Toplinska obrada je vrlo važan korak u obradi metalnih materijala.Toplinska obrada može promijeniti fizikalna i mehanička svojstva metalnih materijala, poboljšati njihovu tvrdoću, čvrstoću, žilavost i druga svojstva.
Kako bi osigurali da je konstrukcija dizajna proizvoda sigurna, pouzdana, ekonomična i učinkovita, građevinski inženjeri općenito moraju razumjeti mehanička svojstva materijala, odabrati odgovarajuće procese toplinske obrade na temelju zahtjeva dizajna i karakteristika materijala te poboljšati njihovu izvedbu i životni vijek.Slijedi 13 postupaka toplinske obrade koji se odnose na metalne materijale, a nadamo se da će biti od pomoći svima.
1. Žarenje
Proces toplinske obrade u kojem se metalni materijali zagrijavaju na odgovarajuću temperaturu, održavaju je određeno vrijeme, a zatim polako hlade.Svrha žarenja je uglavnom smanjiti tvrdoću metalnih materijala, poboljšati plastičnost, olakšati obradu rezanjem ili pritiskom, smanjiti zaostalo naprezanje, poboljšati ujednačenost mikrostrukture i sastava ili pripremiti mikrostrukturu za naknadnu toplinsku obradu.Uobičajeni procesi žarenja uključuju rekristalizacijsko žarenje, potpuno žarenje, sferoidizacijsko žarenje i žarenje za smanjenje naprezanja.
Potpuno žarenje: pročistiti veličinu zrna, ujednačenu strukturu, smanjiti tvrdoću, potpuno eliminirati unutarnje naprezanje.Potpuno žarenje prikladno je za otkivke ili čelične odljevke s udjelom ugljika (maseni udio) ispod 0,8%.
Sferoidizirajuće žarenje: smanjuje tvrdoću čelika, poboljšava učinak rezanja i priprema za buduće kaljenje kako bi se smanjile deformacije i pucanje nakon kaljenja.Sferoidizirajuće žarenje prikladno je za ugljični čelik i legirani alatni čelik s udjelom ugljika (maseni udio) većim od 0,8%.
Žarenje za ublažavanje naprezanja: eliminira unutarnje naprezanje koje nastaje tijekom zavarivanja i hladnog ravnanja čeličnih dijelova, eliminira unutarnje naprezanje koje nastaje tijekom precizne strojne obrade dijelova i sprječava deformacije tijekom naknadne obrade i upotrebe.Žarenje za smanjenje naprezanja prikladno je za različite odljevke, otkivke, zavarene dijelove i hladno ekstrudirane dijelove.
Odnosi se na proces toplinske obrade zagrijavanja čelika ili čeličnih komponenti na temperaturu od 30-50 ℃ iznad Ac3 ili Acm (gornja kritična točka temperature čelika), njihovo držanje odgovarajuće vrijeme i hlađenje na mirnom zraku.Svrha normalizacije uglavnom je poboljšati mehanička svojstva čelika s niskim udjelom ugljika, poboljšati obradivost, poboljšati veličinu zrna, eliminirati strukturne nedostatke i pripremiti strukturu za kasniju toplinsku obradu.
3. Gašenje
Odnosi se na proces toplinske obrade zagrijavanja čelične komponente na temperaturu iznad Ac3 ili Ac1 (donja kritična točka čelika), zadržavanje određeno vrijeme, a zatim dobivanje strukture martenzita (ili bainita) na odgovarajuću brzinu hlađenja.Svrha kaljenja je dobiti potrebnu martenzitnu strukturu čeličnih dijelova, poboljšati tvrdoću, čvrstoću i otpornost na habanje izratka te pripremiti strukturu za naknadnu toplinsku obradu.
Uobičajeni procesi kaljenja uključuju kaljenje u slanoj kupki, martenzitno stupnjevano kaljenje, izotermno kaljenje bainita, površinsko kaljenje i lokalno kaljenje.
Kaljenje s jednom tekućinom: Kaljenje s jednom tekućinom primjenjivo je samo na dijelove od ugljičnog čelika i legiranog čelika s relativno jednostavnim oblicima i niskim tehničkim zahtjevima.Tijekom kaljenja, za dijelove od ugljičnog čelika promjera ili debljine veće od 5-8 mm, treba koristiti slanu vodu ili vodeno hlađenje;Dijelovi od legiranog čelika hlade se uljem.
Dvostruko tekuće 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.
Površinsko gašenje plamenom: Površinsko gašenje plamenom prikladno je za velike dijelove srednjeg ugljičnog čelika i čelika od legiranog ugljika, kao što su radilice, zupčanici i vodilice, koji zahtijevaju čvrste površine otporne na habanje i mogu izdržati udarna opterećenja u pojedinačnoj ili maloserijskoj proizvodnji .
