Συνήθεις διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας για μεταλλικά υλικά

Η θερμική επεξεργασία είναι ένα πολύ σημαντικό βήμα στην επεξεργασία μεταλλικών υλικών.Η θερμική επεξεργασία μπορεί να αλλάξει τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών, να βελτιώσει τη σκληρότητα, την αντοχή, τη σκληρότητα και άλλες ιδιότητές τους.

Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η δομή του σχεδιασμού του προϊόντος είναι ασφαλής, αξιόπιστη, οικονομική και αποτελεσματική, οι δομικοί μηχανικοί πρέπει γενικά να κατανοούν τις μηχανικές ιδιότητες των υλικών, να επιλέγουν κατάλληλες διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας με βάση τις απαιτήσεις σχεδιασμού και τα χαρακτηριστικά του υλικού και να βελτιώνουν την απόδοσή τους και διάρκεια ζωής.Ακολουθούν 13 διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας που σχετίζονται με μεταλλικά υλικά, ελπίζοντας να είναι χρήσιμες σε όλους.

1. Ανόπτηση

Μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας κατά την οποία τα μεταλλικά υλικά θερμαίνονται σε κατάλληλη θερμοκρασία, διατηρούνται για ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια ψύχονται αργά.Ο σκοπός της ανόπτησης είναι κυρίως η μείωση της σκληρότητας των μεταλλικών υλικών, η βελτίωση της πλαστικότητας, η διευκόλυνση της επεξεργασίας κοπής ή πίεσης, η μείωση της υπολειπόμενης τάσης, η βελτίωση της ομοιομορφίας της μικροδομής και της σύνθεσης ή η προετοιμασία της μικροδομής για επακόλουθη θερμική επεξεργασία.Οι κοινές διαδικασίες ανόπτησης περιλαμβάνουν ανόπτηση με ανακρυστάλλωση, πλήρη ανόπτηση, ανόπτηση σφαιροειδοποίησης και ανόπτηση ανακούφισης από το στρες.

Πλήρης ανόπτηση: Βελτιώστε το μέγεθος των κόκκων, ομοιόμορφη δομή, μειώστε τη σκληρότητα, εξαλείψτε πλήρως την εσωτερική πίεση.Η πλήρης ανόπτηση είναι κατάλληλη για σφυρηλάτηση ή χύτευση χάλυβα με περιεκτικότητα σε άνθρακα (κλάσμα μάζας) κάτω από 0,8%.

Σφαιροειδής ανόπτηση: μειώνει τη σκληρότητα του χάλυβα, βελτιώνει την απόδοση κοπής και προετοιμάζεται για μελλοντικό σβήσιμο για να μειώσει την παραμόρφωση και το ράγισμα μετά το σβήσιμο.Η σφαιροειδής ανόπτηση είναι κατάλληλη για ανθρακούχο χάλυβα και κράμα χάλυβα εργαλείων με περιεκτικότητα σε άνθρακα (κλάσμα μάζας) μεγαλύτερη από 0,8%.

Ανόπτηση ανακούφισης από καταπόνηση: Εξαλείφει την εσωτερική καταπόνηση που δημιουργείται κατά τη συγκόλληση και το ίσιωμα εν ψυχρώ των χαλύβδινων εξαρτημάτων, εξαλείφει την εσωτερική πίεση που δημιουργείται κατά τη μηχανική κατεργασία ακριβείας των εξαρτημάτων και αποτρέπει την παραμόρφωση κατά την επακόλουθη επεξεργασία και χρήση.Η ανόπτηση που ανακουφίζει από την πίεση είναι κατάλληλη για διάφορα χύτευση, σφυρηλάτηση, συγκολλημένα μέρη και εξαρτήματα που έχουν υποστεί κρύα εξώθηση.

2. Ομαλοποίηση

Αναφέρεται στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας της θέρμανσης χάλυβα ή εξαρτημάτων χάλυβα σε θερμοκρασία 30-50 ℃ πάνω από το Ac3 ή το Acm (η θερμοκρασία του ανώτερου κρίσιμου σημείου του χάλυβα), κρατώντας τα για κατάλληλο χρόνο και ψύχοντάς τα σε ακίνητο αέρα.Ο σκοπός της κανονικοποίησης είναι κυρίως η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων του χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, η βελτίωση της ικανότητας επεξεργασίας, η βελτίωση του μεγέθους των κόκκων, η εξάλειψη των δομικών ελαττωμάτων και η προετοιμασία της δομής για επακόλουθη θερμική επεξεργασία.

