Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Toplotna obdelava kovin je sprememba notranje strukture (strukture) kovine pod vplivom spremembe temperaturnih pogojev in posledično pridobitev potrebnih mehanskih in fizikalnih lastnosti kovine. Velik del toplotne obdelave poteka pri kritičnih temperaturah, pri katerih pride do strukturne transformacije v zlitinah.

Zato se toplotna obdelava kovin zmanjša na tri zaporedne operacije in vrste:

  • segrevanje kovine pri določeni hitrosti do vnaprej določene temperature;
  • držanje kovine za nekaj časa pri tej temperaturi;
  • hlajenje pri določeni hitrosti procesa.

Odvisno je od tega, kako je potrebno spremeniti lastnosti določenega jekla in uporabiti različne vrste toplotne obdelave, ki se razlikujejo po najvišji temperaturi ogrevanja, času zadrževanja in hitrosti hlajenja. V strojništvu je toplotna obdelava našla najširšo uporabo.

Toplotna obdelava kovin, zlitin, jekla

Vse lastnosti katere koli zlitine so odvisne od njegove strukture. Glavni način, ki vam omogoča spremembo te strukture, je toplotna obdelava. Njegove osnove je razvil DK Chernov, kasneje pa so njegova dela podprla Bochvar A.A., Kurdyumova G.V., Gulyaeva A.P.

Toplotna obdelava kovin in zlitin je zaporedje operacij, kot so ogrevanje, zadrževanje in hlajenje, ki se izvajajo v določenem zaporedju in pod določenim načinom, da bi spremenili notranjo strukturo zlitine in dobili želene lastnosti, medtem ko se kemična sestava kovine ne spremeni.

Kaj je toplotna obdelava kovin in zlitin?

  • Pri žarjenju
  • Kaljenje
  • Počitnice
  • Normalizacija

Žarjenje To ogrevanje kovine na visoko temperaturo, nato pa pride do počasnega hlajenja. Žarjenje je lahko različnih vrst - vse je odvisno od temperature hitrosti ogrevanja in hlajenja.

Utrjevanje Toplotna obdelava jekla, zlitin, kovine, ki temelji na rekristalizaciji jekla pri segrevanju nad kritično temperaturo. Po zadrževanju jekla pri tej temperaturi sledi zelo hitro hlajenje. Takšno jeklo je neravnotežna struktura in zato po kaljenju sledi - kaljenje.

Počitnice . Izvaja se po kaljenju, da bi zmanjšali ali odstranili preostalo napetost v jeklu in zlitinah, povečali viskoznost, zmanjšali trdoto in krhkost kovine.

Normalizacija Podobno je žarjenju, edina razlika je, da se kovina normalizira v zraku in žarjenje v peči.

Ogrevanje palice

Ta operacija je zelo odgovorna. Od njegovega pravilnega ravnanja je odvisno, prvič, kakovost izdelka, in drugič - produktivnost dela. Potrebno je vedeti, da med segrevanjem kovine spremenijo strukturo, lastnosti in vse značilnosti površinskega sloja. Ker interakcija jekla ali zlitine z zrakom oksidira železo in oblike skale na površini. Debelina lestvice je odvisna od kemične sestave kovine, temperature in časa segrevanja.

Jeklo začne močno oksidirati, ko se segreje na več kot 900 stopinj, nato pa se oksidacija podvoji - pri segrevanju na 1000 stopinj C in pri temperaturi 1200 stopinj C - 5-krat.

Kaj je oksidacija različnih jekel?

Krom-nikljevo jeklo - imenuje se toplotno odporno, ker praktično ni dovzetno za oksidacijo.

Zlito jeklo - tvori gosto, vendar tanko plast lestvice, ki ščiti pred nadaljnjo oksidacijo in ne omogoča razpokanja med kovanjem.

Ogljikovo jeklo - pri segrevanju na površini izgubi približno 2-4 mm ogljika. To je zelo slabo za kovino, saj izgublja svojo trdnost, trdoto in jeklo se pri kaljenju slabša. Še posebej razogljičenje je zelo škodljivo za kovanje majhnih delov, čemur sledi gašenje. Da bi se izognili razpokam na visoko legiranih in visoko ogljikovih jeklih, jih je treba počasi segrevati.

Ne pozabite na diagram "železo-ogljik", kjer je temperatura določena za začetek in konec kovanja. To je treba storiti tako, da kovina pri segrevanju ne dobi grobo zrnate strukture in ne zmanjša njene plastičnosti.

Toda pregrevanje obdelovanca se lahko popravi s toplotno obdelavo, vendar to zahteva dodatno energijo in čas. Če se kovina segreje na še višjo temperaturo, bo to privedlo do izgorevanja, ki bo doseglo točko, da se vez med zrni zlomi v kovini in se med kovanjem popolnoma uniči.

Burnout

To je najbolj nepopravljiva zakonska zveza . Pri ogrevanju kovin ali zlitin bodite pozorni na temperaturo, čas in konec ogrevanja. Če se čas segrevanja podaljša, se posoda poveča, pri hitrem ali intenzivnem segrevanju pa se lahko pojavijo razpoke.

