Toplotna obdelava je zelo pomemben korak pri obdelavi kovinskih materialov.S toplotno obdelavo lahko spremenimo fizikalne in mehanske lastnosti kovinskih materialov, izboljšamo njihovo trdoto, trdnost, žilavost in druge lastnosti.
Da bi zagotovili, da je struktura zasnove izdelka varna, zanesljiva, ekonomična in učinkovita, morajo gradbeni inženirji na splošno razumeti mehanske lastnosti materialov, izbrati ustrezne postopke toplotne obdelave na podlagi konstrukcijskih zahtev in značilnosti materiala ter izboljšati njihovo delovanje in življenjska doba.Sledi 13 postopkov toplotne obdelave, povezanih s kovinskimi materiali, v upanju, da bodo koristni vsem.
1. Žarjenje
Postopek toplotne obdelave, pri katerem se kovinski materiali segrejejo na ustrezno temperaturo, jo vzdržujejo določen čas in nato počasi ohladijo.Namen žarjenja je predvsem zmanjšati trdoto kovinskih materialov, izboljšati plastičnost, olajšati rezalno ali tlačno obdelavo, zmanjšati preostale napetosti, izboljšati enakomernost mikrostrukture in sestave ali pripraviti mikrostrukturo za kasnejšo toplotno obdelavo.Pogosti postopki žarjenja vključujejo rekristalizacijsko žarjenje, popolno žarjenje, sferoidizacijsko žarjenje in žarjenje za razbremenitev napetosti.
Popolno žarjenje: izboljšana velikost zrn, enotna struktura, zmanjšanje trdote, popolna odprava notranje napetosti.Popolno žarjenje je primerno za odkovke ali jeklene ulitke z vsebnostjo ogljika (masni delež) pod 0,8 %.
Sferoidizirajoče žarjenje: zmanjša trdoto jekla, izboljša učinkovitost rezanja in pripravi za prihodnje kaljenje, da se zmanjšajo deformacije in razpoke po kaljenju.Sferoidizirajoče žarjenje je primerno za ogljikovo jeklo in legirano orodno jeklo z vsebnostjo ogljika (masni delež) nad 0,8 %.
Žarjenje za razbremenitev napetosti: Odpravlja notranjo napetost, ki nastane med varjenjem in hladnim ravnanjem jeklenih delov, odpravlja notranjo napetost, ki nastane med natančno obdelavo delov, in preprečuje deformacijo med nadaljnjo obdelavo in uporabo.Žarjenje za razbremenitev napetosti je primerno za različne ulitke, odkovke, varjene dele in hladno ekstrudirane dele.
Nanaša se na postopek toplotne obdelave segrevanja jekla ali jeklenih komponent na temperaturo 30–50 ℃ nad Ac3 ali Acm (zgornja temperatura kritične točke jekla), zadrževanja za ustrezen čas in hlajenja v mirnem zraku.Namen normalizacije je predvsem izboljšati mehanske lastnosti nizkoogljičnega jekla, izboljšati obdelovalnost, izboljšati velikost zrn, odpraviti strukturne napake in pripraviti strukturo za nadaljnjo toplotno obdelavo.
3. Gašenje
Nanaša se na postopek toplotne obdelave segrevanja jeklene komponente na temperaturo nad Ac3 ali Ac1 (spodnja temperatura kritične točke jekla), zadrževanje za določen čas in nato pridobivanje martenzitne (ali bainitne) strukture pri ustrezno hitrostjo hlajenja.Namen kaljenja je pridobiti zahtevano martenzitno strukturo jeklenih delov, izboljšati trdoto, trdnost in odpornost proti obrabi obdelovanca ter pripraviti strukturo za nadaljnjo toplotno obdelavo.
Običajni postopki kaljenja vključujejo kaljenje v solni kopeli, martenzitno stopenjsko kaljenje, izotermno kaljenje z bainitom, površinsko kaljenje in lokalno kaljenje.
Eno tekočinsko kaljenje: Eno tekočinsko kaljenje je uporabno samo za dele iz ogljikovega jekla in legiranega jekla z relativno preprostimi oblikami in nizkimi tehničnimi zahtevami.Med kaljenjem je treba za dele iz ogljikovega jekla s premerom ali debelino, večjo od 5-8 mm, uporabiti slano vodo ali vodno hlajenje;Deli iz legiranega jekla se hladijo z oljem.
Dvojno kaljenje s tekočino: segrejte jeklene dele na temperaturo kaljenja, po izolaciji jih hitro ohladite v vodi na 300-400 ºC in jih nato prenesite v olje za hlajenje.
Površinsko gašenje s plamenom: Površinsko gašenje s plamenom je primerno za velike dele srednjega ogljikovega jekla in srednjega ogljikovega legiranega jekla, kot so ročične gredi, zobniki in vodila, ki zahtevajo trde in obrabno odporne površine ter lahko prenesejo udarne obremenitve v enojni ali majhni serijski proizvodnji .
Površinsko indukcijsko kaljenje: deli, ki so bili površinsko indukcijsko kaljeni, imajo trdo površino, odporno proti obrabi, medtem ko ohranjajo dobro trdnost in žilavost v jedru.Površinsko indukcijsko kaljenje je primerno za dele iz srednje ogljikovega jekla in legiranih jekel z zmerno vsebnostjo ogljika.
4. Kaljenje
Nanaša se na postopek toplotne obdelave, kjer se jekleni deli pogasijo in nato segrejejo na temperaturo pod Ac1, zadržijo določen čas in nato ohladijo na sobno temperaturo.Namen popuščanja je predvsem odpraviti napetost, ki jo povzročajo jekleni deli med kaljenjem, tako da imajo jekleni deli visoko trdoto in odpornost proti obrabi ter zahtevano plastičnost in žilavost.Običajni postopki kaljenja vključujejo kaljenje pri nizki temperaturi, kaljenje pri srednji temperaturi, kaljenje pri visoki temperaturi itd.
Nizkotemperaturno kaljenje: Nizkotemperaturno kaljenje odpravlja notranjo napetost, ki jo povzroči kaljenje v jeklenih delih, in se običajno uporablja za rezalna orodja, merilna orodja, kalupe, kotalne ležaje in naogljičene dele.
Kaljenje pri srednji temperaturi: Kaljenje pri srednji temperaturi omogoča jeklenim delom, da dosežejo visoko elastičnost, določeno žilavost in trdoto, in se običajno uporablja za različne vrste vzmeti, matric za vroče žigosanje in druge dele.
Visokotemperaturno popuščanje: Visokotemperaturno popuščanje omogoča jeklenim delom, da dosežejo dobre celovite mehanske lastnosti, in sicer visoko trdnost, žilavost in zadostno trdoto, pri čemer se odpravi notranja napetost, ki jo povzroča kaljenje.Uporablja se predvsem za pomembne konstrukcijske dele, ki zahtevajo visoko trdnost in žilavost, kot so vretena, ročične gredi, odmikači, zobniki in ojnice.
5. Kaljenje in kaljenje
Nanaša se na kompozitni postopek toplotne obdelave kaljenja in popuščanja jekla ali jeklenih komponent.Jeklo, ki se uporablja za obdelavo kaljenja in popuščanja, se imenuje kaljeno in popuščeno jeklo.Na splošno se nanaša na srednje ogljikovo konstrukcijsko jeklo in srednje ogljikovo legirano konstrukcijsko jeklo.
6. Kemična toplotna obdelava
Postopek toplotne obdelave, pri katerem je obdelovanec iz kovine ali zlitine postavljen v aktivni medij pri določeni temperaturi za izolacijo, kar omogoča enemu ali več elementom, da prodrejo na njegovo površino in spremenijo njegovo kemično sestavo, strukturo in delovanje.Namen kemične toplotne obdelave je predvsem izboljšanje površinske trdote, odpornosti proti obrabi, odpornosti proti koroziji, odpornosti proti utrujenosti in odpornosti proti oksidaciji jeklenih delov.Običajni postopki kemične toplotne obdelave vključujejo naogljičenje, nitriranje, karbonitriranje itd.
Naogljičenje: Za doseganje visoke trdote (HRC60-65) in odpornosti proti obrabi na površini, ob ohranjanju visoke žilavosti na sredini.Običajno se uporablja za dele, odporne na obrabo in udarce, kot so kolesa, zobniki, gredi, batni zatiči itd.
Nitriranje: izboljšanje trdote, odpornosti proti obrabi in odpornosti proti koroziji površinske plasti jeklenih delov, ki se običajno uporablja v pomembnih delih, kot so vijaki, matice in zatiči.
Karbonitriranje: izboljša trdoto in odpornost proti obrabi površinske plasti jeklenih delov, primerno za nizkoogljično jeklo, srednje ogljikovo jeklo ali dele iz legiranega jekla, uporablja pa se lahko tudi za rezalna orodja za hitrorezno jeklo.
7. Obdelava s trdno raztopino
Nanaša se na postopek toplotne obdelave segrevanja zlitine do visokotemperaturnega enofaznega območja in vzdrževanja konstantne temperature, kar omogoča, da se odvečna faza popolnoma raztopi v trdni raztopini in nato hitro ohladi, da dobimo prenasičeno trdno raztopino.Namen obdelave z raztopino je predvsem izboljšanje plastičnosti in žilavosti jekla in zlitin ter priprava na obdelavo s precipitacijskim utrjevanjem.
8. Precipitacijsko utrjevanje (precipitacijsko utrjevanje)
Postopek toplotne obdelave, pri katerem se kovina utrdi zaradi ločevanja atomov topljenca v prenasičeni trdni raztopini in/ali disperzije raztopljenih delcev v matrici.Če je avstenitno izločeno nerjavno jeklo izpostavljeno izločevalnemu utrjevanju pri 400–500 ℃ ali 700–800 ℃ po obdelavi s trdno raztopino ali hladni obdelavi, lahko doseže visoko trdnost.
9. Pravočasno zdravljenje
Nanaša se na postopek toplotne obdelave, pri katerem so obdelovanci zlitine podvrženi obdelavi s trdno raztopino, hladni plastični deformaciji ali litju, nato pa so kovani, nameščeni pri višji temperaturi ali vzdrževani pri sobni temperaturi, njihove lastnosti, oblika in velikost pa se sčasoma spreminjajo.
Če je sprejet postopek obdelave s staranjem, pri katerem se obdelovanec segreje na višjo temperaturo in izvaja obdelava s staranjem dlje časa, se imenuje obdelava z umetnim staranjem;Pojav staranja, ki se pojavi, ko je obdelovanec dalj časa shranjen pri sobni temperaturi ali v naravnih pogojih, se imenuje zdravljenje z naravnim staranjem.Namen obdelave s staranjem je odpraviti notranje napetosti v obdelovancu, stabilizirati strukturo in velikost ter izboljšati mehanske lastnosti.
10. Kaljivost
Nanaša se na značilnosti, ki določajo globino kaljenja in porazdelitev trdote jekla pod določenimi pogoji.Dobro ali slabo kaljivost jekla pogosto predstavlja globina kaljene plasti.Večja kot je globina utrjene plasti, boljša je kaljivost jekla.Kaljivost jekla je v glavnem odvisna od njegove kemične sestave, zlasti od legiranih elementov in velikosti zrn, ki povečajo kaljivost, temperaturo segrevanja in čas zadrževanja.Jeklo z dobro kaljivostjo lahko doseže enakomerne in dosledne mehanske lastnosti po celotnem odseku jekla, za zmanjšanje deformacij in razpok pa je mogoče izbrati sredstva za kaljenje z nizkimi kaljenimi napetostmi.
11. Kritični premer (kritični premer kaljenja)
Kritični premer se nanaša na največji premer jekla, ko se v središču po kaljenju v določenem mediju pridobi vsa martenzitna ali 50 % martenzitna struktura.Kritični premer nekaterih jekel je na splošno mogoče pridobiti s preskusi kaljivosti v olju ali vodi.
12. Sekundarno utrjevanje
Nekatere zlitine železa in ogljika (kot je hitrorezno jeklo) zahtevajo več ciklov popuščanja, da dodatno povečajo svojo trdoto.Ta pojav utrjevanja, znan kot sekundarno utrjevanje, je posledica izločanja posebnih karbidov in/ali pretvorbe avstenita v martenzit ali bainit.
13. Kaljenje krhkosti
Nanaša se na pojav krhkosti kaljenega jekla, popuščenega v določenih temperaturnih območjih ali počasi ohlajenega s temperature popuščanja skozi to temperaturno območje.Kaljeno krhkost lahko razdelimo na prvo vrsto kaljene krhkosti in drugo vrsto kaljene krhkosti.
Prva vrsta kaljene krhkosti, znana tudi kot ireverzibilna kaljena krhkost, se večinoma pojavi pri temperaturi kaljenja 250-400 ℃.Ko krhkost po ponovnem segrevanju izgine, se krhkost ponovi v tem območju in se ne pojavi več;
Druga vrsta temper krhkosti, znana tudi kot reverzibilna temper krhkost, se pojavi pri temperaturah od 400 do 650 ℃.Ko po ponovnem segrevanju krhkost izgine, ga je treba hitro ohladiti in ne sme ostati dlje časa ali počasi ohlajen v območju od 400 do 650 ℃, sicer ponovno pride do katalitskih pojavov.
Pojav krhkosti pri kaljenju je povezan z zlitinskimi elementi v jeklu, kot so mangan, krom, silicij in nikelj, ki se nagibajo k razvoju krhkosti pri kaljenju, medtem ko imata molibden in volfram nagnjenost k oslabitvi krhkosti pri kaljenju.
Nova kovina Gapowerje profesionalni dobavitelj jeklenih izdelkov.Razredi jeklenih cevi, tuljav in palic vključujejo ST35 ST37 ST44 ST52 42CRMO4, S45C CK45 SAE4130 SAE4140 SCM440 itd. Vabljeni, da se stranka pozanima in obišče tovarno.
Čas objave: 23. nov. 2023