3. Σβήσιμο

Αναφέρεται στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας της θέρμανσης ενός χαλύβδινου εξαρτήματος σε θερμοκρασία πάνω από Ac3 ή Ac1 (η χαμηλότερη θερμοκρασία κρίσιμου σημείου του χάλυβα), διατήρησή του για ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια απόκτηση δομής μαρτενσίτη (ή μπαινίτη) σε κατάλληλος ρυθμός ψύξης.Ο σκοπός της απόσβεσης είναι να ληφθεί η απαιτούμενη μαρτενσιτική δομή για χαλύβδινα μέρη, να βελτιωθεί η σκληρότητα, η αντοχή και η αντοχή στη φθορά του τεμαχίου εργασίας και να προετοιμαστεί η δομή για επακόλουθη θερμική επεξεργασία.

Οι συνήθεις διαδικασίες σβέσης περιλαμβάνουν την απόσβεση με λουτρό αλατιού, τη διαβαθμισμένη σβέση με μαρτενσιτικό, την ισοθερμική απόσβεση με μπαινίτη, την επιφανειακή απόσβεση και την τοπική απόσβεση.

Ενιαίο υγρό σβήσιμο: Η απλή υγρή απόσβεση εφαρμόζεται μόνο σε ανθρακούχο χάλυβα και εξαρτήματα από κράμα χάλυβα με σχετικά απλά σχήματα και χαμηλές τεχνικές απαιτήσεις.Κατά τη διάρκεια της απόσβεσης, για εξαρτήματα από ανθρακούχο χάλυβα με διάμετρο ή πάχος μεγαλύτερη από 5-8 mm, θα πρέπει να χρησιμοποιείται θαλασσινό νερό ή ψύξη νερού.Τα εξαρτήματα από κράμα χάλυβα ψύχονται με λάδι.

Διπλό υγρό σβήσιμο: Ζεσταίνουμε τα χαλύβδινα μέρη στη θερμοκρασία σβέσης, μετά τη μόνωση, τα ψύχουμε γρήγορα σε νερό στους 300-400 º C και μετά τα μεταφέρουμε σε λάδι για ψύξη.

Απόσβεση επιφάνειας φλόγας: Το σβήσιμο επιφάνειας φλόγας είναι κατάλληλο για μεγάλα εξαρτήματα χάλυβα μεσαίου άνθρακα και μεσαίου άνθρακα σε κράμα χάλυβα, όπως στροφαλοφόροι άξονες, γρανάζια και ράγες οδήγησης, που απαιτούν σκληρές και ανθεκτικές στη φθορά επιφάνειες και μπορούν να αντέξουν τα φορτία κρούσης σε μία ή μικρή παραγωγή .

Επιφανειακή επαγωγική σκλήρυνση: Τα μέρη που έχουν υποστεί επιφανειακή επαγωγική σκλήρυνση έχουν σκληρή και ανθεκτική στη φθορά επιφάνεια, ενώ διατηρούν καλή αντοχή και σκληρότητα στον πυρήνα.Η επιφανειακή επαγωγική σκλήρυνση είναι κατάλληλη για εξαρτήματα από χάλυβα μεσαίου άνθρακα και κράμα χάλυβα με μέτρια περιεκτικότητα σε άνθρακα.

4. Πολτοποίηση

Αναφέρεται στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας όπου τα χαλύβδινα μέρη σβήνουν και στη συνέχεια θερμαίνονται σε θερμοκρασία κάτω από το Ac1, διατηρούνται για ορισμένο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια ψύχονται σε θερμοκρασία δωματίου.Ο σκοπός της σκλήρυνσης είναι κυρίως η εξάλειψη της καταπόνησης που δημιουργείται από τα χαλύβδινα μέρη κατά την απόσβεση, έτσι ώστε τα χαλύβδινα μέρη να έχουν υψηλή σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, καθώς και την απαιτούμενη πλαστικότητα και σκληρότητα.Οι συνήθεις διαδικασίες σκλήρυνσης περιλαμβάνουν σκλήρυνση χαμηλής θερμοκρασίας, σκλήρυνση μέσης θερμοκρασίας, σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία κ.λπ.

Σκλήρυνση χαμηλής θερμοκρασίας: Η σκλήρυνση σε χαμηλή θερμοκρασία εξαλείφει την εσωτερική πίεση που προκαλείται από το σβήσιμο σε χαλύβδινα μέρη και χρησιμοποιείται συνήθως για εργαλεία κοπής, εργαλεία μέτρησης, καλούπια, ρουλεμάν κύλισης και ανθρακοποιημένα μέρη.

Μέτρια θερμοκρασία σκλήρυνσης: Η σκλήρυνση μέσης θερμοκρασίας επιτρέπει στα χαλύβδινα μέρη να επιτυγχάνουν υψηλή ελαστικότητα, ορισμένη σκληρότητα και σκληρότητα και γενικά χρησιμοποιείται για διάφορους τύπους ελατηρίων, μήτρες θερμής σφράγισης και άλλα μέρη.