Izgorevanje zlitine nastane zaradi difuzije kisika na mejah zrn, kjer se takoj oblikujejo oksidi, ki delijo zrno pri visoki temperaturi zlitine in hkrati močno pade. In plastičnost v tem času prihaja na nič. Ta zakonska zveza se takoj pošlje v talilnico.

Kaj je toplotna obdelava kovin in zlitin

Toplotna obdelava je razdeljena na:

  • toplotna;
  • termomehanski;
  • kemična toplota

Toplotna obdelava vključuje glavne vrste - žarjenje 1. vrste, žarjenje 2. vrste, kaljenje in popuščanje. Normalizacija se ne uporablja za vse vrste jekla, vse je odvisno od stopnje dopinga.

Pri vseh vrstah toplotne obdelave so različne temperature ogrevanja, trajanje izpostavljenosti pri tej temperaturi in hitrost hlajenja po izpostavljenosti.

Prva vrsta žarjenja je difuzijsko žarjenje, žarjenje za razbremenitev.

Druga vrsta žarjenja je razdeljena na nepopolno, popolno, izotermno žarjenje, sferoidizacijo, normalizacijo.

Utrjevanje se uporablja za izdelavo trdega, trpežnega in odpornega na obrabo .

Kemična toplotna obdelava

To je takšna toplotna obdelava jekla, ki je v kombinaciji z nasičenostjo površine izdelka - ogljika, dušika, aluminija, silicija, kroma itd., Ki tvorijo trdne raztopine substitucije z železom. So bolj trpežne in energetsko intenzivne kot jeklo, nasičeno z železom in ogljikom, ki tvorijo trdne impregnacijske rešitve z železom.

Kemijsko - toplotna obdelava pri ustvarjanju ugodnih ostankov tlačne napetosti na površini izdelkov povečuje trajnost in zanesljivost izdelka. Prav tako poveča odpornost proti koroziji, trdoto .

Ta obdelava je namenjena spreminjanju sestave jekla v določeni plasti. Te metode vključujejo:

  • cementacija - s to metodo se zgornja plast jekla obogati z ogljikom. Istočasno se pojavijo izdelki s kombiniranimi lastnostmi - mehko jedro in trden površinski sloj;
  • Nitriranje je obogatitev površinskega sloja z dušikom, tako da se poveča odpornost na korozijo in utrujenost izdelka;
  • boronacija je nasičenje površinskih plasti jekla z borom, s to metodo, izdelek povečuje odpornost na obrabo, zlasti v trenja in suhega zdrsa. Poleg tega se pri vrtanju izključi možnost, da se deli v hladnem stanju zasežejo ali varijo. Podrobnosti po borezi so zelo odporne na kisline in alkalije;
  • Aluminizacija je nasičenje jekla z aluminijem. To se stori, da je jeklo odporno na agresivne pline - žveplov anhidrid, vodikov sulfid;
  • kromiranje - nasičenje površinske plasti kroma iz jekla. Kromiranje nizkoogljičnih jekel skoraj ne vpliva na njihove lastnosti trdnosti. Kromiranje jekla z višjo vsebnostjo kroma se imenuje trdo kromiranje, ker se kromov karbid tvori na površini delov, ki ima:
    • visoka trdota
    • odpornost na skaliranje
    • odpornost proti koroziji
    • povečana odpornost proti obrabi

Kriogeno zdravljenje

Gre za toplotno obdelavo kovin in zlitin pri kriogenih, zelo nizkih temperaturah - pod -153 ° C. Pred tem se je ta toplotna obdelava imenovala "hladna obdelava" ali "toplotna obdelava kovine pri temperaturi pod ničlo." Vendar ta imena niso povsem odražala celotnega bistva kriogene obdelave.

Njegovo bistvo je naslednje: obdelovanci so postavljeni v kriogeni procesor, kjer se počasi ohladijo, nato pa se deli zadržijo pri temperaturi -196 stopinj C za določen čas. Nato se ponovno postopoma vrnejo na sobno temperaturo. Ko se ta proces nadaljuje, se v kovini pojavijo strukturne spremembe. Zaradi tega je povečana odpornost proti obrabi, ciklična trdnost, korozija in odpornost proti eroziji.

Osnovne lastnosti, dobljene med predelavo kot hladno hlajenje, se ohranijo za celotno življenjsko dobo obdelovanca in zato ne zahtevajo ponovne obdelave.

Seveda, kriogena tehnologija ne bo nadomestila metod termičnega utrjevanja in bo med hladnim postopkom materialu dala nove lastnosti.

Orodja, obdelana z zelo nizkimi temperaturami, omogočajo podjetjem, da zmanjšajo stroške, ker:

  • povečuje se odpornost orodij, delov in mehanizmov na obrabo;
  • zmanjšala število zakonskih zvez;
  • Zmanjšani stroški popravil in zamenjave tehnološke opreme in orodij.

To je bil sovjetski znanstveniki, ki je dovoljeno, da v celoti cenijo učinek hladno obdelavo na kovino in zlitine in postavil temelje za uporabo te metode.

