Termisk behandling av legeringer. Typer av varmebehandling

Forretnings

Varmebehandling av legeringer er en integrert delDel av produksjonsprosessen av jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi. Som et resultat av denne prosedyren kan metaller endre sine egenskaper til de nødvendige verdiene. I denne artikkelen vil vi vurdere de viktigste typene varmebehandling som brukes i moderne industri.

Essensen av varmebehandling

I produksjonsprosessen, halvfabrikata,Metalldeler er varmebehandlet for å gi dem de riktige egenskapene (styrke, motstand mot korrosjon og slitasje, etc.). Termisk behandling av legeringer er en kombinasjon av kunstig opprettede prosesser der legeringer under virkningen av høye temperaturer gjennomgår strukturelle og fysisk-mekaniske endringer, men stoffets kjemiske sammensetning forblir.

Formål med varmebehandling

Metallprodukter som brukesdaglig i enhver gren av den nasjonale økonomien, må oppfylle de høye kravene til slitestyrke. Metall, som råmaterialer, må øke de nødvendige driftsegenskapene, som kan oppnås ved eksponering for høye temperaturer. Termisk behandling av legeringer med høye temperaturer forandrer stoffets opprinnelige struktur, omfordeler dets bestanddeler, omdanner krystallens størrelse og form. Alt dette fører til en minimalisering av det indre spenningen i metallet og øker dermed dets fysiske og mekaniske egenskaper.

Typer av varmebehandling

Varmebehandling av metalllegeringer reduseres tilTre upretensiøse prosesser: Oppvarming av råmaterialet (halvfabrikat) til ønsket temperatur, og hold det under de givne forhold nødvendig tid og rask avkjøling. I moderne produksjon brukes flere typer varmebehandling, forskjellig i noen teknologiske trekk, men prosessalgoritmen forblir generelt den samme overalt.

Ved oppfyllelsesmetoden er termisk behandling av følgende typer:

  • Termisk (herding, temperering, annealing, aldring, kryogen behandling).
  • Termomekanisk omfatter behandling med høye temperaturer i kombinasjon med mekanisk påvirkning på legeringen.
  • Kjemisk-termisk innebærer termisk behandling av metall med påfølgende anrikning av produktoverflaten med kjemiske elementer (karbon, nitrogen, krom, etc.).

annealing

Annealing er produksjonsprosessen derMetaller og legeringer oppvarmes til en spesifisert temperatur, og deretter, sammen med ovnen der prosedyren fant sted, kjøles det veldig sakte naturlig. Som et resultat av glødning er det mulig å eliminere heterogeniteten av stoffets kjemiske sammensetning, for å fjerne det indre stress, for å oppnå den granulære strukturen og forbedre den som sådan og for å redusere legeringenes hardhet for å lette videre bearbeiding. Det finnes to typer annealing: annealing av den første og andre typen.

termisk behandling av legeringer

Annealing av den første typen innebærer termiskbehandling, noe som førte til endring av fasestillingen av legeringen er ubetydelig eller ikke-eksisterende. Det har også sine varianter: homogeniseres - glødetemperatur av 1100-1200, under slike omstendigheter legeringer aldret i 8-15 timer, omkrystallisasjon (hvis t 100-200) som brukes for gløding av stål klinket, dvs. allerede er deformert kald.

Annealing av den andre typen fører til signifikante faseendringer i legeringen. Det har også flere varianter:

  • Full annealing - varme legering 30-50 overDet kritiske temperaturpunktskarakteristikken for et gitt stoff og avkjøling med den angitte hastigheten (200 / h - karbonstål, henholdsvis 100 / h og 50 / h - henholdsvis lavlegering og høylegeringstål).
  • Ufullstendig - oppvarming til kritisk punkt og langsom avkjøling.
  • Diffusjon - annealingstemperatur 1100-1200.
  • Isotermisk oppvarming skjer på samme måte som under fullstendig utglødning, men etter dette utføres en hurtig avkjøling til en temperatur noe under kritisk temperatur og blir igjen for å kjøle seg i luften.
  • Normalisert - fullstendig annealing etterfulgt av avkjøling av metallet i luften, og ikke i ovnen.

