Toplinska obrada je veoma važan korak u obradi metalnih materijala.Toplinska obrada može promijeniti fizička i mehanička svojstva metalnih materijala, poboljšati njihovu tvrdoću, čvrstoću, žilavost i druga svojstva.
Kako bi se osiguralo da je struktura dizajna proizvoda sigurna, pouzdana, ekonomična i efikasna, građevinski inženjeri općenito moraju razumjeti mehanička svojstva materijala, odabrati odgovarajuće procese toplinske obrade na osnovu zahtjeva dizajna i karakteristika materijala, te poboljšati njihove performanse i životni vijek.Slijedi 13 procesa toplinske obrade koji se odnose na metalne materijale, u nadi da će svima biti od pomoći.
1. Žarenje
Proces toplinske obrade u kojem se metalni materijali zagrijavaju na odgovarajuću temperaturu, održavaju određeni vremenski period, a zatim se polako hlade.Svrha žarenja je uglavnom smanjenje tvrdoće metalnih materijala, poboljšanje plastičnosti, olakšavanje rezanja ili obrade pod pritiskom, smanjenje zaostalih naprezanja, poboljšanje ujednačenosti mikrostrukture i sastava ili priprema mikrostrukture za naknadnu toplinsku obradu.Uobičajeni procesi žarenja uključuju rekristalizacijsko žarenje, potpuno žarenje, sferoidizacijsko žarenje i žarenje za ublažavanje naprezanja.
Potpuno žarenje: Rafinirajte veličinu zrna, ujednačenu strukturu, smanjite tvrdoću, u potpunosti eliminišete unutrašnje naprezanje.Potpuno žarenje je pogodno za otkovke ili čelične odljevke sa sadržajem ugljika (masenog udjela) ispod 0,8%.
Sferoidizirajuće žarenje: smanjuje tvrdoću čelika, poboljšava performanse rezanja i priprema se za buduće kaljenje kako bi se smanjila deformacija i pucanje nakon gašenja.Sferoidizirajuće žarenje je pogodno za ugljični čelik i legirani alatni čelik sa udjelom ugljika (masenim udjelom) većim od 0,8%.
Žarenje za ublažavanje naprezanja: eliminiše unutrašnje naprezanje nastalo tokom zavarivanja i hladnog ispravljanja čeličnih delova, eliminiše unutrašnje naprezanje nastalo tokom precizne obrade delova i sprečava deformaciju tokom naknadne obrade i upotrebe.Žarenje za ublažavanje naprezanja pogodno je za razne odljevke, otkovke, zavarene dijelove i hladno ekstrudirane dijelove.
Odnosi se na proces termičke obrade zagrijavanja čelika ili čeličnih komponenti na temperaturu od 30-50 ℃ iznad Ac3 ili Acm (gornja kritična tačka temperature čelika), držeći ih odgovarajuće vrijeme i hladeći ih na mirnom zraku.Svrha normalizacije je uglavnom poboljšanje mehaničkih svojstava čelika s niskim udjelom ugljika, poboljšanje obradivosti, pročišćavanje veličine zrna, uklanjanje strukturnih defekata i priprema strukture za naknadnu toplinsku obradu.
3. Gašenje
Odnosi se na proces toplinske obrade zagrijavanja čelične komponente na temperaturu iznad Ac3 ili Ac1 (temperatura donje kritične tačke čelika), zadržavanja u određenom vremenskom periodu, a zatim dobivanja martenzitne (ili bainitne) strukture na odgovarajuću brzinu hlađenja.Svrha kaljenja je dobivanje potrebne martenzitne strukture za čelične dijelove, poboljšanje tvrdoće, čvrstoće i otpornosti na habanje radnog komada i priprema strukture za naknadnu toplinsku obradu.
Uobičajeni procesi gašenja uključuju kaljenje u slanoj kupelji, martenzitno gašenje, izotermno gašenje bainitom, površinsko gašenje i lokalno gašenje.
Kašenje jednom tekućinom: Kašenje jednom tekućinom primjenjivo je samo na dijelove od ugljičnog čelika i legiranog čelika s relativno jednostavnim oblicima i niskim tehničkim zahtjevima.Tokom kaljenja, za dijelove od ugljičnog čelika prečnika ili debljine veće od 5-8 mm, treba koristiti slanu vodu ili vodeno hlađenje;Dijelovi od legiranog čelika se hlade uljem.
Dvostruko tečno kaljenje: Zagrijte čelične dijelove na temperaturu kaljenja, nakon izolacije, brzo ih ohladite u vodi na 300-400 ºC, a zatim ih prebacite u ulje za hlađenje.
Gašenje površine plamenom: površinsko gašenje plamena je pogodno za velike dijelove od srednjeg ugljičnog čelika i od srednjeg ugljičnog legiranog čelika, kao što su radilice, zupčanici i vodilice, koji zahtijevaju čvrste površine i otporne na habanje i mogu izdržati udarna opterećenja u pojedinačnoj ili maloserijskoj proizvodnji .
Površinsko indukcijsko kaljenje: dijelovi koji su prošli površinsko indukcijsko kaljenje imaju tvrdu i otpornu na habanje površinu, dok zadržavaju dobru čvrstoću i žilavost u jezgri.Površinsko indukcijsko kaljenje je pogodno za dijelove od srednjeg ugljičnog čelika i od legiranog čelika sa umjerenim sadržajem ugljika.
4. Kaljenje
Odnosi se na proces termičke obrade gdje se čelični dijelovi kale i zatim zagrijavaju na temperaturu ispod Ac1, drže određeni vremenski period, a zatim se hlade na sobnu temperaturu.Svrha kaljenja je uglavnom da se eliminiše naprezanje koje stvaraju čelični delovi tokom kaljenja, tako da čelični delovi imaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje, kao i potrebnu plastičnost i žilavost.Uobičajeni procesi kaljenja uključuju kaljenje na niskim temperaturama, kaljenje na srednjim temperaturama, kaljenje na visokim temperaturama itd.
Kaljenje na niskim temperaturama: Kaljenje na niskim temperaturama eliminira unutarnje naprezanje uzrokovano gašenjem u čeličnim dijelovima i obično se koristi za rezne alate, mjerne alate, kalupe, kotrljajuće ležajeve i karburizirane dijelove.
Kaljenje na srednjim temperaturama: Kaljenje na srednjim temperaturama omogućava čeličnim dijelovima da postignu visoku elastičnost, određenu žilavost i tvrdoću i općenito se koristi za različite vrste opruga, matrice za vruće štancanje i druge dijelove.
Kaljenje na visokim temperaturama: Visokotemperaturno kaljenje omogućava čeličnim dijelovima da postignu dobra sveobuhvatna mehanička svojstva, odnosno visoku čvrstoću, žilavost i dovoljnu tvrdoću, eliminirajući unutrašnje naprezanje uzrokovano gašenjem.Uglavnom se koristi za važne strukturne dijelove koji zahtijevaju visoku čvrstoću i žilavost, kao što su vretena, radilice, bregovi, zupčanici i klipnjače.
5. Kaljenje i kaljenje
Odnosi se na kompozitni proces termičke obrade kaljenja i kaljenja čeličnih ili čeličnih komponenti.Čelik koji se koristi za kaljenje i kaljenje naziva se kaljeni i kaljeni čelik.Općenito se odnosi na srednje ugljični konstrukcioni čelik i srednje ugljični legirani konstrukcioni čelik.
6. Hemijska termička obrada
Proces toplinske obrade u kojem se obradak metala ili legure stavlja u aktivni medij na određenoj temperaturi radi izolacije, omogućavajući jednom ili više elemenata da prodru u njegovu površinu kako bi promijenili njegov kemijski sastav, strukturu i performanse.Svrha kemijske toplinske obrade je uglavnom poboljšanje površinske tvrdoće, otpornosti na habanje, otpornosti na koroziju, čvrstoće na zamor i otpornosti na oksidaciju čeličnih dijelova.Uobičajeni procesi hemijske termičke obrade uključuju karburizaciju, nitriranje, karbonitriranje itd.
Karburizacija: Za postizanje visoke tvrdoće (HRC60-65) i otpornosti na habanje na površini, uz održavanje visoke žilavosti u sredini.Obično se koristi za dijelove otporne na habanje i udarce kao što su kotači, zupčanici, osovine, klipni klinovi itd.
Nitriranje: Poboljšanje tvrdoće, otpornosti na habanje i otpornosti na koroziju površinskog sloja čeličnih dijelova, koji se obično koristi u važnim dijelovima kao što su vijci, matice i klinovi.
Karbonitriranje: poboljšava tvrdoću i otpornost na habanje površinskog sloja čeličnih dijelova, pogodno za niskougljični čelik, srednje ugljični čelik ili dijelove od legiranog čelika, a može se koristiti i za alate za rezanje čelika velike brzine.
7. Tretman čvrstim rastvorom
Odnosi se na proces termičke obrade zagrijavanja legure do visokotemperaturne jednofazne zone i održavanja konstantne temperature, omogućavajući da se višak faze potpuno otopi u čvrstoj otopini, a zatim brzo ohladi kako bi se dobila prezasićena čvrsta otopina.Svrha obrade otopinom je uglavnom poboljšanje plastičnosti i žilavosti čelika i legura, te priprema za tretman taloženjem očvršćavanja.
8. Precipitacijsko očvršćavanje (taložno ojačavanje)
Proces toplinske obrade u kojem se metal očvršćava zbog segregacije atoma otopljene tvari u prezasićenoj čvrstoj otopini i/ili disperzije otopljenih čestica u matrici.Ako se nerđajući čelik sa austenitnim taloženjem podvrgne tretmanu taložnog očvršćavanja na 400-500 ℃ ili 700-800 ℃ nakon tretmana čvrstim rastvorom ili hladne obrade, može postići visoku čvrstoću.
9. Tretman blagovremenosti
Odnosi se na proces toplinske obrade u kojem se predmeti od legure podvrgavaju tretmanu čvrstom otopinom, hladnoj plastičnoj deformaciji ili livenju, a zatim se kovaju, stavljaju na višu temperaturu ili održavaju na sobnoj temperaturi, a njihova svojstva, oblik i veličina se mijenjaju tokom vremena.
Ako se usvoji proces obrade starenjem zagrijavanja radnog predmeta na višu temperaturu i provođenja tretmana starenjem duže vrijeme, to se naziva tretman umjetnim starenjem;Fenomen starenja koji se javlja kada se radni komad dugo vremena čuva na sobnoj temperaturi ili prirodnim uslovima naziva se tretman prirodnim starenjem.Svrha tretmana starenjem je uklanjanje unutrašnjeg naprezanja u radnom komadu, stabilizacija strukture i veličine i poboljšanje mehaničkih svojstava.
10. Kaljivost
Odnosi se na karakteristike koje određuju dubinu kaljenja i raspodjelu tvrdoće čelika pod određenim uvjetima.Dobra ili loša kaljivost čelika često je predstavljena dubinom kaljenog sloja.Što je veća dubina sloja za otvrdnjavanje, to je bolja kaljivost čelika.Kaljivost čelika uglavnom ovisi o njegovom kemijskom sastavu, posebno o elementima legure i veličini zrna koji povećavaju kaljivost, temperaturu zagrijavanja i vrijeme držanja.Čelik sa dobrom kaljivošću može postići ujednačena i konzistentna mehanička svojstva u cijelom dijelu čelika, a sredstva za gašenje s niskim naponom pri gašenju mogu se odabrati kako bi se smanjila deformacija i pucanje.
11. Kritični prečnik (kritični prečnik gašenja)
Kritični promjer se odnosi na maksimalni promjer čelika kada se sva martenzitna ili 50% martenzitna struktura dobije u centru nakon gašenja u određenom mediju.Kritični promjer nekih čelika općenito se može dobiti ispitivanjem otvrdljivosti u ulju ili vodi.
12. Sekundarno otvrdnjavanje
Neke legure gvožđa i ugljenika (kao što je brzorezni čelik) zahtevaju više ciklusa kaljenja da bi se dodatno povećala njihova tvrdoća.Ovaj fenomen stvrdnjavanja, poznat kao sekundarno otvrdnjavanje, uzrokovan je taloženjem posebnih karbida i/ili transformacijom austenita u martenzit ili bainit.
13. Kaljenje krhkosti
Odnosi se na fenomen krtosti kaljenog čelika kaljenog u određenim temperaturnim rasponima ili polako ohlađenog od temperature otpuštanja kroz ovaj temperaturni raspon.Krhkost temperamenta može se podijeliti na prvi tip temperaturne lomljivosti i drugi tip temperaturne lomljivosti.
Prvi tip otpuštanja, poznat i kao nepovratna lomljivost, uglavnom se javlja pri temperaturi kaljenja od 250-400 ℃.Nakon što lomljivost nestane nakon ponovnog zagrijavanja, lomljivost se ponavlja u ovom rasponu i više se ne pojavljuje;
Drugi tip lomljivosti na temperaturu, poznat i kao reverzibilna lomljivost, javlja se na temperaturama u rasponu od 400 do 650 ℃.Kada krhkost nestane nakon ponovnog zagrijavanja, treba ga brzo ohladiti i ne smije se dugo zadržavati ili sporo hladiti u rasponu od 400 do 650 ℃, inače će se katalitičke pojave ponovo pojaviti.
Pojava temperaturne lomljivosti povezana je sa legiranim elementima sadržanim u čeliku, kao što su mangan, hrom, silicijum i nikl, koji imaju tendenciju da razviju temperaturnu lomljivost, dok molibden i volfram imaju tendenciju da oslabe lomljivost na temperaturu.
Novi Gapower metalje profesionalni dobavljač proizvoda od čelika.Čelične cijevi, zavojnice i šipke razreda uključuju ST35 ST37 ST44 ST52 42CRMO4, S45C CK45 SAE4130 SAE4140 SCM440 itd. Dobrodošli kupac da se raspita i posjeti tvornicu.
Vrijeme objave: 23.11.2023