Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Toplinska obrada metala je promjena unutarnje strukture (strukture) metala pod utjecajem promjene temperaturnih uvjeta i, kao posljedica, potrebnih mehaničkih i fizičkih svojstava metala. Velik dio toplinske obrade odvija se na kritičnim temperaturama na kojima dolazi do strukturne transformacije u slitinama.

Stoga je toplinska obrada metala svedena na tri uzastopne operacije i tipove:

  • zagrijavanje metala pri određenoj brzini do unaprijed određene temperature;
  • držanje metala neko vrijeme na toj temperaturi;
  • hlađenje pri određenoj brzini postupka.

To ovisi o tome kako je potrebno promijeniti svojstva određenog proizvoda od čelika i primijeniti različite vrste toplinske obrade, koje se razlikuju po maksimalnoj temperaturi grijanja, vremenu zadržavanja i brzini hlađenja. U strojarstvu je toplinska obrada pronašla najširu primjenu.

Toplinska obrada metala, legura, čelika

Sva svojstva bilo koje legure ovise o njezinoj strukturi. Glavni način koji vam omogućuje da promijenite ovu strukturu je toplinska obrada. Njegove osnove razvio je DK Chernov, a kasnije su njegova djela podržali Bochvar A.A., Kurdyumova G.V., Gulyaeva A.P.

Toplinska obrada metala i legura je niz operacija kao što su grijanje, držanje i hlađenje, koje se izvode u određenom redoslijedu i pod određenim načinom, kako bi se promijenila unutarnja struktura legure i dobila željena svojstva, dok se kemijski sastav metala ne mijenja.

Što je toplinska obrada metala i legure?

  • U žarenju
  • kaljenje
  • ostaviti
  • normalizacija

Šala. To zagrijava metal na visoku temperaturu, a zatim dolazi do polaganog hlađenja. Žarenje može biti različitih tipova - sve ovisi o temperaturi brzine grijanja i hlađenja.

Kaljenja. Toplinska obrada čelika, legura, metala, koja se temelji na rekristalizaciji čelika pri zagrijavanju iznad kritične temperature. Nakon držanja čelika na toj temperaturi slijedi vrlo brzo hlađenje. Takav čelik je neravnotežna struktura i stoga, nakon gašenja, slijedi - kaljenje.

Odmor . Provodi se nakon gašenja, kako bi se smanjila ili uklonila zaostala naprezanja u čeliku i legurama, povećala viskoznost, smanjila tvrdoća i lomljivost metala.

Normalizacija. To je slično žarenju, jedina razlika je u tome što se metal normalizira u zraku, a žarenje u peći.

Zagrijavanje gredica

Ova operacija je vrlo odgovorna. Od njegovog pravilnog ponašanja ovisi, prvo, kvaliteta proizvoda, a drugo - produktivnost rada. Potrebno je znati da tijekom zagrijavanja metala mijenjaju strukturu, svojstva i sve karakteristike površinskog sloja. Budući da interakcija čelika ili legure s zrakom oksidira željezo i oblike skala na površini. Debljina ljestvice ovisi o kemijskom sastavu metala, temperaturi i vremenu zagrijavanja.

Čelik počinje snažno oksidirati kada se zagrije na više od 900 stupnjeva, zatim oksidabilnost udvostručuje - kada se zagrije na 1000 stupnjeva C, a na temperaturi od 1200 stupnjeva C - 5 puta.

Što je oksidacija različitih čelika?

Krom-nikl čelik - naziva se otporan na toplinu jer praktički nije podložan oksidaciji.

Legirani čelik - tvori gusti, ali tanki sloj vage, koji štiti od daljnje oksidacije i ne dopušta pucanje tijekom kovanja.

Ugljični čelik - pri zagrijavanju gubi oko 2-4 mm ugljika s površine. To je vrlo loše za metal, jer gubi svoju čvrstoću, tvrdoću i čelik se pogoršava u temperiranju. Posebno je dekarburiranje vrlo štetno za kovanje malih dijelova, nakon čega slijedi gašenje. Da biste izbjegli pukotine na visoko legiranom i visoko-ugljičnom čeliku, moraju se polako zagrijavati.

Svakako pogledajte dijagram "željezo-ugljik", gdje se određuje temperatura za početak i kraj kovanja. To treba učiniti tako da metal, kada se zagrije, ne dobiva grubu strukturu i ne smanjuje njegovu plastičnost.

Pregrijavanje obratka može se korigirati toplinskom obradom, ali to zahtijeva dodatnu energiju i vrijeme. Ako se metal zagrijava na još višu temperaturu, to će dovesti do izgaranja, koje će doseći točku da se veza između zrna razbije u metalu i potpuno se uništi tijekom kovanja.

izgaranje

Ovo je najnepopravljiviji brak . Prilikom zagrijavanja metala ili legure obavezno pratite temperaturu, vrijeme i kraj grijanja. Šljaka se povećava ako je vrijeme zagrijavanja produljeno, a uz brzo ili intenzivno zagrijavanje mogu se pojaviti pukotine.

