Sakausējumu termiskā apstrāde. Termiskās apstrādes veidi

Sakausējumu termiskā apstrāde ir neatņemama sastāvdaļaDaļa no melno un krāsaino metalurģiju ražošanas procesa. Šīs procedūras rezultātā metāli spēj mainīt to īpašības līdz nepieciešamajām vērtībām. Šajā rakstā mēs aplūkosim galvenos termiskās apstrādes veidus, ko izmanto mūsdienu industrijā.

Termiskās apstrādes būtība

Ražošanas procesā pusfabrikāti,Metāla detaļas tiek apstrādātas ar karstumu, lai iegūtu tām atbilstošas ​​īpašības (izturība, izturība pret koroziju un nodilumu utt.). Termiskā apstrāde sakausējumu - kopums mākslīgā procesiem, kuru laikā sakausējumiem pie augstām temperatūrām ir strukturālas un fizikāli-mehāniskās izmaiņas bet ilgi glabājamu ķīmisko sastāvu vielas.

Termiskās apstrādes mērķis

Metālizstrādājumi, kurus izmantoikdienas jebkurā tautsaimniecības nozarē, jāatbilst augstajām prasībām pret izturību pret nodilumu. Metālam, tāpat kā izejvielām, ir jāuzlabo nepieciešamās ekspluatācijas īpašības, ko var panākt, pakļaujoties augstām temperatūrām. Termiskā sakausējumu apstrāde ar augstām temperatūrām maina sākotnējo vielas struktūru, pārdala tā sastāvdaļas, pārveido kristālu izmēru un formu. Tas viss ļauj samazināt metāla iekšējo stresu un tādējādi palielina tā fizikālās un mehāniskās īpašības.

Termiskās apstrādes veidi

Metālu sakausējumu termiskā apstrāde ir samazināta līdznepretenciozs trīs procesi: apkure izejvielas (pusfabrikātus), pirms līdz vēlamajai temperatūrai, turot to zem iepriekš nosacījumiem un laika nepieciešamo ātru dzesēšanu. Šodienas ražošanā izmanto vairāku veidu termisko apstrādi, kas atšķiras dažos tehnoloģiskās īpašības, bet process algoritms parasti nemainās visur.

Pēc izpildes metodes termiskā apstrāde ir šāda veida:

• Termiskā (sacietēšana, rūdīšana, atdalīšana, novecošana, kriogēna apstrāde).
• Termomehāniskā sistēma ietver apstrādi ar augstu temperatūru kombinācijā ar sakausējuma mehānisko iedarbību.
• Ķīmiskā siltumenerģija nozīmē metāla termisko apstrādi, pēc tam produkta virsmas bagātināšanu ar ķīmiskajiem elementiem (ogleklis, slāpeklis, hroms utt.).

Atkausēšana

Atkaulošana ir ražošanas process, kurāmetāli un sakausējumi tiek uzkarsēti līdz iepriekš noteiktai temperatūrai, un tad kopā ar krāsni, kurā notiek procedūra, ļoti lēni atdzesē dabiski. Pēc karsēšanas izdodas novērstu neviendabīgumu ķīmiskā sastāva vielas, izņemšanu iekšējo spriegumu, lai panāktu graudu struktūru un uzlabot to kā tādu, bet arī samazina cietību sakausējuma, lai atvieglotu tās turpmāko apstrādi. Ir divu veidu rūdīšana: pirmās un otrās šķiras atkaulošana.

Pirmā veida atkaulošana nozīmē termāloapstrāde, kas izraisīja izmaiņas fāzes stāvokļa sakausējuma ir niecīgs vai nav vispār. Tas arī ir savi šķirnes: homogenizēts - rūdīšana temperatūra no 1100-1200, šādos apstākļos sakausējumu vecumā par 8-15 stundām, pārkristalizējot (ja t 100-200) tiek izmantoti atlaidināšanas tērauda kniedētas, t.i., jau tiek deformēts auksti.

Otra veida atgriešana noved pie ievērojamām fāzes izmaiņām sakausējumā. Tam ir arī vairākas šķirnes:

• Pilna atdeve - apsildes sakausējums 30-50 virskonkrētajai vielai raksturīgā kritiskā temperatūra un dzesēšana ar norādīto ātrumu (200 / h - oglekļa tēraudi, 100 / h un 50 / h - zemas sakausējuma un augsta leģētā tērauda).
• Nepilnīga - apkure līdz kritiskajam punktam un lēna dzesēšana.
• Izkliedēšanas temperatūra 1100-1200.
• Izotermiska - apkure notiek tādā pašā veidā kā pilnīgas atkausēšanas laikā, bet pēc tam ātru atdzišanu veic temperatūrā, kas ir nedaudz zem kritiskās temperatūras, un atstāj atdzist gaisā.
• Normalizēta - pilnīga atdeve, kam seko metāla atdzesēšana gaisā, nevis krāsnī.

