Naglađivanje čelika kao vrste toplinske obrade. Tehnologija metala

Stvaranje novih materijala i upravljanje njihovim svojstvima je umjetnost metalne tehnologije. Jedan od njegovih alata je toplinska obrada. Ti procesi omogućuju vam da promijenite karakteristike i sukladno tome, opseg uporabe legura. Zagađenje čelika je široko rasprostranjena opcija za uklanjanje nedostataka u proizvodnji, povećavajući njihovu snagu i pouzdanost.

Zadaci procesa i njegovih varijanti

Radovi žarenja se izvode kako bi se:

• optimiranje intrakristalne strukture, naručivanje elemenata za legiranje;
• minimiziranje unutarnjih distorzija i naprezanja uslijed brzih tehnoloških promjena temperature;
• Povećanje sukladnosti predmeta s naknadnom obradom.

Klasična operacija se zove „puna žarenje”, ali postoji veliki broj njegovih varijacija, ovisno o željenim svojstvima i karakteristikama zadataka: nepotpuna, niska difuzija (homogenizacija), ekspanzija, rekristalizacije, normalizaciji. Svi su, međutim, u načelu slični, režimi toplinska obrada čelika značajno se razlikuju.

Termička obrada na temelju dijagrama

Sve preobrazbe u industriji željeza i čelika, koje se temelje na igri temperature, jasno odgovaraju dijagramu legura željeza i ugljika. To je vizualna pomoć za određivanje mikrostrukture ugljičnih čelika ili bacača, kao i transformacijskih točaka struktura i njihovih svojstava pod utjecajem grijanja ili hlađenja.

U ovom rasporedu tehnologija metala regulira sve vrste žarenja ugljikovih čelika. Za nepotpuno, nisko, a također i za prekristalizaciju, "početne" temperature su PSK linija, to jest njegova kritična točka Ac₁. Puno žarenje i normalizacija čelika su termički orijentirane na liniju GSE grafikona, njegove kritične točke Ac₃ i Ac_m. Također, dijagram jasno određuje odnos određene metode toplinske obrade s vrstom materijala u odnosu na sadržaj ugljika i odgovarajuću mogućnost provođenja za određenu leguru.

Puno žarenje

Predmeti: odljevci i otkivci od pred eutektoidne legure, dok sastav čelika treba ispuniti ugljik u količini do 0,8%.

cilj:

• maksimalna promjena u mikrostrukturi dobivenoj lijevanjem i vrućim tlakom, redukcija nehomogenog krutog zrnastog ferritno-perlitičnog sastava u jednoličnu sitnozrnato;
• Smanjenje tvrdoće i povećana sukladnost za naknadnu obradu.

Tehnologija. Temperatura žarenja čelika je 30-50 ° C iznad kritične točke Ac₃. Kada metal dosegne navedene toplinske osobine, oni se održavaju na ovoj razini neko vrijeme, dopuštajući dovršavanje svih potrebnih transformacija. Velike perlitične i feritne žitarice posve prolaze u austenit. Sljedeća faza je sporo hlađenje s peći, tijekom kojeg su ferit i perlit, koji imaju fino zrno i homogenu strukturu, ponovno odvojeni od austenita.

Potpuno žarenje čelika omogućuje nam uklanjanje najsloženijih unutarnjih defekata, ali je vrlo dug i energetski intenzivan.

Nedovršeno žarenje

objekti: pre-eutektoidnih čelika, bez ozbiljnih unutarnjih heterogenosti.

Svrha: brušenje i omekšavanje zrna pearlita, bez mijenjanja feritne baze.

Tehnologija. Zagrijavanje metala na temperaturama koje pada u jaz između kritičnih točaka Ac₁ i Ac₃. Držanje praznina u pećnici sa stabilnim karakteristikama pomaže u dovršavanju potrebnih procesa. Hlađenje se obavlja polagano, zajedno s pećnicom. Na izlazu dobiva se iste periferne feritne sitnozrnate strukture. Ovakvim toplinskim učinkom, perlit se preoblikuje u fine zrnce, ferit kristalizira, i može se strukturno razlikovati, a također i brušenje.

Nepotpuno žarenje čelika omogućuje ravnotežu unutarnjeg stanja i svojstava jednostavnih objekata, to je manje intenzivno.

Nisko žarenje (rekristalizacija)

Objekti: sve vrste valjanog ugljika čelik, legirani čelik sa sadržajem ugljika između 0,65% (npr, kuglični ležaj) i praznih dijelova od neželjeznih metala koji ne sadrže dugoročne unutarnje nedostatke, ali zahtijevaju korekciju bez energije.

cilj:

• uklanjanje unutarnjih naprezanja i hladnog rada zbog utjecaja hladne i vruće deformacije;
• likvidacija negativnih posljedica neujednačenog hlađenja zavarenih konstrukcija, povećanja duktilnosti i čvrstoće zglobova;
• homogenost mikrostrukture proizvoda obojenih metalurgija;
• Spheroidizacija lamelarnog perlita - dajući mu granularni oblik.

Tehnologija.

