Od zdaj naprej lahko v gradbeništvu uporabljamo le visoko trdne in visoko kakovostne materiale. In ravno za spremembo naravnih lastnosti kovine se uporabljajo različne metode toplotne obdelave, kot je kovinsko žarjenje, ki lahko bistveno poveča njegovo trdnost in uporabnost.
Kaj je žarjenje
Žarjenje je ena od metod toplotne obdelave kovin in jekla. Temelji na segrevanju na zelo visoke temperature. To pomeni, da se kovina segreje na želeno temperaturo, odvisno od namena in metode, in se v tem stanju nekaj časa ohranja in nato postopoma ohladi.
Žarjenje se lahko izvede v različnih primerih. Na primer, upoštevajte najbolj osnovno. Običajno se izvaja za naslednje namene:
- za zmanjšanje notranje napetosti kovine, do katere lahko pride zaradi kovanja, drugače vpliva na stroj ali obdelavo;
- za izboljšanje mehanskih lastnosti in trdnosti kovine;
- zagotoviti enotnost njegove strukture;
- izboljšati duktilnost, ki je zelo pomembna med predelavo;
- povečati stopnjo odpornosti in žilavosti itd.
Vrste funkcij
Glede na namen in namen žarjenja lahko imajo naslednje sorte:
- popolna in nepopolna;
- prekristalizacija;
- difuzija;
- izotermičen;
- sferoidizacija;
- normalizacija itd.
Oglejte si nekaj od njih.
Popolna tehnologija žarjenja
Popolno žarjenje se izvede za mletje zrn in izboljšanje kakovosti obdelave z rezalnimi orodji ter za odpravo notranjih napetosti. Izdelki, narejeni iz hipoutektoidne zlitine ali jekla, ki vsebuje ogljik v količini, ki ne presega 0, 8%, so predmet tega izdelka. Takšni izdelki vključujejo kovane in lite dele.
V zvezi s tehnologijo: izdelek je izpostavljen toploti, ki doseže kritično točko približno 20-50 stopinj, s simbolom A3. Nato ga držimo tako dolgo, kot je potrebno, in počasi ohladimo. Temperatura ogrevanja se določi glede na vrsto jekla po diagramu stanja. Za vsako vrsto jekla obstajajo določene temperature, pri katerih se doseže zahtevana stopnja ogrevanja. Te vrednosti najdete v referenčnih tabelah.
Čas hlajenja je odvisen tudi od strukture in sestave jekla, npr. Izdelki iz ogljikovega jekla se ohladijo na 180–200 stopinj na uro, nizko legirani jekleni deli se ohladijo na 90 stopinj na uro, visoko legirano jeklo, če je v celoti žarjeno, hladi še počasneje - 50 stopinj eno uro Ker so izdelki iz visoko legiranih jekel pogosto izpostavljeni drugačni vrsti toplotne obdelave, so izotermični, vendar obstajajo izjeme.
Zaradi popolnega žarjenja postane nehomogena struktura iz ogljikovega in hipoutektoidnega jekla, sestavljena iz velikih in majhnih zrn, ki pogosto ne zadovoljuje svojih mehanskih lastnosti, homogena in prožna za predelavo. Za te namene se izvede popolno žarjenje.
Značilnosti in namen nepopolnega žarjenja
Če je popolno žarjenje namenjeno za izdelke, ki ne izpolnjujejo nobenih zahtev, potem se nepopolna opravi na istih predmetih z bolj ali manj zadovoljivimi mehanskimi lastnostmi. To pomeni, da se bo zaradi nepopolne toplotne obdelave spremenila le perlitna struktura kovine, medtem ko bo ferit ostal nespremenjen. "Perlit" v francoščini pomeni "biser", je del strukture jekla, litega železa in drugih železovih ogljikovih zlitin. Perlit je sestavljen iz ferita in cementita, ki tvorita evtektoidno mešanico. Z drugimi besedami, glavni cilj je, da jeklo postane čim bolj mehko in raztegljivo.
Tehnološko je za proces nepopolnega žarjenja značilna stopnja ogrevanja, v tem primeru doseže kritično točko za 30–50 stopinj višjo kot A1. Temperatura ogrevanja doseže 770 stopinj, postopno hlajenje pri hitrosti 60 stopinj na uro: najprej v pečici na 600 stopinj in nato na prostem.
Taka toplotna obdelava se uporablja tudi za evtektoidno in legirano jeklo. Segreje se do kritične točke Ac1, ki presega 10–30 stopinj. Kot rezultat tega segrevanja pride do prekristalizacije zlitine, kar prispeva k nastanku sferične oblike perlita. Ta proces se imenuje tudi sferoidizacija.
Prekristalizacija in difuzija
- Rekristalizacijsko žarjenje izvedemo z namenom obnavljanja kristalne rešetke, lomljene zaradi deformacije jekla. Deformacija vodi do utrjevanja, ki ga spremlja zmanjšanje duktilnosti, jeklo postane zelo togo, zaradi česar je njegova obdelava nemogoča. Deformirano jeklo segreje do 650–680 stopinj, zaradi česar so feritna in perlitna zrna, ki so v stanju raztegnjenega na strani deformacije, enakomerno porazdeljena, obnavljanje kristalne rešetke in vračanje jekla v duktilnost in mehkobo.
- Za uravnavanje strukturne homogenosti na kemični ravni, tj. Atomski, se izvaja difuzijsko žarjenje . Takšna potreba se lahko pojavi med strjevanjem ulitih ingotov, sicer se ta učinek imenuje dendritična segregacija. Homogenizacija ali difuzijsko žarjenje omogoča izločanje dendritične segregacije s premikanjem atomov nečistoče iz dela z visokimi koncentracijami na del, kjer jih ni, in tako uskladi kemijsko strukturo.
Da bi ta proces uspešno potekal, se segrevanje izvaja pri zelo visokih temperaturah, z daljšim časom zadrževanja in s počasnim hlajenjem, za razliko od zgoraj opisanih vrst. To pomeni, da te temperature presegajo 1000 stopinj, čas izpostavljenosti je več kot 12 ur.
Namen izotermičnega žarjenja in normalizacije
Izotermno žarjenje se uporablja za visoko legirana in visoko kromova jekla. Njegova značilnost je segrevanje kovin za 30-50 stopinj nad kritično točko Ac3 in pri pospešenem hlajenju do zadrževalne temperature pod kritično točko A1, nato pa v naravnem hlajenju na prostem.
Ta vrsta daje več vidnih prednosti, od katerih je prvi čas, to pomeni, da celoten proces - od ogrevanja, zadrževanja do hlajenja - traja veliko manj časa kot faza hlajenja dela s pečjo. Druga prednost je, da z izotermno izpostavljenostjo in hitrim hlajenjem dosežemo bolj gladko in enakomerno strukturo nad delom.
- Normalizacija Postopek normalizacije se izvaja kot vmesni material pred predelavo in utrjevanjem, da se odpravi utrjevanje in notranje obremenitve. Hipoutektoidno jeklo se segreje do kritične točke Ac3 za 30-50 stopinj višje, postopoma pa se ohladi na prostem. Poleg tega se v nasprotju z žarjenjem med normalizacijo zgodi tudi prehladitev, zaradi katere se doseže bolj enakomerna drobnozrnata struktura.
- Posledice normalizacije . Bistveno poveča trdnost in žilavost jekla. Normalizacija poteka veliko hitreje kot prižiganje, njegova zmogljivost pa je veliko večja. Zato je priporočljivo normalizirati jeklo, ki vsebuje ogljik v njegovi sestavi, namesto žarjenja.