herding

Herding er manipulering med fusjon, formåletsom er oppnåelsen av martensitisk transformasjon av metallet, noe som reduserer plastisiteten til produktet og øker dens styrke. Herding, samt glødning, innebærer oppvarming av metallet i ovnen over kritisk temperatur til slokkingstemperaturen, forskjellen er i den høyere kjølehastigheten som oppstår i badet med væsken. Avhengig av metallet og til og med dets form brukes forskjellige typer herding:

  • Herding i ett miljø, det vil si i ett bad med væske (vann for store deler, olje for små deler).
  • Intermittent slukning - kjøling tar to påfølgende trinn: Først i en væske (en skarpere kjøler) til en temperatur på ca. 300, deretter i luft eller i et annet oljebad.
  • Trinnvis - når produktet når slokkingstemperaturen, avkjøles det for en tid i smeltede salter, etterfulgt av avkjøling i luft.
  • Isotermisk - ved teknologi er svært lik trangherding, forskjellig bare i holdetid på produktet ved temperaturen til martensitisk transformasjon.
  • Herding med selvutgivelse er forskjellig fra andre typerved at det oppvarmede metallet ikke er helt avkjølt, og etterlater en varm del i midten av delen. Som et resultat av slik manipulasjon, oppnår produktet egenskapene av økt styrke på overflaten og høy viskositet i midten. Denne kombinasjonen er ekstremt nødvendig for slaginstrumenter (hammer, meisler, etc.)

typer varmebehandling

ferie

Ferie - dette er den endelige fasen av termiskbearbeiding av legeringer, som bestemmer den endelige strukturen av metallet. Hovedformålet med temperering er å redusere brittleness av metallproduktet. Prinsippet er å varme delen til en temperatur under kritisk og kjøling. Siden varmebehandlingsmodusene og kjølehastigheten for metallprodukter til forskjellige formål kan avvike, utmerker man tre typer tempering:

  • Høy - Oppvarmingstemperaturen er fra 350-600 til under kritisk. Denne prosedyren brukes oftest til metallkonstruksjoner.
  • Medium - varmebehandling ved t 350-500, vanlig for vårprodukter og fjærer.
  • Lav - temperaturen på oppvarming av produktet ikke høyere enn 250 gjør det mulig å oppnå høy styrke og slitestyrke av deler.

metaller og legeringer

aldring

Aldring er den termiske behandlingen av legeringer,som bestemmer forfall av overmettet metall etter quenching. Resultatet av aldring er en økning i grensene for hardhet, fluiditet og styrke av ferdigproduktet. Ikke bare støpejern er utsatt for aldring, men også ikke-jernholdige metaller, inkludert lett deformerbare aluminiumlegeringer. Hvis metallproduktet, som er underkastet herding for å motstå ved normal temperatur, forekommer prosesser i den, noe som fører til en spontan økning av styrke og en reduksjon av duktiliteten. Dette kalles naturlig aldring av metall. Hvis samme manipulasjon utføres i forhøyet temperatur, vil det bli kalt kunstig aldring.

modus for varmebehandling

Kryogen behandling

Endringer i strukturen av legeringer, og derfor deresEgenskaper kan oppnås ikke bare høyt, men også ved ekstremt lave temperaturer. Termisk behandling av legeringer ved t under null ble kalt kryogen. Denne teknologien er mye brukt i en rekke sektorer av nasjonal økonomi som et supplement til varmebehandling med høye temperaturer, siden det tillater å redusere kostnadene for prosessene for termisk herding av produkter betydelig.

varmebehandling av legeringer

Kryogen behandling av legeringer utføres ved t-196 i en spesiell kryogen prosessor. Denne teknologien gjør det mulig å øke levetiden til den behandlede delen og korrosjonsegenskaper betydelig, samt eliminere behovet for gjentatte behandlinger.