Zagrijavanje dijelova se vrši na 50-100 ° C ispod kritične točke Ac₁. Pod utjecajem takvih utjecaja, manje interne promjene su eliminirane. Cijeli tehnološki proces traje oko 1-1,5 sati. Približne vrijednosti temperaturnih intervala za neke materijale:

1. Ugljični čelik i legure bakra - 600-700 ° C
2. Legure nikla - 800-1200 ° C
3. Aluminijske legure - 300-450 ° C

Hlađenje se provodi u zraku. Za martenzitne i bainitne čelike, tehnologija metala daje drugačiji naziv za taj proces - visoku temperaturu. To je jednostavan i pristupačan način za poboljšanje svojstava dijelova i struktura.

Homogenizacija (difuzijsko žarenje)

Predmeti: veliki proizvodi od lijevanja, naročito odljevci od legiranog čelika.

Svrha: jednolika raspodjela elemenata za legiranje atoma iz kristalne rešetke, a cijeli volumen ingota kao posljedica visoke temperature omekšavanja preoblikovati difuziju struktura, smanjenje čvrstoće prije izvršenja operacije sljedećem postupku.

Tehnologija. Materijal se zagrijava do visokih temperatura od 1000-1200 ° C. Stabilna toplinska svojstva moraju se održavati dulje vrijeme - oko 10-15 sati, ovisno o veličini i složenosti lijevane strukture. Nakon završetka svih faza visokotemperaturnih transformacija slijedi lagano hlađenje.

Naporan, ali vrlo učinkovit proces izjednačavanja mikrostrukture velikih struktura.

Izotermno žarenje

Predmeti: lima ugljični čelik, proizvodi od legiranih i visoko legiranih legura.

Svrha: poboljšati mikrostrukturu, ukloniti unutarnje nedostatke s manje vremena.

Tehnologija. Metal se u početku zagrijava do punih temperatura žarenja i izdržava vrijeme potrebno za transformaciju svih dostupnih struktura u austenit. Zatim se polako hladi uranjanjem u crvenu vruću sol. Kada toplina dosegne 50-100 ° C ispod točke Ac₁ stavljaju se u pećnicu kako bi se održali na određenoj razini za vrijeme potrebno za potpuno pretvaranje austenita u perlit i cementit. Završno hlađenje se odvija u zraku.

Metoda omogućava postizanje potrebnih svojstava nakupina od legura čelika, a štedi vrijeme, u usporedbi s potpunom žaruljom.

normalizacija

Predmeti: odljevci, otkivci i detalji iz čelika s niskim udjelom ugljika, srednjeg ugljika i niskolegiranog čelika.

Svrha: naručivanje unutarnjeg stanja, davanje željene tvrdoće i čvrstoće, poboljšanje unutarnjeg stanja prije naknadnih faza toplinske obrade i rezanja.

Tehnologija. Čelik se zagrijava do temperatura koje leže nešto iznad GSE linije i kritičnih točaka, upijaju se i ohlade u zraku. Time se povećava brzina završetka procesa. Međutim, ovim postupkom moguće je postići racionalnu mirnu strukturu samo ako je sastav čelika određen ugljikom u iznosu koji ne prelazi 0,4%. Uz povećanje količine ugljika, dolazi do povećanja tvrdoće. Isti čelik nakon normalizacije ima veliku tvrdoću, zajedno s ravnomjerno raspoređenim sitnim zrnima. Tehnika omogućuje značajno povećanje otpornosti legura na lom i usklađenost sa strojnom rezanjem.

Mogući kvarovi za žarenje

Tijekom operacija toplinske obrade, morate se pridržavati navedenog načina rada temperature grijanje i hlađenje. U slučaju kršenja zahtjeva mogu se pojaviti razni nedostaci.

1. Oksidacija površinskog sloja i formiranje ljestvice. Tijekom rada, grijani metal reagira s kisikom zraka, što dovodi do formiranja ljestvice na površini obradaka. Mora se čistiti mehanički ili uz pomoć posebnih kemijskih reagensa.
2. Izgaranje ugljika. Također se javlja kao posljedica utjecaja kisika na vrući metal. Smanjenje količine ugljika u površinskom sloju dovodi do smanjenja mehaničkih i tehnoloških svojstava. Kako bi se spriječili ti postupci, čelično žarenje mora biti provedeno paralelno s uvođenjem zaštitnih plinova u peć, čiji je glavni zadatak spriječiti interakciju legure s kisikom.
3. Pregrijavanje. To je posljedica produljene izloženosti peći na visokoj temperaturi. Ona ima posljedicu prekomjernog rasta žitarica, stjecanja heterogene strukture grubog zrna, povećanja krhkosti. Korigira se izvršavanjem još jedne faze kompletnog žarenja.
4. Spalio. Pojavljuje se kao posljedica prekoračenja dopuštenih vrijednosti grijanja i namakanja, dovodi do uništenja veza između određenih zrna, potpuno pogađa cijelu strukturu metala i ne podliježe korekciji.

Da biste spriječili kvarove, važno je jasno obavljati poslove toplinske obrade, imati stručne vještine i strogo kontrolirati proces.

Kaljenje čelika mikrostrukturaje visoke utjecaj tehnologije vožnje od dijelova bilo koje složenosti, a optimalna sastav i unutarnja struktura prema potrebi za kasnijim fazama toplinske utjecaje, strojne i uvođenje strukture u pogon.