V tem času se metoda kriogene obdelave izdelkov pogosto uporablja v vseh industrijah.

Strojništvo in obdelava kovin:

  • poveča življenjsko dobo opreme in orodja do 300%;
  • poveča odpornost materiala proti obrabi;
  • poveča ciklično moč;
  • povečuje odpornost proti koroziji in eroziji;
  • odstrani preostali stres.

Posebna oprema in transport:

  • poveča življenjsko dobo zavornih kolutov za 250%;
  • poveča učinkovitost zavornega sistema;
  • poveča ciklično trdnost vzmetnih vzmeti in drugih elastičnih elementov za 125%;
  • poveča moč in moč motorja;
  • zmanjšuje stroške obratovanja vozil.

Obrambna industrija:

  • poveča preživetje debla do 200%;
  • zmanjšuje učinek toplote sodov na rezultate žganja;
  • povečuje vozlišča in mehanizme virov.

Rudarstvo in predelovalna industrija:

  • poveča odpornost orodij za rezanje kamnin do 200%;
  • zmanjšuje abrazivno obrabo sklopov in mehanizmov;
  • poveča odpornost opreme proti koroziji in eroziji;
  • poveča vir industrijske in rudarske opreme.

Avdio in glasbeni instrumenti: \ t

  • zmanjša popačenje signala v prevodnikih;
  • izboljša glasbeno zmogljivost, jasnost in jasnost zvoka;
  • širi paleto glasbenih instrumentov.

Kriogenska obdelava se uporablja v skoraj vseh panogah, kjer je potrebno povečati vir, povečati trdnost in odpornost proti obrabi ter povečati produktivnost.

Za kaj je toplotna obdelava?

Zanesljivost in trajnost kovinskih konstrukcij, opreme, cevovodov je odvisna od kakovosti proizvodnih komponent, delov, elementov, ki jih sestavljajo. Med delovanjem so izpostavljeni statističnim, dinamičnim in cikličnim obremenitvam ter vplivu agresivnih medijev. Delati morajo pri nizkih in visokih temperaturah in so v pogojih hitre obrabe .

Zato je delovanje vseh kovinskih izdelkov neposredno odvisno od odpornosti proti obrabi, trdnosti, toplotne in korozijske odpornosti elementov, ki jih sestavljajo.

Za izboljšanje vseh teh lastnosti je potrebno izbrati ustrezen material za dele, izboljšati njihovo zasnovo, odpraviti netočnosti pri montaži in izboljšati metode za toplo in hladno predelavo.

Takšne visoke zahteve so redko izpolnjene z materiali v stanju dostave. Glavni del dostavljenih konstrukcijskih elementov zahteva stabilizacijo obratovalnih lastnosti, da se sčasoma ne spremenijo. Za izboljšanje mehanskih in fizikalno-kemijskih lastnosti kovinskih materialov se uporablja toplotna obdelava . Gre za zaporedje postopkov za ogrevanje, držanje in hlajenje kovin in zlitin.

Izvaja se za spremembo strukture in lastnosti kovin in zlitin v smeri, ki je bila podana. Toplotna obdelava se uporablja za spremembo strukture fazne sestave in prerazporeditve komponent, velikosti in oblike kristalnih zrn, vrst okvar, njihovega števila in porazdelitve. In vse to omogoča precej enostavno pridobitev želene lastnosti materiala.

Bodite prepričani, da ne pozabite, da lastnosti kovin in zlitin odvisna ne le na ne samo strukturo, temveč tudi na kemično sestavo, ki se oblikuje med metalurškim in livarskim procesom.

Naloga toplotne obdelave je odprava notranjih napetosti v kovini in zlitini, izboljšanje mehanskih in obratovalnih lastnosti ter več.

Toplotno obdelano jeklo, lito železo, zlitina na osnovi neželeznih kovin .

Morate vedeti, da materiali z enako kemično sestavo pri opravljanju različnih načinov toplotne obdelave, lahko dobite več popolnoma različnih struktur, ki bodo imeli popolnoma različne lastnosti. Z izboljšanjem mehanskih lastnosti s toplotno obdelavo lahko uporabimo zlitine enostavnejše sestave. Dovoljene napetosti, zmanjšanje mase delov in mehanizmov, povečanje njihove zanesljivosti in trajnosti je mogoče doseči tudi s pomočjo toplotne obdelave.

Z nizkimi stroški toplotne obdelave, lahko rezultat ima velik vpliv na kompleksnost in stroške dela na sosednjih proizvodnih obratih. Mnogi proizvajalci ne izvajajo toplotne obdelave izdelkov in s tem skrajšajo celoten proces izdelave izdelkov. Včasih je to upravičeno in včasih ni.

Vedno je potrebno ne le temeljito razmisliti o celotnem procesu volumetrične in lokalne toplotne obdelave, temveč tudi strogo upoštevati njihove načine, da bi dosegli optimalne strukture in visoko raven fizikalnih, mehanskih in obratovalnih lastnosti v izdelkih, da se zagotovi njihovo zanesljivo in dolgoročno delo.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija: