Obróbka cieplna 4: hartowanie, odpuszczanie, normalizacja, wyżarzanie

Obróbka cieplna 4: hartowanie, odpuszczanie, normalizacja, wyżarzanie

Po pierwsze, gaszenie

1. Co to jest hartowanie?

Hartowanie stali jest jednym ze stali ogrzewanych do temperatury krytycznej Ac3 (stal podeutektoidalna) lub Ac1 (stal hipereutektoidalna) powyżej temperatury, ochrona termiczna przez pewien okres czasu, powoduje, że całość lub część austenityzacji, a następnie większe niż krytyczne chłodzenie szybkość zimnego, szybszego zimna poniżej Ms do martenzytu izotermicznego w pobliżu (lub Ms) lub transformacji bainitycznej procesu obróbki cieplnej. Ogólnie rzecz biorąc, obróbka stałego roztworu stopu aluminium, stopu miedzi, stopu tytanu, szkła hartowanego i innych materiałów lub procesu obróbki cieplnej z szybkim procesem chłodzenia nazywa się hartowaniem.

2. Cel hartowania:

1) poprawić właściwości mechaniczne wyrobów lub części metalowych. Na przykład: poprawa twardości i odporności na zużycie narzędzi, łożysk, itp., Poprawa granicy sprężystości sprężyny, poprawa kompleksowych właściwości mechanicznych części wału itp.
2) poprawić materiał lub właściwości chemiczne niektórych stali specjalnych. Takie jak poprawa odporności na korozję stali nierdzewnej, zwiększenie trwałej stali magnetycznej itp

Chłodzenie chłodzące, oprócz potrzeby rozsądnego wyboru środka hartującego, ale także prawidłowej metody hartowania, typowych metod hartowania, głównie hartowania pojedynczej cieczy, hartowania cieczą podwójną, hartowania, hartowania izotermicznego, hartowania lokalnego.

3. Po hartowaniu stalowy przedmiot ma następujące właściwości:

(1) Otrzymano martenzyt, bainit, austenit szczątkowy i inne niezrównoważone (to znaczy niestabilne) struktury.
(2) występuje duży stres wewnętrzny.
(3) Właściwości mechaniczne nie spełniają wymagań. W związku z tym stalowy przedmiot po hartowaniu generalnie jest odpuszczany

Po drugie, hartowanie

1. Co to jest hartowanie?

Po hartowaniu po hartowaniu metalu lub częściach grzewczych do określonej temperatury, utrwalaniu cieplnym, po pewnym czasie w określony sposób po schłodzeniu procesu obróbki cieplnej i odpuszczaniu następuje operacja, po hartowaniu są również zwykle obróbka cieplna przedmiotu zakończenie procedury, a zatem połączenie procesu hartowania i odpuszczania znanego jako przetwarzanie końcowe.

2. Głównymi celami hartowania i odpuszczania są:

1) zmniejszyć naprężenia wewnętrzne i zmniejszyć kruchość, w elementach hartowniczych występuje duże naprężenie i kruchość, takie jak nieterminowe odpuszczanie często powoduje deformację lub nawet pękanie.
2) dostosować właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego, obrabianego przedmiotu po hartowaniu, wysokiej twardości, kruchości, w celu spełnienia różnych przedmiotów obrabianych różnych wymagań wydajnościowych, można regulować przez odpuszczanie, twardość, wytrzymałość, plastyczność i wytrzymałość.
3) ustabilizować rozmiar obrabianego przedmiotu. Struktura metalograficzna może być stabilizowana przez odpuszczanie, aby zapewnić, że deformacja nie wystąpi w przyszłości.
4) poprawić wydajność cięcia niektórych stali stopowych.

3. Efekt temperowania to:

(1) poprawić stabilność organizacji, tak aby przedmiot obrabiany w trakcie procesu nie powodował już transformacji organizacyjnej, tak aby rozmiar geometryczny przedmiotu i jego wydajność pozostały stabilne.
(2) wyeliminować naprężenia wewnętrzne, aby poprawić wydajność obrabianego przedmiotu i stabilność rozmiaru geometrii przedmiotu obrabianego.
(3) dostosować właściwości mechaniczne stali, aby spełnić wymagania użytkowania.

Powodem, dla którego temperowanie ma takie skutki, jest to, że gdy temperatura wzrasta, aktywność atomów jest zwiększona, a atomy żelaza, węgla i innych pierwiastków stopowych w stali mogą być szybciej rozpraszane w celu uzyskania przegrupowania i kombinacji atomów, tak jak stopniowe przekształcanie niestabilnej niezrównoważonej struktury w stabilną strukturę równowagi. Eliminacja naprężeń wewnętrznych jest również związana ze spadkiem wytrzymałości metalu, gdy wzrasta temperatura. Zmniejsza się ogólny stan stali, twardość i wytrzymałość, poprawia się plastyczność. Im wyższa temperatura odpuszczania, tym większa zmiana tych właściwości mechanicznych. Niektóre stale stopowe o wyższej zawartości pierwiastków stopowych, gdy są odpuszczane w pewnym zakresie temperatur, wytrącają pewne drobne związki metali, co zwiększa wytrzymałość i twardość. Zjawisko to nazywane jest wtórnym hartowaniem.

Wymagania dotyczące odpuszczania: przedmioty o różnych celach powinny być hartowane w różnych temperaturach, aby spełnić wymagania użytkowania.

(1) narzędzia tnące, elementy łożysk, nawęglania i hartowania, części do hartowania powierzchni często poniżej 250 ing hartowania w niskiej temperaturze. Po odpuszczeniu w niskiej temperaturze twardość zmienia się nieznacznie, naprężenia wewnętrzne maleją, a wiązkość nieznacznie wzrasta.
(2) sprężyna w 350 ~ 500 ℃ pod temperaturą odpuszczania, można uzyskać wysoką elastyczność i niezbędną wiązkość.
(3) w elementach ze stali konstrukcyjnej węglowej są zwykle wykonywane w odpuszczaniu w wysokiej temperaturze 500 ~ 600 ℃, w celu uzyskania odpowiedniej z dobrą wytrzymałością i wiązkością.

Stal przy temperowaniu 300 ℃ , często zwiększa kruchość, zjawisko to nazywane jest pierwszym rodzajem kruchości temperowania. Hartowanie nie powinno być normalnie przeprowadzane w tym zakresie temperatur. Niektóre stale konstrukcyjne ze stali węglowej mają skłonność do kruchości, jeśli po wysokim odpuszczaniu są powoli chłodzone do temperatury pokojowej. Zjawisko to znane jest jako drugi rodzaj kruchości temperowania. Dodanie molibdenu do stali lub schłodzenie go w oleju lub wodzie podczas hartowania może zapobiec kruchości drugiego rodzaju odpuszczania. Ta kruchość może być wyeliminowana przez ponowne podgrzanie stali kruchej drugiego typu do pierwotnej temperatury odpuszczania.

W produkcji, często zgodnie z wymaganiami wydajności obrabianego przedmiotu. Odpowiednio do różnych temperatur ogrzewania, odpuszczanie można podzielić na odpuszczanie niskie, odpuszczanie średnie i odpuszczanie. Proces obróbki cieplnej łączący hartowanie i późniejsze odpuszczanie w wysokiej temperaturze nazywany jest hartowaniem i odpuszczaniem, co oznacza, że ma jednocześnie wysoką wytrzymałość i dobrą plastyczność.

1) odpuszczanie niskotemperaturowe: 150-250 ℃, M z powrotem, zmniejszenie naprężeń wewnętrznych i łamliwości, poprawa odporności na obciążenia plastyczne, wyższa twardość i odporność na zużycie. Służy do produkcji narzędzi pomiarowych, narzędzi tnących i łożysk tocznych itp.
Temperowanie w 2): 350-500 ℃, T powrót, ma wysoką elastyczność, ma pewną plastyczność i twardość. Służy do wykonywania sprężyn, matryc kuźniczych itp.
3) odpuszczanie wysokotemperaturowe: 500-650 back, S z powrotem, ma dobre wszechstronne właściwości mechaniczne. Służy do wykonywania kół zębatych, wałów korbowych itp.

Po trzecie, normalizacja

1. Co to jest normalizacja?

Normalizacja to obróbka cieplna, która poprawia wytrzymałość stali. Podgrzać elementy stalowe do Ac3 po ponad 30 ~ 50 ℃ temperaturze, utrwalaniu ciepła przez okres czasu od chłodzenia powietrzem. Główną cechą charakterystyczną jest to, że prędkość chłodzenia jest szybsza niż prędkość wyżarzania, ale niższa niż prędkość chłodzenia. Podczas normalizacji krystalizowane ziarna stali można poddać rafinacji przy nieco szybszym chłodzeniu, które nie tylko może uzyskać zadowalającą wytrzymałość, ale również może znacząco poprawić wiązkość (wartość AKV) i zmniejszyć tendencję składników do pękania. Po normalizacji niektórych niskostopowych walcowanych na gorąco blach stalowych, części kuźniczych i odlewniczych, można znacznie polepszyć wszechstronne właściwości mechaniczne materiałów, a także poprawić właściwości tnące.

2. Normalizacja ma następujące cele i UŻYWA:

(1) dla stali podeutektoidalnej, normalizującej w celu wyeliminowania odlewania, kucia, spawania części przegrzanej grubej struktury krystalicznej i struktury wechslera, walcowanych w strukturze wstęgi; Rafinacja ziarna; I może być używany jako obróbka wstępna przed hartowaniem.
(2) dla stali hipereutektoidalnej, normalizacja może wyeliminować drugorzędowy cementyt sieciowy i sprawić, że rafinacja perlitu nie tylko poprawi właściwości mechaniczne, ale także sprzyja przyszłemu wyżarzaniu sferoidyzacyjnemu.
(3) w przypadku cienkowarstwowej blachy stalowej o głębokim tłoczeniu niskoemisyjnym, normalizacja może wyeliminować cementyt bez granic ziarna, aby poprawić jego głębokie tłoczenie.

(4) w przypadku stali niskowęglowej i niskowęglowej stali niskostopowej, przy użyciu normalizacji, może uzyskać bardziej drobną strukturę perlitu płatkowego, zwiększyć twardość do hb140-190, unikać zjawiska „klejenia noża” podczas cięcia, poprawić obróbkę skrawaniem. W przypadku stali o średniej zawartości węgla normalizacja jest bardziej ekonomiczna i wygodna, gdy dostępne są zarówno normalizowanie, jak i wyżarzanie.
(5) dla zwykłej stali o średniej strukturze węgla, w przypadku właściwości mechanicznych nie jest wysoka, może być stosowana zamiast hartowania i odpuszczania w wysokiej temperaturze, nie tylko łatwa w obsłudze, i sprawia, że konstrukcja stalowa i stabilność rozmiaru.
( 6 ) normalizowanie w wysokiej temperaturze (150 ~ 200 ℃ powyżej Ac3) ze względu na wysoką prędkość dyfuzji w wyższej temperaturze może zmniejszyć segregację składu odlewów i odkuwek. Gruboziarniste ziarna po normalizowaniu w wysokiej temperaturze mogą być rafinowane przez drugą późniejszą normalizację w niższej temperaturze.

(7) Wszyscy właściciele ziemscy do niektórych wykorzystywanych do turbin parowych i kotłów ze stali stopowej o niskiej i średniej zawartości węgla, normalizowanie jest zwykle wykorzystywane do uzyskania struktury bainitycznej, a następnie przez odpuszczanie wysokotemperaturowe, gdy jest używane w 400 ~ 550 ℃ ma dobrą zdolność do wytrzymywania .
(8) Oprócz stali i stali, normalizacja jest również szeroko stosowana w obróbce cieplnej żeliwa sferoidalnego, dzięki czemu ma ona osnowę perlityczną, poprawiającą wytrzymałość żeliwa sferoidalnego.

Ponieważ normalizacja charakteryzuje się chłodzeniem powietrzem, temperaturą otoczenia, trybem układania, przepływem powietrza i rozmiarem obrabianego przedmiotu, mają wpływ na strukturę i wydajność po normalizacji. Normalizująca mikrostruktura może być również stosowana jako metoda klasyfikacji stali stopowych. Zwykle w zależności od próbki podgrzewa się do 900 ℃ na 25 milimetrów średnicy, chłodzenie powietrzem organizacji, stal stopową można podzielić na perlit, stal bainityczną, stal martenzytyczną stalową i stal austenityczną.

Cztery, wyżarzanie

1. Co to jest wyżarzanie?

Wyżarzanie jest procesem obróbki cieplnej, w którym metal jest powoli podgrzewany do pewnej temperatury, utrzymywany przez odpowiedni czas, a następnie chłodzony z odpowiednią szybkością. Obróbka cieplna wyżarzania jest podzielona na całkowite wyżarzanie, niekompletne wyżarzanie i wyżarzanie odprężające. Właściwości mechaniczne wyżarzanych materiałów można sprawdzić za pomocą próby rozciągania lub testu twardości. Wiele stali jest dostarczanych w stanie wyżarzania. Twardościomierz Rockwella może być używany do testowania twardości HRB do badania twardości stali. W przypadku cieńszych blach stalowych, pasów stalowych i cienkościennych rur stalowych, do testowania twardości HRT można używać twardościomierza powierzchniowego.

2. Celem wyżarzania jest:

(1) poprawić lub wyeliminować stal w procesie odlewania, kucia, walcowania i spawania spowodowanym różnymi defektami tkanki i naprężeniami szczątkowymi, aby zapobiec deformacji przedmiotu, pękaniu.
(2), aby zmiękczyć obrabiany przedmiot do cięcia.
(3) udoskonalić ziarno, poprawić organizację, aby poprawić właściwości mechaniczne przedmiotu obrabianego.
(4) do końcowej obróbki cieplnej (hartowanie, hartowanie) w celu przygotowania organizacji.

3. Wspólne procesy wyżarzania obejmują:

(1) Całkowite wyżarzanie. Służy do precyzyjnego odlewania, kucia i spawania stali niskowęglowej i niskowęglowej po właściwościach mechanicznych słabej grubej struktury przegrzewającej. Wszystko w obrabianym przedmiocie ogrzanym do temperatury austenitu ferrytowego ponad 30 ~ 50 ℃ , zachowanie ciepła przez pewien okres czasu, a następnie z powolnym chłodzeniem pieca, austenitu podczas chłodzenia, aby ponownie się zmienić, może sprawić, że organizacja stali.

(2) Wyżarzanie sferoidyzujące. Aby zmniejszyć wysoką twardość stali narzędziowej i stali łożyskowej po kuciu. Obrabiany przedmiot podgrzewa się, aby zaczął powstawać temperatura stali austenitycznej powyżej 20 ~ 40 ° C , powolne chłodzenie po utrwalaniu cieplnym, w procesie chłodzenia perlitu cementytu lamelarnego w kulkę, zmniejszając twardość.

(3) Wyżarzanie izotermiczne. Aby zmniejszyć wysoką twardość niektórych stopowych stali konstrukcyjnych o wysokiej zawartości niklu i chromu do cięcia. Ogólnie, austenit jest najpierw chłodzony do najbardziej niestabilnej temperatury austenitu, a twardość może być zmniejszona, gdy austenit przekształca się w tortuoit lub sorbit po odpowiednim zachowaniu ciepła.

(4) Wyżarzanie rekrystalizacyjne. Aby wyeliminować drut metalowy, cienką płytę w procesie ciągnienia na zimno, zjawisko hartowania na zimno (wzrost twardości, spadek plastyczności). Temperatura ogrzewania jest zwykle stalowa zaczęła tworzyć temperaturę austenityczną poniżej 50 ~ 150 ℃ , tylko w ten sposób można wyeliminować efekt hartowania w celu zmiękczenia metalu.

(5) Wyżarzanie grafitowe. Służy do przekształcania żeliwa zawierającego dużą ilość cementytu w żeliwo ciągliwe o dobrej plastyczności. Proces odlewania jest podgrzewany do 950 so lub więcej, odpowiednie chłodzenie po czasie konserwacji termicznej, powoduje rozkład cementytu z grafitu masy kłaczkowatej.

(6) Wyżarzanie dyfuzyjne. Służy do homogenizacji składu chemicznego odlewu stopowego i poprawy jego wydajności. Metoda polega na podgrzaniu odlewu do najwyższej możliwej temperatury bez topienia i utrzymywania go w cieple przez długi czas, a następnie schłodzeniu go powoli po tym, jak wszystkie elementy w stopie zostaną rozproszone i równomiernie rozłożone.

(7) Wyżarzanie odprężające. Aby wyeliminować wewnętrzne naprężenia odlewów stalowych i części spawanych. Na początku po powstaniu temperatury ogrzewania stali austenitycznej poniżej 100 ~ 200 ℃ , utrzymując w powietrzu po ochłodzeniu, może wyeliminować naprężenia wewnętrzne.