Sacietēšana

Karsēšana ir manipulācija ar kodolsintēzi, mērķiskas ir metāla martensīta transformācijas sasniegšana, kas samazina izstrādājuma plastiskumu un palielina tā izturību. Karsēšana, kā arī atkausēšana ietver metāla karsēšanu krāsnī virs kritiskās temperatūras līdz dzēšanas temperatūrai, atšķirība ir augstāka dzesēšanas ātrumā, kas notiek vannā ar šķidrumu. Atkarībā no metāla un pat tā formas tiek izmantoti dažāda veida sacietējumi:

• Cietināšana vienā vidē, tas ir, vienā vannā ar šķidrumu (ūdens lielām daļām, eļļa mazām detaļām).
• Pārtraukta dzēšanas - dzesēšanas notiek divas secīgas pakāpieni: vispirms šķidrumā (asāku dzesētāju) līdz aptuveni 300 temperatūrai, tad gaisā vai citā eļļas vannā.
• Solis - produkts, lai sasniegtu sacietēšanas temperatūru, tas tiek atdzesēts uz laiku, kas izkausēta sāls, kam seko dzesēšana, gaisā.
• Izotermiskā tehnoloģija ir ļoti līdzīga pakāpeniskai sacietēšanai, atšķiras tikai produkta uzglabāšanas laikā martensīta transformācijas temperatūrā.
• Cietināšana ar pašizplūdumu atšķiras no citiem veidiemjo karsētais metāls nav pilnībā atdzisis, atstājot siltu sekciju puses vidū. Šo manipulāciju rezultātā produkts iegūst paaugstinātas stiprības īpašības uz virsmas un augstu viskozitāti vidū. Šī kombinācija ir ļoti vajadzīga sitamie instrumenti (āmuri, kalti uc)

Brīvdienas

Brīvdienu - tas ir pēdējais siltuma posmssakausējumu apstrāde, kas nosaka metāla galīgo struktūru. Atlaidināšanas galvenais mērķis ir samazināt metāla izstrādājuma trauslumu. Princips ir sildīt daļu līdz temperatūrai, kas ir zemāka par kritisko un dzesēšanas līmeni. Tā kā metālizstrādājumu termiskās apstrādes veidi un dzesēšanas ātrums dažādiem mērķiem var atšķirties, tiek izdalīti trīs atkausēšanas veidi:

• Augsta - apkures temperatūra ir no 350-600 līdz zemam kritiskajam. Šo procedūru visbiežāk izmanto metāla konstrukcijām.
• Vidēja - termiskā apstrāde pie t 350-500, ko parasti izmanto pavasara izstrādājumiem un atsperēm.
• Zema - produkta apsildīšanas temperatūra nav augstāka par 250, ļauj iegūt detaļu izturību un nodilumu.

Novecošana

Novecošana ir sakausējumu termiskā apstrāde,kas nosaka pārkausētā metāla sabrukšanu pēc dzesēšanas. Novecošanās rezultāts ir gatavā produkta cietības, plūsmas un stiprības robežu palielināšanās. Novecošanās ietekmē ne tikai čuguns, bet arī krāsainie metāli, ieskaitot viegli deformējamus alumīnija sakausējumus. Ja metāla izstrādājums, kas ir cietināts normālos temperatūras apstākļos, tajā notiek procesi, kas spontāni palielina izturību un samazina plīvumu. To sauc par dabisko metāla novecošanu. Ja tādas pašas manipulācijas tiek veiktas augstā temperatūrā, to sauc par mākslīgo novecošanu.

Kriogēnā terapija

Izmaiņas sakausējumu struktūrā un līdz ar to toīpašības var sasniegt ne tikai ar augstu, bet arī ārkārtīgi zemu temperatūru. Sakausējumu termiskā apstrāde pie t zem nulles tika saukta par kriogēnu. Šī tehnoloģija tiek plaši izmantota dažādās tautsaimniecības nozarēs kā papildinājumu, lai apsildītu ārstēšanu ar augstām temperatūrām, jo ​​tas ļauj būtiski samazināt izmaksas procesu termisko sacietēšanas produktiem.

Sakausējumu kriogēnā apstrāde tiek veikta t-196 īpašā kriogēnā procesorā. Šī tehnoloģija ļauj būtiski palielināt pakalpojumu dzīvi apstrādāto daļu un pretkorozijas īpašības, kā arī novērš nepieciešamību pēc atkārtotu ārstēšanu.

Termomehāniskā apstrāde

Tiek apvienota jauna metode sakausējumu apstrādeimetālu apstrāde augstā temperatūrā ar plastmasas izstrādājumu mehānisku deformāciju. Termomehāniskā apstrāde (TMS) pēc izdarīšanas metodes var būt trīs veidu:

• Zemas temperatūras TEM sastāv no diviem posmiem: Plastmasas deformācija, kam seko sacietēšana un atlaidināšana. Galvenā atšķirība no citiem TMO veidiem ir sildīšanas temperatūra līdz sakausējuma austenīta stāvoklim.
• Augstas temperatūras TMO nozīmē silda sakausējumu martensīta stāvoklī kopā ar plastmasas deformāciju.
• Iepriekšējs - deformācija tiek veikta pie t 20 ar vēlāku metāla sacietēšanu un rūdīšanu.