Površinsko indukcijsko kaljenje: Dijelovi koji su bili podvrgnuti površinskom indukcijskom kaljenju imaju tvrdu površinu otpornu na habanje, uz zadržavanje dobre čvrstoće i žilavosti u jezgri.Površinsko indukcijsko kaljenje prikladno je za srednje ugljične čelične i dijelove od legiranog čelika s umjerenim sadržajem ugljika.
4. Kaljenje
Odnosi se na proces toplinske obrade gdje se čelični dijelovi kale, a zatim zagrijavaju na temperaturu ispod Ac1, drže određeno vrijeme, a zatim hlade na sobnu temperaturu.Svrha kaljenja je uglavnom eliminirati naprezanje koje stvaraju čelični dijelovi tijekom kaljenja, tako da čelični dijelovi imaju visoku tvrdoću i otpornost na trošenje, kao i potrebnu plastičnost i žilavost.Uobičajeni procesi kaljenja uključuju kaljenje na niskoj temperaturi, kaljenje na srednjoj temperaturi, kaljenje na visokoj temperaturi itd.
Kaljenje na niskim temperaturama: Kaljenje na niskim temperaturama eliminira unutarnje naprezanje uzrokovano kaljenjem u čeličnim dijelovima i obično se koristi za alate za rezanje, mjerne alate, kalupe, kotrljajuće ležajeve i naugljičene dijelove.
Kaljenje na srednjoj temperaturi: Kaljenje na srednjoj temperaturi omogućuje čeličnim dijelovima postizanje visoke elastičnosti, određene žilavosti i tvrdoće, a općenito se koristi za razne vrste opruga, kalupe za vruće utiskivanje i druge dijelove.
Kaljenje na visokoj temperaturi: Kaljenje na visokoj temperaturi omogućuje čeličnim dijelovima postizanje dobrih sveobuhvatnih mehaničkih svojstava, naime visoke čvrstoće, žilavosti i dovoljne tvrdoće, eliminirajući unutarnje naprezanje uzrokovano kaljenjem.Uglavnom se koristi za važne konstrukcijske dijelove koji zahtijevaju visoku čvrstoću i žilavost, kao što su vretena, koljenasta vratila, bregaste osovine, zupčanici i klipnjače.
5. Kaljenje i kaljenje
Odnosi se na kompozitni postupak toplinske obrade kaljenja i kaljenja čelika ili čeličnih komponenti.Čelik koji se koristi za obradu kaljenja i popuštanja naziva se kaljeni i poboljšani čelik.Općenito se odnosi na srednje ugljični konstrukcijski čelik i srednje ugljični legirani konstrukcijski čelik.
6. Kemijska toplinska obrada
Proces toplinske obrade u kojem se izradak od metala ili legure stavlja u aktivni medij na određenu temperaturu radi izolacije, dopuštajući jednom ili više elemenata da prodru u njegovu površinu kako bi promijenili njegov kemijski sastav, strukturu i performanse.Svrha kemijske toplinske obrade uglavnom je poboljšati površinsku tvrdoću, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, čvrstoću na zamor i otpornost na oksidaciju čeličnih dijelova.Uobičajeni procesi kemijske toplinske obrade uključuju karburizaciju, nitriranje, karbonitriranje itd.
Karburizacija: Za postizanje visoke tvrdoće (HRC60-65) i otpornosti na habanje na površini, uz zadržavanje visoke žilavosti u središtu.Obično se koristi za dijelove otporne na habanje i udarce kao što su kotači, zupčanici, osovine, osovinice klipa itd.
Nitriranje: Poboljšanje tvrdoće, otpornosti na trošenje i otpornosti na koroziju površinskog sloja čeličnih dijelova, obično se koristi u važnim dijelovima kao što su vijci, matice i klinovi.
Karbonitriranje: poboljšava tvrdoću i otpornost na habanje površinskog sloja čeličnih dijelova, prikladno za dijelove od niskougljičnog čelika, srednje ugljičnog čelika ili legiranih čeličnih dijelova, a može se koristiti i za alate za rezanje brzoreznog čelika.
7. Obrada krutom otopinom
Odnosi se na proces toplinske obrade zagrijavanjem legure do visokotemperaturne jednofazne zone i održavanjem konstantne temperature, dopuštajući da se višak faze potpuno otopi u čvrstoj otopini i zatim brzo ohladi kako bi se dobila prezasićena čvrsta otopina.Svrha obrade otopinom uglavnom je poboljšati plastičnost i žilavost čelika i legura te pripremiti za obradu taložnim kaljenjem.
