Ⅰ.Seziven koncept toplotne obdelave.
A. Osnovni koncept toplotne obdelave.
Osnovni elementi in funkcijetoplotno obdelavo:
1. Cejenje
Namen je pridobiti enotno in fino avstenitno strukturo.
2. držanje
Cilj je zagotoviti, da se obdelovanci temeljito segreje in prepreči dekarburizacijo in oksidacijo.
3. Ohlajanje
Cilj je spremeniti Austenit v različne mikrostrukture.
Mikrostrukture po toplotni obdelavi
Med postopkom hlajenja po ogrevanju in zadrževanju se Austenit spremeni v različne mikrostrukture, odvisno od hitrosti hlajenja. Različne mikrostrukture imajo različne lastnosti.
B. Osnovni koncept toplotne obdelave.
Razvrstitev na podlagi metod ogrevanja in hlajenja ter mikrostrukture in lastnosti jekla
1.konvencionalna toplotna obdelava (celotna toplotna obdelava): kaljenje, žarjenje, normalizacijo, gašenje
2. TERFACE TEGA OPREME: Površinsko gašenje, indukcijsko ogrevalno površino, kaljenje površine ogrevanja, električno kontaktno ogrevanje.
3.Hemična toplotna obdelava: karburing, nitriranje, karbonitriranje.
4. Drugi toplotni obdelavi: nadzorovana atmosfera toplotna obdelava, vakuumska toplotna obdelava, deformacijska toplotna obdelava.
C. Kritična temperatura jekel
Kritična temperatura transformacije jekla je pomembna podlaga za določanje procesov ogrevanja, zadrževanja in hlajenja med toplotno obdelavo. Določen je s faznim diagramom železovega ogljika.
Ključni zaključek:Dejanska kritična temperatura transformacije jekla vedno zaostaja za teoretično temperaturo kritične transformacije. To pomeni, da je med ogrevanjem potrebno pregrevanje, med hlajenjem pa je potrebno podhlavanje.
Ⅱ.Annealing in normalizacija jekla
1. Opredelitev žarjenja
Žrelo vključuje ogrevanje jekla do temperature nad ali pod kritično točko, ki ga drži pri tej temperaturi, nato pa ga počasi hladi, običajno znotraj peči, da dosežete strukturo blizu ravnotežja.
2. Namen žarjenja
①ADUSTAVNA Trdota za obdelavo: Doseganje obdelovalne trdote v območju HB170 ~ 230.
②Preverite preostali stres: preprečuje deformacijo ali razpoke med naslednjih procesih.
③Refinska struktura zrn: izboljšuje mikrostrukturo.
④ Priprave za končno toplotno obdelavo: dobimo zrnat (sferoidizirani) biser za nadaljnje gašenje in kaljenje.
3.Spheroidiziranje žarjenja
Specifikacije postopka: Temperatura ogrevanja je blizu točke AC₁.
Namen: sferoidizacijo cementita ali karbidov v jeklu, kar ima za posledico zrnat (sferoidizirani) pearlit.
Uporabna ponudba: Uporablja se za jekla z eutektoidnimi in hipeutektoidnimi sestavki.
4.Difficiranje žarjenja (homogenizacija žarjenja)
Specifikacije procesa: Temperatura segrevanja je nekoliko pod linijo solvusa na faznem diagramu.
Namen: Odpraviti segregacijo.
① Za nizko-ogljikovo jekloKer je vsebnost ogljika manjša od 0,25%, je normalizacija prednostna pri žarjenju kot pripravljalne toplotne obdelave.
② Za srednje ogljikovo jeklo z vsebnostjo ogljika med 0,25% in 0,50%, lahko žarjenje ali normalizacija uporabimo kot pripravljalno toplotno obdelavo.
③ Za jeklo srednje do visokega ogljika z vsebnostjo ogljika med 0,50% in 0,75%, se priporoča popolno žarjenje.
④ Za visoko-ogljikovo jekloKer je vsebnost ogljika večja od 0,75%, se normalizacija najprej uporablja za odpravo omrežja Fe₃c, ki ji sledi sferoidizacijo žarjenja.