Izgaranje legure nastaje zbog difuzije kisika na granicama zrna, gdje se odmah formiraju oksidi, koji razdvajaju zrno pri visokoj temperaturi legure, a istodobno snažno pada. I plastičnost u ovom trenutku dolazi na nulu. Ovaj brak se odmah šalje na topionicu.

Što je toplinska obrada metala i legura

Toplinska obrada dijeli se na:

  • toplinsko;
  • Termomehanička;
  • kemijska toplina

Toplinska obrada uključuje glavne vrste - žarenje 1. vrste, žarenje 2. vrste, kaljenje i kaljenje. Normalizacija se ne primjenjuje na sve vrste čelika, sve ovisi o stupnju dopiranja.

U svim vrstama toplinske obrade različite temperature grijanja, trajanje izlaganja na ovoj temperaturi i brzina hlađenja nakon izlaganja.

Prva vrsta žarenja je difuzijsko žarenje, žarenje za smanjenje stresa.

Drugi tip žarenja podijeljen je na nepotpuno, potpuno, izotermno žarenje, sferoidiziranje, normalizaciju.

Stvrdnjavanje se koristi za izradu proizvoda tvrdih, izdržljivih i otpornih na habanje .

Kemijska toplinska obrada

To je takva toplinska obrada čelika, koja je u kombinaciji sa zasićenjem površine proizvoda - ugljika, dušika, aluminija, silicija, kroma, itd., Koji tvore čvrste otopine supstitucije željezom. Oni su izdržljiviji i energetski intenzivniji od čelika zasićenog željezom i ugljikom, tvoreći čvrste impregnacijske otopine s željezom.

Kemijsko - toplinska obrada kod stvaranja na površini proizvoda povoljnih zaostalih pritisnih naprezanja povećava trajnost i pouzdanost proizvoda. Također povećava otpornost na koroziju, tvrdoću .

Ova obrada je namijenjena za promjenu sastava čelika u određenom sloju. Te metode uključuju:

  • cementiranje - ovom metodom gornji sloj čelika obogaćen je ugljikom. Istodobno se isporučuju proizvodi s kombiniranim svojstvima - mekana jezgra i čvrsti površinski sloj;
  • Nitriranje je obogaćivanje površinskog sloja dušikom, tako da se povećava otpornost na koroziju i umorna čvrstoća proizvoda;
  • boronacija je zasićenje površinskih slojeva čelika s borom, s ovom metodom, proizvod povećava otpornost na habanje, posebno kod trenja i suhog klizanja. Osim toga, prilikom bušenja isključena je mogućnost hvatanja ili zavarivanja dijelova u hladnom stanju. Detalji nakon borizacije su vrlo otporni na kiseline i lužine;
  • Aluminizacija je zasićenje čelika aluminijem. To je učinjeno kako bi se čeličnoj otpornosti pružili agresivni plinovi - sumporni anhidrid, vodikov sulfid;
  • kromiranje - zasićenje površinskog sloja kroma od čelika. Kromiranje niskougljičnih čelika gotovo da ne utječe na njihove karakteristike čvrstoće. Kromiranje čelika s većim udjelom kroma naziva se kromiranje, budući da se na površini dijelova stvara krom karbid koji ima:
    • visoka tvrdoća
    • otpornost na skaliranje
    • otpornost na koroziju
    • povećana otpornost na habanje

Kriogeno liječenje

To je toplinska obrada metala i legura na kriogenom, vrlo niskim temperaturama - ispod -153 ° C. Ranije se ta toplinska obrada nazivala "hladna obrada" ili "toplinska obrada metala na temperaturi ispod nule". Ali ta imena nisu u potpunosti odražavala cijelu bit kriogene obrade.

Njegova bit je sljedeća: radni komadi su smješteni u kriogeni procesor, gdje se polako hladi, a zatim se dijelovi čuvaju na temperaturi od -196 stupnjeva C tijekom određenog vremena. Zatim se postupno ponovno vraćaju na sobnu temperaturu. Kada se taj proces nastavi, pojavljuju se strukturne promjene u metalu. Zbog toga povećana otpornost na habanje, ciklička čvrstoća, korozija i otpornost na eroziju.

Temeljna svojstva dobivena tijekom obrade kao hladno hlađenje zadržavaju se tijekom cijelog vijeka trajanja obratka i stoga ne zahtijevaju ponovnu obradu.

Naravno, kriogena tehnologija neće zamijeniti metode termičkog otvrdnjavanja, a tijekom hladne obrade materijal će dati nova svojstva.

Alati tretirani ultra niskim temperaturama omogućuju tvrtkama da smanje troškove jer:

  • povećava se otpornost na habanje alata, dijelova i mehanizama;
  • smanjen broj brakova;
  • Smanjeni troškovi popravka i zamjene tehnološke opreme i alata.

Upravo su sovjetski znanstvenici dopustili u potpunosti procijeniti učinak hladne obrade na metal i legure i postavili temelje za korištenje ove metode.