8. Taložno otvrdnjavanje (taložno očvršćavanje)
Proces toplinske obrade u kojem se metal podvrgava stvrdnjavanju zbog odvajanja atoma otopljene tvari u prezasićenoj čvrstoj otopini i/ili disperzije otopljenih čestica u matrici.Ako se austenitni taloženi nehrđajući čelik podvrgne tretmanu taložnim otvrdnjavanjem na 400-500 ℃ ili 700-800 ℃ nakon tretmana čvrstom otopinom ili hladne obrade, može postići visoku čvrstoću.
9. Pravovremenost liječenja
Odnosi se na proces toplinske obrade u kojem se izratki od legure podvrgavaju obradi u čvrstoj otopini, hladnoj plastičnoj deformaciji ili lijevanju, a zatim se kovaju, stavljaju na višu temperaturu ili održavaju na sobnoj temperaturi, a njihova se svojstva, oblik i veličina mijenjaju tijekom vremena.
Ako se usvoji postupak obrade starenjem zagrijavanja obratka na višu temperaturu i provođenja obrade starenjem dulje vrijeme, to se naziva obrada umjetnim starenjem;Fenomen starenja koji se događa kada se radni komad skladišti na sobnoj temperaturi ili u prirodnim uvjetima dulje vrijeme naziva se tretman prirodnim starenjem.Svrha obrade starenjem je eliminirati unutarnje naprezanje u obratku, stabilizirati strukturu i veličinu te poboljšati mehanička svojstva.
10. Prokaljivost
Odnosi se na karakteristike koje određuju dubinu kaljenja i raspodjelu tvrdoće čelika pod određenim uvjetima.Dobra ili loša prokaljivost čelika često se prikazuje dubinom očvrslog sloja.Što je veća dubina sloja kaljenja, to je čelik bolja prokaljivost.Prokaljivost čelika uglavnom ovisi o njegovom kemijskom sastavu, posebno o elementima legure i veličini zrna koji povećavaju prokaljivost, temperaturi zagrijavanja i vremenu držanja.Čelik s dobrom prokaljivošću može postići ujednačena i dosljedna mehanička svojstva kroz cijeli presjek čelika, a sredstva za kaljenje s niskim naprezanjem kaljenja mogu se odabrati kako bi se smanjila deformacija i pucanje.
11. Kritični promjer (kritični promjer kaljenja)
Kritični promjer odnosi se na najveći promjer čelika kada se cjelokupna martenzitna ili 50% martenzitna struktura dobije u središtu nakon kaljenja u određenom mediju.Kritični promjer nekih čelika općenito se može dobiti ispitivanjem prokaljivosti u ulju ili vodi.
12. Sekundarno otvrdnjavanje
Neke legure željeza i ugljika (kao što je brzorezni čelik) zahtijevaju višestruke cikluse kaljenja kako bi se dodatno povećala njihova tvrdoća.Ovaj fenomen otvrdnjavanja, poznat kao sekundarno otvrdnjavanje, uzrokovan je taloženjem posebnih karbida i/ili transformacijom austenita u martenzit ili bainit.
13. Kaljenje krtosti
Odnosi se na fenomen krhkosti kaljenog čelika kaljenog u određenim temperaturnim rasponima ili polagano ohlađenog od temperature kaljenja do tog temperaturnog raspona.Otpuštena krtost može se podijeliti na prvu vrstu otpuštene krtosti i drugu vrstu otpuštene krtosti.
Prva vrsta temperirane krtosti, također poznata kao ireverzibilna temperirana krtost, uglavnom se javlja na temperaturi kaljenja od 250-400 ℃.Nakon što lomljivost nestane nakon ponovnog zagrijavanja, lomljivost se ponavlja u tom rasponu i više se ne pojavljuje;
Druga vrsta temperamentne krtosti, također poznata kao reverzibilna temperirna krtost, javlja se na temperaturama u rasponu od 400 do 650 ℃.Kada nakon ponovnog zagrijavanja nestane krhkost, potrebno ju je brzo ohladiti i ne treba dugo stajati ili sporo hladiti u rasponu od 400 do 650 ℃, inače će ponovno doći do katalitičkih pojava.
Pojava otpuštene krtosti povezana je s elementima legure sadržanim u čeliku, kao što su mangan, krom, silicij i nikal, koji imaju tendenciju razvijanja otpuštene krtosti, dok molibden i volfram imaju tendenciju slabljenja otpuštene krtosti.
Novi Gapower metalje profesionalni opskrbljivač čeličnih proizvoda.Čelične cijevi, zavojnice i šipke vrste čelika uključuju ST35 ST37 ST44 ST52 42CRMO4, S45C CK45 SAE4130 SAE4140 SCM440 itd. Dobrodošli kupci da se raspitaju i posjete tvornicu.
Vrijeme objave: 23. studenoga 2023