Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Brez toplotne obdelave pri delu s kovinami ne more storiti. Ker je bila izvedena toplotna obdelava, je odvisno od kakovostnih lastnosti kovinskega izdelka. Njegova moč in vzdržljivost v uporabi. V tem članku boste izvedeli, kako pravilno izvajati toplotno obdelavo (utrjevanje) jeklenih izdelkov.

Kaljenje jekla

Utrjevanje je toplotna obdelava za kovine. Sestoji iz segrevanja kovine na kritično temperaturo, pri kateri se spremeni kristalna mreža materiala, ali na temperaturo, pri kateri se faza raztopi v matriksu, ki obstaja pri nizki temperaturi.

Pomembno je razumeti:

  • Po doseganju kritične temperature se kovina hitro ohladi.
  • Po utrjevanju jeklo pridobi strukturo martenzita (po imenu Adolph Martens) in tako postane trda.
  • Zaradi utrjevanja se poveča trdnost jekla. Kovina postane še bolj trda in odporna na obrabo.
  • Treba je razlikovati običajno kaljenje materiala in gašenje, da bi dobili več prostih delovnih mest.

Načini gašenja se razlikujejo po hitrosti procesa in temperaturi ogrevanja. Obstajajo tudi razlike v trajanju izpostavljenosti pri dani temperaturi in hitrosti hlajenja.

Izbira temperature za strjevanje

Odločitev o temperaturi, pri kateri se izvede gašenje kovine, je posledica kemijske sestave jekla

Kaljenje je dveh vrst:

  • popolno;
  • nepopolno.

Glede na diagram kritičnih točk je razvidno, da je treba v postopku popolnega strjevanja hipoutektoidno jeklo ogreti nad Ac3 za 30–50 ° C. Zato bo jeklo imelo enotno strukturo avstenita. Nato se pod vplivom procesa hlajenja spremeni v martenzit.

Slika številka 1. Kritične točke .

Nepopolno kaljenje se pogosteje uporablja za orodno jeklo. Cilj nepopolnega utrjevanja je doseči temperaturo, pri kateri poteka proces nastajanja odvečnih faz. Ogrevanje jekla poteka v temperaturnem intervalu od Ac1 - Ac2 . Istočasno ostane v strukturi martenzita nekaj ferita, ki ostane po utrjevanju jekla.

Za utrjevanje proevktoidnega jekla je bolje, da se držite temperature za 20–30 stopinj več kot Ac1 - nepopolno strjevanje. Zaradi tega bo med ogrevanjem in hlajenjem cementit ostal, kar poveča trdoto martenzita. Med utrjevanjem se proevktoidno jeklo ne sme segrevati nad normalno temperaturo. To lahko vpliva na trdoto.

Stopnja hlajenja

Struktura martenzita je pridobljena s hitrim ohlajanjem avstenita v času, ko temperatura jekla prispeva k najmanj stabilnosti avstenita (okoli 650-550 stopinj).

Pri prehodu na temperaturno območje, kjer poteka martenzitna transformacija (pod 240 stopinj), se uporablja počasno hlajenje. Posledično so izenačene nastale strukturne napetosti, medtem ko se trdota nastalega martenzita ne zmanjša.

Za uspešno toplotno obdelavo je zelo pomembno izbrati trdilni medij. Pogosto se kot medij za gašenje lahko uporablja naslednje:

  • voda;
  • raztopino natrijevega hidroksida (5-10%) ali soli;
  • mineralno olje.

Za utrjevanje ogljikovega jekla je bolje uporabiti vodo, katere temperatura je 18 stopinj. Za kaljenje legiranega jekla primerno olje.

Značilnosti jekla: kaljivost in kaljivost

Ne mešajte pomembnih lastnosti jekla - kaljivost in kaljivost.

Kaljivost

Ta značilnost kaže na sposobnost jekla po pridobivanju trdote. Obstajajo vrste jekel, ki jih je težko dušiti in po postopku toplotne obdelave jeklo postane premalo trdo. O takšnem gradivu pravijo: »Nisem sprejel gašenja«.

Sposobnost trdote v martenzitu je povezana s stopnjo popačenja njene kristalne rešetke. Nižja vsebnost ogljika v martenzitu prispeva k manjšemu popačenju v kristalni rešetki, zato bo trdota jekla manjša. Če jeklo vsebuje ogljik manj kot 0, 3%, je kaljivost takšne zlitine nizka in običajno takšne zlitine niso izpostavljene gašenju.

Kaljivost

Ta značilnost lahko pove, kako globoko je jeklo utrjevalo. Pri utrjevanju se površina jeklenega dela ohladi hitreje kot jedro . To je zato, ker je površina v neposrednem stiku s hladilno tekočino, ki se segreva. Osrednji del jeklenega dela prenaša toploto skozi debelino kovine in površine, kjer jo absorbira hladilno sredstvo.

Na kaljivost vpliva kritična stopnja utrjevanja - nižja je (hitrost), globlje pa je kalcinirano jeklo. Na primer, grobo zrnato jeklo, ki ima nizko kritično hitrost kaljenja, se žari globlje od finozrnatega jekla, ki ima visoko kritično hitrost kaljenja.

Globina kaljenosti je odvisna od začetne strukture utrjene zlitine, temperature ogrevanja in medija za gašenje. Kaljivost jekla je določena z lomom, mikrostrukturo in trdoto.

Vrste utrjevanja jekla

Obstaja veliko načinov kaljenja kovine. Njihova izbira je posledica sestave jekla, narave proizvoda, potrebne trdote in hladilnih pogojev. Pogosto se uporablja korak, izotermičen in lahek utrjevanje.

Utrjevanje v enem mediju

Glede na graf krivulje hlajenja za različne metode utrjevanja, lahko vidite, da krivulja 1 ustreza kaljenju v istem mediju, zato je lahko tako kaljenje enostavno. Vendar ni primeren za vse jeklene dele. Zaradi hitrega znižanja temperature se v jeklu s spremenljivim prerezom v temperaturnem območju pojavljajo nepravilnosti temperature in velike notranje napetosti. Iz tega lahko jekleni del upogne in razpokne.

Slika 2. Hladilne krivulje .

Visoka vsebnost ogljika v jeklenih delih lahko povzroči volumetrične spremembe strukturnih napetosti, kar pa ogroža nastanek razpok.

Zaevtektoidny jekla, ki imajo preprosto obliko, je bolje, da se strdi v istem okolju. Za gašenje bolj kompleksnih oblik se uporablja gašenje v dveh medijih ali stopenjsko gašenje.

Utrjevanje v dveh medijih (na sliki 2, to je krivulja 2) se uporablja za orodja iz visoko ogljikovega jekla. Metoda sama po sebi je, da se jeklo najprej ohladi v vodi do 300-400 stopinj, nato pa se prenese v oljno okolje, kjer prispe, dokler ni popolnoma ohlajeno.

Stopenjsko utrjevanje

Pri stopničastem utrjevanju (krivulja 3) se jekleni del najprej postavi v solno kopel. Temperatura kopeli mora biti višja od temperature, pri kateri pride do martenzitne transformacije (240–250 stopinj) . Po solni kopeli se jeklo zmeša v olje ali v zrak. S postopnim utrjevanjem se ne morete bati, da je del deformiran ali da so v njem nastale razpoke.

Pomanjkanje takšnega kaljenja pomeni, da se lahko uporablja le za jeklene kalupe z majhnim prerezom (8–10 mm). Stopenjsko kaljenje se lahko uporablja za dele iz legiranega jekla z velikim prerezom (do 30 mm).

Izotermno utrjevanje

Krivulja 4 ustreza izotermičnemu utrjevanju na grafu, utrjevanje pa se izvede na enak način kot stopenjsko utrjevanje. Vendar pa je v vroči kopeli jeklo daljše. To se naredi tako, da povzroči popolno razpadanje avstenita . Na diagramu je hitrost zaklopa prikazana na črti v obliki črke S s točkama a in b. Jeklo, ki je bilo izotermično utrjeno, se lahko ohladi. Hladilni medij lahko služi kot staljene soli.