Ⅲ.Kalivanje in kaljenje jekla
A. DOVOLJENJE
1. Opredelitev gašenja: Ugajanje vključuje segrevanje jekla do določene temperature nad AC₃ ali AC₁ točko, drži pri tej temperaturi in nato hlajenje s hitrostjo, večjo od kritične hitrosti hlajenja, da tvori martenzit.
2. Namen gašenja: Primarni cilj je pridobiti martenzit (ali včasih nižji bainit), da poveča trdoto in obrabno odpornost jekla. Drzljenje je eden najpomembnejših postopkov toplotne obdelave za jeklo.
3. Določitev temperature gašenja za različne vrste jekla
Hypoeutektoidno jeklo: AC₃ + 30 ° C do 50 ° C
Eutektoidno in hipereutektoidno jeklo: AC₁ + 30 ° C do 50 ° C
Jeklo zlitine: 50 ° C do 100 ° C nad kritično temperaturo
4. Ohlajevanje značilnosti idealnega gojitvenega medija:
Počasi hlajenje pred "nosom" temperaturo: zadostno zmanjšati toplotni stres.
Visoka hladilna zmogljivost v bližini temperature "nosu": da se izognete tvorbi ne-martintskih struktur.
Počasi hlajenje v bližini M₅ Point: Da bi zmanjšali stres, ki ga povzroča martenzitna transformacija.
5. METODE IN NJIHOVE ZNAČILNOSTI:
① Preprosto gašenje: Enostavno za upravljanje in primerno za majhne, preproste oblike obdelovancev. Nastala mikrostruktura je martenzit (M).
② Drzljivo gašenje: bolj zapleteno in težko nadzorovati, ki se uporablja za kompleksno obliko v obliki jekla z visoko ogljikom in večjimi obdelovanci z jeklom. Nastala mikrostruktura je martenzit (M).
③Broken gašenje: bolj zapleten postopek, ki se uporablja za velike, kompleksno oblikovane obdelovance iz zlitine. Nastala mikrostruktura je martenzit (M).
④izotermalno gašenje: Uporablja se za majhne, zapletene obdelovalne obroke z visokimi zahtevami. Nastala mikrostruktura je nižja bainit (b).
6.Factors, ki vplivajo na utrjenost
Stopnja utrjenosti je odvisna od stabilnosti nadhranjenega avstenita v jeklu. Višja kot je stabilnost super hlajenega avstenita, boljša je utrjenost in obratno.
Dejavniki, ki vplivajo na stabilnost super perečega avstenita:
Položaj C-krivulje: Če se c-krivulja premakne v desno, se kritična hitrost hlajenja za gašenje zmanjša, kar izboljša otrditev.
Ključni zaključek:
Vsak dejavnik, ki preusmeri c-krivuljo v desno, poveča utrjenost jekla.
Glavni dejavnik:
Kemična sestava: Razen kobalta (CO) vsi legirni elementi, raztopljeni v austenitu, povečajo utrjenost.
Čim bližje je vsebnost ogljika eutektoidni sestavi v ogljikovem jeklom, bolj se C-krivulja premakne v desno, večja pa je utrjenost.
.
①END Preskus utrjevanja utečenjanja: Ohranjenost se meri po metodi preskusa končnega kvalifikacije.
② Kritična metoda premera dušilca: Premer kritičnega dušilca (D₀) predstavlja največji premer jekla, ki ga je mogoče v celoti utrjevati v specifičnem kaljenem mediju.
B.Tempering
1. Opredelitev kaljenja
Kaperiranje je postopek obdelave toplote, pri katerem se jekleno jeklo ponovno segreje na temperaturo pod točko A₁, ki se drži pri tej temperaturi, nato pa ohladi na sobno temperaturo.
2. namen kaljenja
Zmanjšajte ali odpravite preostali stres: preprečuje deformacijo ali razpokanje obdelovanca.
Zmanjšajte ali odpravite preostali avstenit: stabilizira dimenzije obdelovanja.
Odpravite krhkost ugaljenega jekla: prilagodi mikrostrukturo in lastnosti, da ustreza zahtevam obdelovanca.
Pomembna opomba: Jeklo je treba po gašenju hitro kaliti.
3. Ponavljajoči se procesi
1.Nak kaljenja
Namen: Zmanjšati ugašanje stresa, izboljšati žilavost obdelovanja in doseči visoko trdoto in odpornost na obrabo.
Temperatura: 150 ° C ~ 250 ° C.
Učinkovitost: Trdota: HRC 58 ~ 64. Visoka trdota in odpornost proti obrabi.
Aplikacije: orodja, kalupi, ležaji, karburizirani deli in površinsko utrjene komponente.
2. Visoko kaljenje
Namen: doseči visoko žilavost, skupaj z zadostno močjo in trdoto.
Temperatura: 500 ° C ~ 600 ° C.
Učinkovitost: Trdota: HRC 25 ~ 35. Dobre splošne mehanske lastnosti.
Aplikacije: gredi, zobniki, priključne palice itd.
Toplotno rafiniranje
Opredelitev: Drzljenje, ki mu sledi visokotemperaturno kaljenje, se imenuje toplotno rafiniranje ali preprosto kaljenje. Jeklo, obdelano s tem postopkom, ima odlične splošne zmogljivosti in se pogosto uporablja.
Ⅳ.Surface toplotna obdelava jekla
A. Posvetljenje jekla
1. Opredelitev površinskega utrjevanja
Površinsko utrjevanje je postopek obdelave toplote, ki je zasnovan tako, da okrepi površinsko plast obdelovanca, tako da ga hitro segreje, da površinsko plast pretvori v austenit in nato hitro ohladi. Ta postopek se izvede brez spreminjanja kemične sestave jekla ali jedra strukture materiala.
2. Materiali, ki se uporabljajo za površinsko utrjevanje in strukturo po utrjevanju
Materiali, ki se uporabljajo za otrditev površin
Tipični materiali: srednje ogljikovo jeklo in srednje ogljikova zlitina.
Predobdelava: Tipičen postopek: kaljenje. Če lastnosti jedra niso kritične, se lahko namesto tega uporabi normalizacija.
Post-utrjevalna struktura
Površinska struktura: Površinska plast običajno tvori utrjeno strukturo, kot sta martenzit ali bainit, kar zagotavlja visoko trdoto in odpornost na obrabo.
Jedro strukture: Jedro jekla na splošno ohrani prvotno strukturo, kot sta biserno ali kaljeno stanje, odvisno od postopka pred zdravljenjem in lastnosti osnovnega materiala. To zagotavlja, da jedro ohranja dobro žilavost in moč.
B.Parakteristike indukcijske površinske utrjevanja
1. Visoka temperatura segrevanja in hitro dvig temperature: indukcijsko kajenje površine običajno vključuje visoke temperature ogrevanja in hitro hitrost segrevanja, kar omogoča hitro ogrevanje v kratkem času.
2. V površinski plasti v površinski plasti pinete avstenitno zrno: Med postopkom hitrega ogrevanja in kasnejšega dušenja površinska plast tvori fino avstenitno zrno. Po gašenju je površina sestavljena predvsem iz finega martenzita, pri čemer trdota običajno 2-3 hrc višja od običajnega dušenja.
3. Kakovost površine: Zaradi kratkega časa segrevanja je površina obdelovanca manj nagnjena k oksidaciji in dekarburizaciji, deformacija, ki jo povzroča dušenje, pa je zmanjšana, kar zagotavlja dobro kakovost površine.
4. Visoka trdnost utrujenosti: Martenzitna fazna transformacija v površinski plasti ustvarja tlačni stres, kar poveča trdnost utrujenosti obdelovanja.
5. Visoka učinkovitost proizvodnje: Indukcijska površinska utrjevanje je primerno za množično proizvodnjo, ki ponuja visoko operativno učinkovitost.
C.Crazsifikacija kemične toplotne obdelave
Karburaliziranje, karburing, karburing, kromiranje, silikoniranje, siliziranje, silikoniranje, karbonitriranje, borokarburne
D.Gas karburing
Plinski karburing je postopek, v katerem je obdelovanca nameščena v zapečateni plinski peč in segreva na temperaturo, ki jeklo pretvori v avstenit. Nato v peč kaplja karburično sredstvo ali pa se neposredno uvede karburizirajoče atmosfero, ki omogoča, da se ogljikovi atomi razpršijo v površinsko plast obdelovalnega dela. Ta postopek poveča vsebnost ogljika (WC%) na površini obdelovanja.
√ CARBURBAING AGENTI:
• Plini, bogati z ogljikom,: kot so premogovni plin, utekočinjeni naftni plin (LPG) itd.
• Organske tekočine: kot so kerozin, metanol, benzen itd.
√ CARBURBAING PARAMETRI:
• TEMPERATIVA TEMPERATA: 920 ~ 950 ° C.
• Čas karburizacije: odvisno od želene globine karburizirane plasti in temperature karburiziranja.
E. HEAT Zdravljenje po karburiranju
Jeklo mora po karburiranju opraviti toplotno obdelavo.
Postopek toplote po karburiranju:
√ krčenje + nizkotemperaturno kaljenje
1. Neupredljiva gašenje po predhranjevanju + nizkotemperaturno kaljenje: obdelovanec je predhodno ohlajen od temperature karburizacije do tik nad temperaturo jedra in nato takoj ugasnil, čemur sledi nizkotemperaturno kalje pri 160 ~ 180 ° C.
2. Krepitev po pred hlajenjem + nizkotemperaturno kalje: Po karburizaciji se obdelovanec počasi ohladi na sobno temperaturo, nato pa segreva za gašenje in nizko temperaturno kaljenje.
3. DOUBLJUČENJE PO PREDHODNIH ZA OHRANJA + TEMPIRANJE NIKAMOPURATA: Po karburiranju in počasnem hlajenju se obdelovalnik podvrže dve stopnji ogrevanja in gašenja, čemur sledi nizko temperaturno kaljenje.
Ⅴ.Hemična toplotna obdelava jekel
1. Določitev kemične toplotne obdelave
Kemična toplotna obdelava je postopek obdelave toplote, v katerem je jekleni obdelovanci nameščen v specifični aktivni medij, segreva in drži pri temperaturi, kar omogoča, da se aktivni atomi v mediju razpršijo v površino obdelovanja. To spremeni kemično sestavo in mikrostrukturo površine obdelovanca in s tem spreminja njegove lastnosti.
2.Bazičen postopek kemične toplotne obdelave
Razgradnja: Med segrevanjem se aktivni medij razgradi in sprošča aktivne atome.
Absorpcija: Aktivne atome adsorbirajo površino jekla in se raztopijo v trdno raztopino jekla.
Difuzija: Aktivni atomi, absorbirani in raztopljeni na površini jekla, selijo v notranjost.
Vrste utrjevanja indukcijske površine
A. Ogrevanje z visoko frekvenco
Trenutna frekvenca: 250 ~ 300 kHz.
Globina utrjene plasti: 0,5 ~ 2,0 mm.
Aplikacije: Srednje in majhne modulne prestave ter majhne do srednje velike gredi.
B.Medium-frekvenčna indukcijska ogrevanje
Trenutna frekvenca: 2500 ~ 8000 kHz.
Utrjena globina plasti: 2 ~ 10 mm.
Aplikacije: večje gredi in velike do srednje modulne prestave.
C. indukcijsko ogrevanje s frekvenco
Trenutna frekvenca: 50 Hz.
Utrjena globina plasti: 10 ~ 15 mm.
Aplikacije: obdelovanci, ki zahtevajo zelo globoko utrjeno plast.
3. Indukcijska površina utrjevanje
Osnovno načelo utrjevanja indukcijske površine
Učinek kože:
Ko izmenični tok v indukcijski tuljavi povzroči tok na površini obdelovanja, je večina induciranega toka koncentrirana v bližini površine, medtem ko skoraj noben tok ne prehaja skozi notranjost obdelovanja. Ta pojav je znan kot kožni učinek.
Načelo utrjevanja indukcijske površine:
Glede na kožni učinek se površina obdelovanca hitro segreje na temperaturo avstenitiziranja (v nekaj sekundah se dviga na 800 ~ 1000 ° C), medtem ko notranjost obdelovanca ostaja skoraj neogrevana. Obdelovanca se nato ohladi z brizganjem vode, pri čemer dosežemo površinsko utrjevanje.
4.Temper čvrvesnost
Kapeliranost krhlosti v ugaljenem jeklom
Zaradi kaljenja krhtice se nanaša na pojav, kjer se udarna žilavost ugaljenega jekla znatno zmanjša, ko se ublaži pri določenih temperaturah.
Prva vrsta kaljenja krhtice
Temperaturno območje: 250 ° C do 350 ° C.
Značilnosti: Če je v tem temperaturnem območju kaljeno jeklo, je zelo verjetno, da bo razvila to vrsto kaljenja krhtice, ki je ni mogoče odpraviti.
Rešitev: Izogibajte se kaljenju jeklo v tem temperaturnem območju.
Prva vrsta kaljenja krhtice je znana tudi kot nizkotemperaturna kapljična čvrvesnost ali nepopravljiva kapljična čvrvesnost.
Ⅵ.Tempering
1.Tempering je končni postopek obdelave toplote, ki sledi gašenju.
Zakaj je treba ugakati jekla?
Mikrostruktura po gašenju: po gašenju mikrostruktura jekla običajno sestavljata martenzit in preostali avstenit. Obe sta metastabilni fazi in se bosta preoblikovala pod določenimi pogoji.
Lastnosti martenzita: Martente je značilna visoka trdota, a tudi velika čvrvestnost (zlasti pri martenzitu, podobnem visokoogljičnemu igle), ki ne ustreza zahtevam glede zmogljivosti za številne aplikacije.
Značilnosti martenzitne preobrazbe: preobrazba v martenzit se pojavi zelo hitro. Po gašenju ima obdelovanca preostale notranje napetosti, ki lahko privedejo do deformacije ali razpok.
Zaključek: Obdelovanca ni mogoče uporabiti neposredno po gašenju! Za zmanjšanje notranje napetosti in izboljšanje žilavosti obdelovanja je potrebno kaljenje, zaradi česar je primerno za uporabo.
2. Razlike med utrjenostjo in zmogljivostjo utrjevanja:
Ohranjenost:
Ohranjenost se nanaša na sposobnost jekla, da doseže določeno globino utrjevanja (globina utrjene plasti) po gašenju. Odvisno je od sestave in strukture jekla, zlasti njegovih zlitin in vrste jekla. Ohranjenost je merilo, kako dobro se jeklo lahko med kaljenjem strdi v svoji debelini.
Trdota (zmogljivost utrjevanja):
Trdota ali zmogljivost utrjevanja se nanaša na največjo trdoto, ki jo je mogoče doseči v jeklu po gašenju. Nanj v veliki meri vpliva vsebnost ogljika v jeklom. Večja vsebnost ogljika na splošno vodi do večje potencialne trdote, vendar je to mogoče omejiti z legirnimi elementi jekla in učinkovitostjo postopka gašenja.
3.Hardentabilnost jekla
√ Koncept utrjenosti
Ohranjenost se nanaša na sposobnost jekla, da doseže določeno globino martenzitnega utrjevanja po dušilu od temperature austenitiziranja. Enostavno je, da je jeklo sposobnost, da med gašenjem tvori martenzit.
Merjenje utrjenosti
Velikost utrjenosti je označena z globino utrjene plasti, pridobljene v določenih pogojih po dušenju.
Utrjena globina plasti: To je globina od površine obdelovanca do regije, kjer je struktura napol martenzit.
Skupni dušilni mediji:
• Voda
Značilnosti: Ekonomske z močno hladilno sposobnostjo, vendar ima visoko hitrost hlajenja v bližini vrelišča, kar lahko privede do pretiranega hlajenja.
Uporaba: Običajno se uporablja za ogljikova jekla.
Slana voda: raztopina soli ali alkalij v vodi, ki ima višjo hladilno sposobnost pri visokih temperaturah v primerjavi z vodo, zaradi česar je primerna za ogljikova jekla.
• olje
Značilnosti: zagotavlja počasnejšo hitrost hlajenja pri nizkih temperaturah (v bližini vrelišča), kar učinkovito zmanjšuje težnjo po deformaciji in razpokanju, vendar ima nižjo sposobnost hlajenja pri visokih temperaturah.
Aplikacija: Primerna za jekla zlitine.
Vrste: Vključuje gašenje olja, strojnega olja in dizelskega goriva.
Čas ogrevanja
Čas ogrevanja je sestavljen iz hitrosti ogrevanja (čas, potreben za doseganje želene temperature) in časa zadrževanja (čas, ki se vzdržuje pri ciljni temperaturi).