Ķīmiskā termiskā apstrāde

Ir iespējams mainīt sakausējumu struktūru un īpašības unizmantojot ķīmisko termiska apstrāde, kas apvieno termisko un ķīmisko iedarbību uz metāliem. Galīgais mērķis šo procedūru, papildus piešķirot lielāku spēku, cietība, nodilumizturība un sniedzot informāciju par produktu skābes izturība un ugunsizturību. Šajā grupā ietilpst šādas termiskās apstrādes veidiem:

• Cementēšana tiek veikta, lai piešķirtu virsmupapildu stiprības produkti. Procedūras būtība ir piesātināt metālu ar oglekli. Cementēšanu var veikt divējādi: cieto un gāzveida carburizing. Pirmajā gadījumā apstrādā materiāls kopā ar oglēm un aktivatoru ievieto krāsnī un karsē līdz noteiktai temperatūrai, kam seko novecošanās to vidējā un dzesēšanu. Gāzes carburizācijas gadījumā produkts tiek sildīts cepeškrāsnī līdz 900 ar nepārtrauktu oglekli saturošas gāzes plūsmu.
• Nitrīšana ir ķīmiski termiska apstrādemetāla izstrādājumi, to virsmas piesātinot slāpekļa barotnēs. Šīs procedūras rezultātā tiek palielināta detaļas stiepes izturība un palielināta izturība pret koroziju.
• Cianīdēšana ir metāla piesātinājums vienlaikus ar slāpekli un oglekli. Medijs var būt šķidrs (izkusts ogleklis un slāpekli saturoši sāļi) un gāzveida.
• Difūzijas metālizācija ir aMūsdienīga metode metāla izstrādājumu siltuma izturībai, skābju izturībai un nodilumizturībai. Šādu sakausējumu virsma ir piesātināta ar dažādiem metāliem (alumīniju, hromu) un metaloīdiem (silīcijs, bors).

Čuguna termiskās apstrādes īpatnības

Čuguna sakausējumi ir pakļauti siltuma iedarbībaiapstrādes ar nedaudz atšķirīgu tehnoloģiju, nekā krāsainā metāla sakausējumu. Dzelzs (pelēks, augsta izturība, leģēta) iet cauri šādiem termoapstrādes veidiem: apdedzināšanai (t 500-650), normalizējot, sacietēšanas (cietā, izotermiska, virszemes), rūdīšanas, nitriding (pelēkā čuguna) alumīniju (Perlīta čugunu), hroma. Visas šīs procedūras, kā rezultātā ievērojami uzlabot īpašības pēdējiem pantiem dzelzs: palielināts kalpošanas laiku, novērstu risku, ka plaisu produkta izmantošanas laikā, palielinātu izturību un siltuma pretestību čuguna.

Krāsaino metālu sakausējumu termiskā apstrāde

Krāsainiem metāliem un sakausējumiem ir lielisks draugsno citām īpašībām, tādēļ tos apstrādā ar dažādām metodēm. Tādējādi vara sakausējumiem pakļauj rekristalizācijai, lai atdalītu ķīmisko sastāvu. Misiņa gadījumā tiek nodrošināta zemas temperatūras atkausēšanas tehnoloģija (200-300), jo šis sakausējums ir pakļauts spontānai plaisai mitrā vidē. Bronzai homogenizē un atdala līdz t 550. Magnijs tiek atkausēts, sacietināts un pakļauts mākslīgā novecošanās (dabīgā novecošanās nerodas uz sacietējuša magnija). Aluminum, kā arī magnija, tiek pakļauts termiskai apstrādei, kas visas trīs metodes: rūdīšana, rūdīšana un novecošanās, pēc kura deformējami alumīnija sakausējumi ievērojami palielina savu spēku. Titāna sakausējumu apstrāde ietver: rekristalizāciju, atdalīšanu, sacietēšanu, novecošanu, nitrēšanu un carburizāciju.

Kopsavilkums

Metālu un sakausējumu termiskā apstrāde irgalvenais tehnoloģiskais process gan melnā krāsā, gan krāsainā metalurģijā. Mūsdienu tehnoloģijās ir daudz termiskās apstrādes metožu, kas ļauj sasniegt katra veida apstrādāto sakausējumu vēlamās īpašības. Katram metālam ir sava kritiskā temperatūra, kas nozīmē, ka termiskajā apstrādē jāņem vērā vielas strukturālās un fizikāli ķīmiskās īpašības. Galu galā tas ne tikai sasniegs vēlamos rezultātus, bet arī ievērojami racionalizēs ražošanas procesus.