Σκλήρυνση υψηλής θερμοκρασίας: Η σκλήρυνση σε υψηλές θερμοκρασίες επιτρέπει στα χαλύβδινα μέρη να επιτυγχάνουν καλές ολοκληρωμένες μηχανικές ιδιότητες, δηλαδή υψηλή αντοχή, σκληρότητα και επαρκή σκληρότητα, εξαλείφοντας την εσωτερική καταπόνηση που προκαλείται από την απόσβεση.Χρησιμοποιείται κυρίως για σημαντικά δομικά μέρη που απαιτούν υψηλή αντοχή και σκληρότητα, όπως άξονες, στροφαλοφόροι άξονες, έκκεντρα, γρανάζια και μπιέλες.

5. Quenching&Tempering

Αναφέρεται στη διαδικασία σύνθετης θερμικής επεξεργασίας σβέσης και σκλήρυνσης εξαρτημάτων από χάλυβα ή χάλυβα.Ο χάλυβας που χρησιμοποιείται για την επεξεργασία σβέσης και σκλήρυνσης ονομάζεται σβησμένος και σκληρυμένος χάλυβας.Γενικά αναφέρεται σε δομικό χάλυβα μεσαίου άνθρακα και δομικό χάλυβα κραμάτων μεσαίου άνθρακα.

6. Χημική θερμική επεξεργασία

Μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας κατά την οποία ένα τεμάχιο εργασίας μετάλλου ή κράματος τοποθετείται σε ένα ενεργό μέσο σε μια ορισμένη θερμοκρασία για μόνωση, επιτρέποντας σε ένα ή περισσότερα στοιχεία να διεισδύσουν στην επιφάνειά του για να αλλάξουν τη χημική του σύνθεση, δομή και απόδοση.Ο σκοπός της χημικής θερμικής επεξεργασίας είναι κυρίως η βελτίωση της επιφανειακής σκληρότητας, της αντοχής στη φθορά, της αντοχής στη διάβρωση, της αντοχής σε κόπωση και της αντοχής στην οξείδωση των χαλύβδινων εξαρτημάτων.Οι κοινές διεργασίες χημικής θερμικής επεξεργασίας περιλαμβάνουν την ενανθράκωση, τη νιτρίωση, την ενανθρακοποίηση κ.λπ.

Ενανθράκωση: Για επίτευξη υψηλής σκληρότητας (HRC60-65) και αντοχή στη φθορά στην επιφάνεια, διατηρώντας παράλληλα υψηλή σκληρότητα στο κέντρο.Χρησιμοποιείται συνήθως για εξαρτήματα ανθεκτικά στη φθορά και κρούση, όπως τροχοί, γρανάζια, άξονες, πείροι εμβόλου κ.λπ.

Εναζώτωση: Βελτίωση της σκληρότητας, της αντοχής στη φθορά και της αντοχής στη διάβρωση του επιφανειακού στρώματος των χαλύβδινων εξαρτημάτων, που χρησιμοποιούνται συνήθως σε σημαντικά μέρη όπως μπουλόνια, παξιμάδια και πείρους.

Carbonitriding: βελτιώνει τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά του επιφανειακού στρώματος των χαλύβδινων εξαρτημάτων, κατάλληλο για χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα, χάλυβα μέσης περιεκτικότητας σε άνθρακα ή εξαρτήματα από κράμα χάλυβα και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για εργαλεία κοπής χάλυβα υψηλής ταχύτητας.

7. Επεξεργασία στερεού διαλύματος

Αναφέρεται στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας της θέρμανσης ενός κράματος σε μια μονοφασική ζώνη υψηλής θερμοκρασίας και της διατήρησης μιας σταθερής θερμοκρασίας, επιτρέποντας στην περίσσεια της φάσης να διαλυθεί πλήρως στο στερεό διάλυμα και στη συνέχεια να κρυώσει γρήγορα για να ληφθεί ένα υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα.Ο σκοπός της επεξεργασίας διαλύματος είναι κυρίως η βελτίωση της πλαστικότητας και της σκληρότητας του χάλυβα και των κραμάτων και η προετοιμασία για επεξεργασία σκλήρυνσης με καθίζηση.

8. Σκληρυνση κατακρημνισης (ενίσχυση κατακρημνισης)

Μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας κατά την οποία ένα μέταλλο υφίσταται σκλήρυνση λόγω του διαχωρισμού των ατόμων διαλυμένης ουσίας σε ένα υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα και/ή της διασποράς των διαλυμένων σωματιδίων στη μήτρα.Εάν ο ανοξείδωτος χάλυβας ωστενιτικής καθίζησης υποβληθεί σε επεξεργασία σκλήρυνσης με καθίζηση στους 400-500 ℃ ή 700-800 ℃ μετά από επεξεργασία στερεού διαλύματος ή ψυχρή επεξεργασία, μπορεί να επιτύχει υψηλή αντοχή.