Načela za določanje časa ogrevanja: zagotovite enakomerno porazdelitev temperature v celotni obdelovanci, znotraj in zunaj.
Zagotovite popolno avstenitizacijo in da je oblikovana avstenita enakomerna in fina.
Osnova za določanje časa ogrevanja: običajno ocenjena z uporabo empiričnih formul ali določena z eksperimentiranjem.
Gladi mediji
Dva ključna vidika:
A. Ohlajevanje: višja hitrost hlajenja spodbuja oblikovanje martenzita.
B. Rezidualni stres: Višja hitrost hlajenja poveča preostali stres, kar lahko privede do večje težnje po deformaciji in razpokanju v obdelovancu.
Ⅶ.Normaling
1. Opredelitev normalizacije
Normalizacija je postopek obdelave toplote, pri katerem se jeklo segreje na temperaturo 30 ° C do 50 ° C nad temperaturo AC3, ki se drži pri tej temperaturi, nato pa zračno hlajen, da dobimo mikrostrukturo blizu ravnotežnega stanja. V primerjavi z žarjenjem ima normalizacija hitrejšo hitrost hlajenja, kar ima za posledico lepše biserno strukturo (P) in večjo moč in trdoto.
2. namen normalizacije
Namen normalizacije je podoben kot pri žarjenju.
3. Uporaba normalizacije
• Odpravite omrežni sekundarni cementit.
• Služi kot končno toplotno obdelavo delov z nižjimi zahtevami.
• Delujte kot pripravljalno toplotno obdelavo za nizko in srednje ogljikovo konstrukcijsko jeklo za izboljšanje obdelovanja.
4.Tipi žarjenja
Prva vrsta žarjenja:
Namen in funkcija: Cilj ni sprožiti fazne preobrazbe, ampak prestaviti jeklo iz neuravnoteženega stanja v uravnoteženo stanje.
Vrste:
• Difuzijo žarjenje: Cilj je homogenizirati sestavo z odpravo segregacije.
• Prekristalizacija žarjenje: obnovi duktilnost z odpravo učinkov utrjevanja dela.
• Olajšanje stresa žarjenje: zmanjša notranje napetosti brez spreminjanja mikrostrukture.
Druga vrsta žarjenja:
Namen in funkcija: Cilj je spremeniti mikrostrukturo in lastnosti, doseči mikrostrukturo, kjer prevladuje biser. Ta vrsta zagotavlja tudi, da distribucija in morfologija bisera, ferita in karbidov izpolnjujeta posebne zahteve.
Vrste:
• Popolno žarjenje: jeklo segreje nad temperaturo AC3 in ga nato počasi ohladi, da nastane enakomerna biserna konstrukcija.
• Nepopolno žarjenje: segreje jeklo med temperaturami AC1 in AC3, da delno pretvori konstrukcijo.
• Izotermalno žarjenje: segreva jeklo na zgoraj AC3, čemur sledi hitro hlajenje na izotermalno temperaturo in drži, da dosežemo želeno strukturo.
• Sferoiding žarjenje: proizvaja sferoidno strukturo karbida, izboljšuje obdelovalnost in žilavost.
Ⅷl
Toplotna obdelava se nanaša na postopek, v katerem se kovina segreva, drži pri določeni temperaturi, nato pa se ohladi v trdnem stanju, da spremeni svojo notranjo strukturo in mikrostrukturo, s čimer dosežemo želene lastnosti.
2.Parakteristike toplotne obdelave
Toplotna obdelava ne spremeni oblike obdelovanja; Namesto tega spreminja notranjo strukturo in mikrostrukturo jekla, kar spremeni lastnosti jekla.
3. Namestite toplotno obdelavo
Namen toplotne obdelave je izboljšati mehanske ali procesne lastnosti jekla (ali obdelovancev), v celoti izkoristiti potencial jekla, izboljšati kakovost obdelovanja in podaljšati njegovo življenjsko dobo.
4.Kek zaključek
Ali je mogoče lastnosti materiala izboljšati s toplotno obdelavo, je kritično odvisno od tega, ali se med postopkom ogrevanja in hlajenja spremenijo njegove mikrostrukture in strukture.
Čas objave: avgust-19-2024