temperatuur.
• Selftemperende verharding verskil van ander tipes deurdat die verhitte metaal nie heeltemal afgekoel is nie, wat 'n warm area in die middel van die deel laat. As gevolg van hierdie manipulasie verkry die produk die eienskappe van verhoogde sterkte op die oppervlak en hoë viskositeit in die middel. Hierdie kombinasie is noodsaaklik vir perkussie-instrumente (hamers, beitels, ens.)

Vakansie

Temperering is die finale stadium van hittebehandeling van legerings, wat bepaaldie finale struktuur van die metaal. Die hoofdoel van tempering is om die brosheid van 'n metaalproduk te verminder. Die beginsel is om die onderdeel te verhit tot 'n temperatuur onder die kritieke temperatuur en dit af te koel. Aangesien die hittebehandelingsmodusse en die afkoeltempo van metaalprodukte vir verskeie doeleindes kan verskil, is daar drie tipes tempering:

• Hoog - die verhittingstemperatuur is van 350-600 tot 'n waarde onder die kritieke een. Hierdie prosedure word meestal vir metaalstrukture gebruik.
• Medium - hittebehandeling by t 350-500, algemeen vir lenteprodukte en vere.
• Laag - die verhittingstemperatuur van die produk is nie hoër as 250 nie, wat dit moontlik maak om hoë sterkte en slytasieweerstand van onderdele te bereik.

Veroudering

Veroudering is die hittebehandeling van legerings, wat die prosesse van ontbinding van 'n oorversadigde metaal na blus veroorsaak. Die gevolg van veroudering is 'n toename in die grense van hardheid, opbrengs en sterkte van die finale produk. Nie net gietyster word aan veroudering onderwerp nie, maar ook nie-ysterhoudende metale, insluitend maklik vervormbare aluminiumlegerings. As 'n metaalproduk wat aan verharding onderworpe is by normale temperatuur gehou word, vind prosesse daarin plaas wat lei tot 'n spontane toename in sterkte en 'n afname in rekbaarheid. Dit word die natuurlike veroudering van die metaal genoem. As dieselfde manipulasie by verhoogde temperature gedoen word, sal dit kunsmatige veroudering genoem word.

Kryogeniese behandeling

Veranderinge in die struktuur van legerings,wat beteken dat hul eienskappe nie net bereik kan word deur hoë nie, maar ook deur uiters lae temperature. Termiese behandeling van legerings by t onder nul word kryogenies genoem. Hierdie tegnologie word wyd in verskeie sektore van die nasionale ekonomie gebruik as 'n aanvulling tot hoë-temperatuur hittebehandelings, aangesien dit die koste van termiese verhardingsprosesse aansienlik kan verminder.

Kryogeniese behandeling van legerings word uitgevoer by t -196 in 'n spesiale kryogeniese verwerker. Hierdie tegnologie kan die lewensduur van die gemasjineerde onderdeel en anti-roes eienskappe aansienlik verhoog, asook die behoefte aan herbehandelings uitskakel.

Termo-meganiese behandeling

'n Nuwe metode om legerings te verwerk, kombineer die verwerking van metale by hoë temperature met die meganiese vervorming van produkte wat in 'n plastiese toestand is. Termomeganiese behandeling (TMT) volgens die metode van voltooiing kan van drie tipes wees:

• Lae-temperatuur TMT bestaan uit twee fases: plastiese vervorming gevolg deur blus en tempering van die onderdeel. Die belangrikste verskil van ander tipes TMT is die verhittingstemperatuur tot die austenitiese toestand van die legering.
• Hoëtemperatuur TMT behels die verhitting van 'n legering tot 'n martensietiese toestand in kombinasie met plastiese vervorming.
• Voorlopige - vervorming word uitgevoer by t 20, gevolg deur verharding en tempering van die metaal.

Chemiese-termiese behandeling

Verander die struktuur en eienskappe van legeringsdit is ook moontlik met behulp van chemies-termiese behandeling, wat termiese en chemiese effekte op metale kombineer. Die uiteindelike doel van hierdie prosedure, benewens om verhoogde sterkte, hardheid en slytasieweerstand aan die produk te verleen, is ook om suurweerstand en brandweerstand aan die onderdeel te verleen. Hierdie groep sluit die volgende tipes hittebehandeling in:

• Sementering word uitgevoer om die oppervlak van die produk bykomende sterkte te gee. Die kern van die prosedure is om die metaal met koolstof te versadig. Karburasie kan op twee maniere gedoen word: soliede en gasverkoeling. In die eerste geval word die verwerkte materiaal, tesame met steenkool en die aktiveerder daarvan, in 'n oond geplaas en tot 'n sekere temperatuur verhit, gevolg deur dit in hierdie omgewing te hou en af te koel. In die geval van gasverkoeling, word die produk in 'n oond verhit tot 900°C onder 'n aaneenlopende stroom koolstofhoudende gas.
• Nitriding is 'n chemies-termiese behandeling van metaalprodukte deur hul oppervlak in stikstofomgewings te versadig. Die resultaat van hierdie prosedure is 'n toename in die treksterkte van die onderdeel en 'n toename in sy weerstand teen korrosie.
• Sianidasie is die versadiging van die metaal met stikstof en koolstof op dieselfde tyd. Die medium kan vloeibaar (gesmelte koolstof- en stikstofbevattende soute) en gasvormig wees.
• Diffusieplaat is 'n moderne metode om hittebestandheid, suurweerstand en slytasieweerstand aan metaalprodukte te verleen. Die oppervlak van sulke legerings is versadig met verskeie metale (aluminium, chroom) en metalloïede (silikon, boor).

Kenmerkehittebehandeling van gietyster

Gietysterlegerings word aan hittebehandeling onderwerp deur 'n effens ander tegnologie as nie-ysterhoudende metaallegerings te gebruik. Gietyster (grys, hoësterkte, gelegeer) ondergaan die volgende tipes hittebehandeling: uitgloeiing (by t 500-650), normalisering, verharding (deurlopend, isotermies, oppervlak), tempering, nitrering (grys gietyster), aluminisering (pêrelitiese gietyster), verchrooming. As gevolg hiervan verbeter al hierdie prosedures die eienskappe van die finale gietysterprodukte aansienlik: verhoog die dienslewe, skakel die waarskynlikheid van krake tydens gebruik van die produk uit, verhoog die sterkte en hittebestandheid van gietyster.

Hittebehandeling van nie-ysterhoudende legerings

Nie-ysterhoudende metale en legerings het verskillende eienskappe van mekaar, daarom word hulle deur verskillende metodes verwerk. Koperlegerings word dus aan herkristallisasie-uitgloeiing onderwerp om die chemiese samestelling gelyk te maak. Vir koper word lae-temperatuur uitgloeiingstegnologie (200-300) verskaf, aangesien hierdie legering geneig is tot spontane krake in 'n vogtige omgewing. Brons word onderwerp aan homogenisering en uitgloeiing by t tot 550. Magnesium word uitgegloei, geblus en aan kunsmatige veroudering onderwerp (natuurlike veroudering vind nie plaas vir uitgeblus magnesium nie). Aluminium ondergaan, soos magnesium, drie hittebehandelingsmetodes: uitgloeiing, verharding en veroudering, waarna bewerkte aluminiumlegerings hul sterkte aansienlik verhoog. Verwerking van titaanlegerings sluit in: herkristallisasie uitgloeiing, verharding, veroudering, nitrering en karbonisering.

CV

Hittebehandeling van metale en legerings is die belangrikste tegnologiese proses in beide yster- en nie-ysterhoudende metallurgie. Moderne tegnologie het 'n verskeidenheid hittebehandelingsmetodes om die verlangde eienskappe van elke tipe verwerkte legerings te bereik. Elke metaal het sy eie kritieke temperatuur, wat beteken dat hittebehandeling uitgevoer moet word met inagneming van die strukturele en fisies-chemiese eienskappe van die stof. Uiteindelik sal dit nie net die gewenste resultate behaal nie, maar ook produksieprosesse aansienlik stroomlyn.