Prednosti izotermičnega utrjevanja:

  • jeklo skoraj ne upogiba;
  • ne pojavijo se razpoke;
  • viskoznosti

Svetlo utrjevanje

Za takšno utrjevanje je potrebna posebej opremljena peč, opremljena z zaščitnim okoljem. Pri proizvodnji, da bi dobili čisto in svetlo površino za kaljeno jeklo, je treba uporabiti stopenjsko utrjevanje. Nato se zlitina ohladi v raztaljeni alkalni alkalini. Pred utrjevanjem se jekleni del segreje v solni kopeli natrijevega klorida s temperaturo 30–50 stopinj nad točko Ac1 (glejte »Shema kritičnih točk«). Hlajenje dela poteka v kopeli pri 180–200 stopinjah. Hladilni medij je mešanica, sestavljena iz 75% mešanice kalijevega hidroksida, 25% natrijevega hidroksida, ki ji je dodano 6–8% vode (po teži soli).

Kaljenje z lastnimi počitnicami

Uporablja se pri izdelavi orodnega jekla. Osnovna ideja kaljenja je odstraniti jekleni del iz hladilnega medija, dokler ni popolnoma ohlajen. Napad se pojavi na določeni točki. V jedru jeklenega dela je shranjena določena količina toplote. Na njegove stroške in kasnejši dopust . Ko jeklarski izdelek zaradi notranje toplote doseže zahtevano temperaturo za popuščanje, je jeklo za končno hlajenje nameščeno v tekočino za gašenje.

R Slika 3 - T je obraz plime .

Počitnice nadzirajo barve odtenkov (glej sliko št. 3), ki se oblikuje na gladki kovinski površini pri 220–330 stopinjah.

S pomočjo samozgodajočega kaljenja se izdelujejo kladiva, dleta, kladiva in druga orodja, ki na površini zahtevajo visoko trdoto, hkrati pa ohranjajo notranjo viskoznost.

Hlajenje med utrjevanjem

Med hitrim ohlajanjem jeklenih izdelkov med gašenjem obstaja nevarnost velikih notranjih napetosti, kar vodi do popačenja materiala in včasih razpok. Da bi se temu izognili, je bolje, če je mogoče, ohladiti jeklene dele v olju. Ogljikovo jeklo, za katerega je takšno hlajenje nemogoče, je najbolje ohladiti v vodi.

Poleg hladilnega okolja na notranjo napetost jeklenih izdelkov vpliva tudi način, kako so potopljeni v hladilni medij. Namreč:

  • izdelki z debelim in tankim delom, je bolje potopiti v tekočino za gašenje, najprej z obsežnim delom;
  • če ima izdelek podolgovato obliko (vrtalniki, pipe), se morate potopiti strogo navpično, sicer se lahko izkrivijo.

Včasih se zahteva, da se ne strdi celoten del, ampak le njegov del. Nato uporabimo lokalno utrjevanje. Izdelek se ne segreva v celoti, vendar se celoten del potopi v tekočino za gašenje.

Napake med utrjevanjem jekla

  1. Nezadostna trdota . To se zgodi, če je bila temperatura ogrevanja nizka, počasna hitrost zaklopa pri delovni temperaturi ali če je prišlo do nezadostne hitrosti hlajenja. Lahko jo popravite: uporabite bolj energično okolje; naredimo žarjenje in potem strdimo.
  2. Pregrevanje . Pojavi se, če se jekleni del segreje na temperaturo, ki presega dovoljeno vrednost. Pri pregrevanju se tvori groba struktura, ki vodi do krhkosti dela. Lahko ga popravimo: z žarjenjem in utrjevanjem pri pravi temperaturi.
  3. Izgorevanje Ko se jekleni del segreje na visoko temperaturo blizu tališča (1200–1300 stopinj) v oksidacijski atmosferi. Kisik prehaja v jeklenih izdelkih, oksidi nastajajo na mejah zrn. Takšno jeklo ni popravljeno.
  4. Oksidacija in razogljičenje . V tem primeru se na površini jeklenih delov oblikujejo oksidi (oksidi) in ogljik v površinskih plasteh jekla. Te zakonske zveze ni mogoče popraviti. Za preprečitev poroke uporabite pečice z zaščitno atmosfero.
  5. Upogibanje in razpoke . Pojavijo se zaradi notranjih napetosti. Razpoke so nepopravljiva napaka. Ukrivljanje se lahko odstrani z ravnanjem ali ravnanjem.

Zaključek

Najpomembnejša stvar pri utrjevanju kovin je jasna skladnost s tehnologijo. Vsako odstopanje na strani vodi do neželenih posledic. Če vse naredite prav, potem lahko tudi doma opravite proces utrjevanja jekla.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Obdelava kovin