U ovom trenutku, metoda kriogene obrade proizvoda naširoko se koristi u svim industrijama.

Strojarstvo i obrada metala:

  • povećava vijek trajanja opreme i alata do 300%;
  • povećava otpornost materijala na trošenje;
  • povećava cikličku snagu;
  • povećava otpornost na koroziju i eroziju;
  • uklanja preostali stres.

Posebna oprema i prijevoz:

  • povećava životni vijek kočionih diskova za 250%;
  • povećava učinkovitost kočionog sustava;
  • povećava cikličnu čvrstoću opruga i drugih elastičnih elemenata za 125%;
  • povećava snagu i snagu motora;
  • smanjuje troškove upravljanja vozilima.

Obrambena industrija:

  • povećava sposobnost preživljavanja trupaca na 200%;
  • smanjuje učinak topline bačve na rezultate pečenja;
  • povećava čvorišta i mehanizme resursa.

Rudarstvo i prerađivačka industrija:

  • povećava otpornost alata za rezanje kamenja do 200%;
  • smanjuje abrazivno trošenje sklopova i mehanizama;
  • povećava otpornost opreme na koroziju i eroziju;
  • povećava izvor industrijske i rudarske opreme.

Audio i glazbeni instrumenti:

  • smanjuje izobličenje signala u vodičima;
  • poboljšava glazbene performanse, jasnoću i jasnoću zvuka;
  • proširuje paletu glazbenih instrumenata.

Kriogeni tretman koristi se u gotovo svim industrijama gdje je potrebno povećati resurs, povećati čvrstoću i otpornost na trošenje, kao i povećati produktivnost.

Za što je toplinska obrada?

Pouzdanost i trajnost metalnih konstrukcija, opreme, cjevovoda ovisi o kvaliteti proizvodnih komponenti, dijelova, elemenata kojih se sastoje. Tijekom rada podvrgnuti su statističkim, dinamičkim i cikličkim opterećenjima i utjecaju agresivnih medija. Moraju raditi na niskim i visokim temperaturama te su u uvjetima brzog trošenja .

Stoga, rad svih metalnih proizvoda izravno ovisi o otpornosti na habanje, čvrstoći, toplinskoj i korozijskoj otpornosti elemenata kojih se sastoje.

Kako bi se poboljšale sve te karakteristike, potrebno je odabrati odgovarajući materijal za dijelove, poboljšati njihovu izvedbu, ukloniti netočnosti u montaži i poboljšati metode za toplu i hladnu obradu.

Takvi visoki zahtjevi rijetko se ispunjavaju materijalima u stanju isporuke. Glavni dio isporučenih konstrukcijskih elemenata zahtijeva stabilizaciju radnih svojstava tako da se ne mijenjaju tijekom vremena. A kako bi se poboljšala mehanička i fizikalno-kemijska svojstva metalnih materijala, koristi se toplinska obrada . Riječ je o nizu postupaka za grijanje, držanje i hlađenje metala i legura.

Provodi se radi promjene strukture i svojstava metala i legura u smjeru koji je dan. Toplinska obrada koristi se za promjenu strukture faznog sastava i preraspodjele komponenti, veličine i oblika kristalnih zrna, vrste defekata, njihovog broja i raspodjele. I sve to čini vrlo lako dobiti željeno svojstvo materijala.

Svakako zapamtite da svojstva metala i legura ne ovise samo o ne samo o strukturi, već io kemijskom sastavu koji se stvara tijekom metalurškog i ljevačkog procesa.

Zadatak toplinske obrade je uklanjanje unutarnjih naprezanja u metalu i leguri, poboljšanje mehaničkih i pogonskih svojstava i još mnogo toga.

Toplinski obrađeni čelik, lijevano željezo, legura na bazi obojenih metala .

Morate znati da materijali s istim kemijskim sastavom pri provođenju različitih načina toplinske obrade, mogu dobiti nekoliko potpuno različitih struktura koje će imati potpuno drugačija svojstva. Poboljšanjem mehaničkih svojstava toplinskom obradom mogu se upotrijebiti legure jednostavnijeg sastava. Dopuštena naprezanja, smanjenje mase dijelova i mehanizama, povećanje njihove pouzdanosti i trajnosti mogu se postići i pomoću toplinske obrade.

Uz niske cijene toplinske obrade, rezultat može imati ogroman utjecaj na složenost i troškove rada na susjednim proizvodnim lokacijama. Mnogi proizvođači ne provode toplinsku obradu proizvoda, čime se smanjuje cijeli proces u proizvodnji proizvoda. Ponekad je to opravdano, a ponekad nije.

Uvijek je potrebno ne samo temeljito razmisliti o cjelokupnom procesu volumetrijske i lokalne toplinske obrade, već i strogo se pridržavati njihovih načina rada kako bi se postigle optimalne strukture i visoka razina fizičkih, mehaničkih i pogonskih svojstava proizvoda kako bi se osigurao njihov pouzdan i dugoročan rad.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Prerada metala