Termomekanisk behandling

En ny metode for bearbeiding av legeringer kombinererbehandling av metaller ved høye temperaturer med mekanisk deformasjon av produkter i plasttilstand. Termomekanisk behandling (TMS) ved fremgangsmåten for å begå kan være av tre typer:

  • Lav temperatur TEM består av to trinn: Plastdeformasjon etterfulgt av herding og temperering av delen. Hovedforskjellen fra andre typer TMO er oppvarmingstemperaturen til den austenitiske tilstanden av legeringen.
  • Høy temperatur TMO betyr oppvarming av legeringen til en martensitisk tilstand i kombinasjon med plastisk deformasjon.
  • Foreløpig deformasjon utføres ved t 20 med etterfølgende herding og herding av metallet.

herding herding annealing

Kjemisk-termisk behandling

Endre strukturen og egenskapene til legeringer er mulig ogved hjelp av kjemisk-termisk behandling, som kombinerer termiske og kjemiske effekter på metaller. Det endelige målet med denne prosedyren i tillegg til å gi økt styrke, seighet, slitestyrke av produktet, er tilsetning av en bestanddel av syrebestandighet og brannmotstand. Denne gruppen inkluderer følgende typer varmebehandling:

  • Sementering utføres for å gi overflateprodukter med ekstra styrke. Kjernen i prosedyren er å mette metallet med karbon. Sementering kan utføres på to måter: fast og gass karburering. I det første tilfellet blir materialet som skal behandles, sammen med kullet og dets aktivator, plassert i en ovn og oppvarmet til en bestemt temperatur, etterfulgt av å holde den i et gitt medium og avkjøling. Ved gass-karburering oppvarmes produktet i en ovn til 900 under en kontinuerlig strøm av karbonholdig gass.
  • Nitriding er en kjemisk varmebehandlingmetallprodukter ved å mette overflaten i nitrogenmedier. Resultatet av denne prosedyren er å øke delens styrke og øke dens korrosjonsmotstand.
  • Cyanification er metningen av et metall samtidig med både nitrogen og karbon. Mediet kan være flytende (smeltet karbon og nitrogenholdige salter) og gassformig.
  • Diffusjonsmetallisering er amoderne metode for å gi varmebestandighet, syrefasthet og slitestyrke mot metallprodukter. Overflaten av slike legeringer er mettet med forskjellige metaller (aluminium, krom) og metalloider (silisium, bor).

Fungerer varmebehandling av støpejern

Støpejernslegeringer er termisk støptbearbeiding på en litt annen teknologi enn legeringer av ikke-jernholdige metaller. Støpejern (grå, høystyrke, legering) gjennomgår følgende typer varmebehandling: glødning (ved t 500-650), normalisering, herding (kontinuerlig, isotermisk, overflate), temperering, nitrering (gråstøpejern), aluminering (perleformet støpejern), krombelegg. Som et resultat, forbedrer alle disse prosedyrene egenskapene til sluttproduktene av støpejern betydelig: de øker levetiden, eliminerer muligheten for sprekk ved bruk av produktet, og øker støpejernets styrke og varmebestandighet.

annealingstemperatur

Varmebehandling av ikke-jernholdige legeringer

Ikke-jernholdige metaller og legeringer har utmerket vennfra hverandre egenskaper blir derfor behandlet med forskjellige metoder. Kobberlegeringer for rektifisering av den kjemiske sammensetning gjennomgår således omkrystallisasjonsglødning. Teknologien for lavtemperaturglødning (200-300) er gitt for messing, siden denne legeringen er utsatt for spontan sprekking under våte forhold. Bronse blir utsatt for homogenisering og annealing ved t til 550. Magnesium er annealed, herdet og utsatt for kunstig aldring (naturlig aldring forekommer ikke for herdet magnesium). Aluminium, så vel som magnesium, blir underlagt tre varmebehandlingsmetoder: annealing, herding og aldring, hvoretter aluminiumslegeringer øker styrken betydelig. Behandling av titan legeringer inkluderer: omkrystallisering annealing, quenching, aldring, nitriding og sementering.

sammendrag

Varmebehandling av metaller og legeringer erDen viktigste teknologiske prosessen, både i jernholdig og ikke-jernholdig metallurgi. Moderne teknologier har mange metoder for varmebehandling, slik at de kan oppnå de ønskede egenskapene til hver type bearbeidede legeringer. Hvert metall har sin egen kritiske temperatur, noe som betyr at varmebehandling må utføres under hensyntagen til stoffets strukturelle og fysisk-kjemiske egenskaper. Til syvende og sist vil dette ikke bare oppnå de ønskede resultatene, men også kraftig strømlinjeforme produksjonsprosessene.

Kommentarer (0)
Legg til en kommentar