9. Επικαιρότητα θεραπείας

Αναφέρεται στη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας κατά την οποία τα κατεργαζόμενα τεμάχια κράματος υφίστανται επεξεργασία στερεού διαλύματος, ψυχρή πλαστική παραμόρφωση ή χύτευση και στη συνέχεια σφυρηλατούνται, τοποθετούνται σε υψηλότερη θερμοκρασία ή διατηρούνται σε θερμοκρασία δωματίου και οι ιδιότητες, το σχήμα και το μέγεθός τους αλλάζουν με την πάροδο του χρόνου.

Εάν υιοθετηθεί η διαδικασία επεξεργασίας γήρανσης για θέρμανση του τεμαχίου εργασίας σε υψηλότερη θερμοκρασία και διεξαγωγή επεξεργασίας γήρανσης για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, ονομάζεται επεξεργασία τεχνητής γήρανσης.Το φαινόμενο γήρανσης που εμφανίζεται όταν το τεμάχιο εργασίας αποθηκεύεται σε θερμοκρασία δωματίου ή σε φυσικές συνθήκες για μεγάλο χρονικό διάστημα ονομάζεται θεραπεία φυσικής γήρανσης.Ο σκοπός της θεραπείας γήρανσης είναι η εξάλειψη της εσωτερικής πίεσης στο τεμάχιο εργασίας, η σταθεροποίηση της δομής και του μεγέθους και η βελτίωση των μηχανικών ιδιοτήτων.

10. Σκληρυνσιμότητα

Αναφέρεται στα χαρακτηριστικά που καθορίζουν το βάθος σβέσης και την κατανομή της σκληρότητας του χάλυβα υπό καθορισμένες συνθήκες.Η καλή ή κακή σκληρυνσιμότητα του χάλυβα συχνά αντιπροσωπεύεται από το βάθος του σκληρυμένου στρώματος.Όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος του στρώματος σκλήρυνσης, τόσο καλύτερη είναι η σκληρυνσιμότητα του χάλυβα.Η σκληρυνσιμότητα του χάλυβα εξαρτάται κυρίως από τη χημική του σύσταση, ειδικά τα στοιχεία του κράματος και το μέγεθος κόκκων που αυξάνουν τη σκληρυνσιμότητα, τη θερμοκρασία θέρμανσης και τον χρόνο συγκράτησης.Ο χάλυβας με καλή σκληρυνσιμότητα μπορεί να επιτύχει ομοιόμορφες και σταθερές μηχανικές ιδιότητες σε ολόκληρο το τμήμα του χάλυβα και μπορούν να επιλεγούν σβηστικοί παράγοντες με χαμηλή τάση σβέσης για τη μείωση της παραμόρφωσης και της ρωγμής.

11. Κρίσιμη διάμετρος (κρίσιμη διάμετρος σβέσης)

Η κρίσιμη διάμετρος αναφέρεται στη μέγιστη διάμετρο ενός χάλυβα όταν όλος ο μαρτενσίτης ή η δομή μαρτενσίτη 50% λαμβάνεται στο κέντρο μετά την απόσβεση σε ένα συγκεκριμένο μέσο.Η κρίσιμη διάμετρος ορισμένων χάλυβα μπορεί γενικά να ληφθεί μέσω δοκιμών σκληρυνσιμότητας σε λάδι ή νερό.

12. Δευτερεύουσα σκλήρυνση

Ορισμένα κράματα σιδήρου-άνθρακα (όπως ο χάλυβας υψηλής ταχύτητας) απαιτούν πολλαπλούς κύκλους σκλήρυνσης για περαιτέρω αύξηση της σκληρότητάς τους.Αυτό το φαινόμενο σκλήρυνσης, γνωστό ως δευτερογενής σκλήρυνση, προκαλείται από την καθίζηση ειδικών καρβιδίων ή/και τη μετατροπή του ωστενίτη σε μαρτενσίτη ή μπαϊνίτη.

13. Μετριαστική ευθραυστότητα

Αναφέρεται στο φαινόμενο ευθραυστότητας του σβησμένου χάλυβα που σκληρύνεται σε συγκεκριμένα εύρη θερμοκρασίας ή ψύχεται αργά από τη θερμοκρασία σκλήρυνσης σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας.Η ευθραυστότητα της ιδιοσυγκρασίας μπορεί να χωριστεί στον πρώτο τύπο ευθραυστότητας της ιδιοσυγκρασίας και στον δεύτερο τύπο ευθραυστότητας της ιδιοσυγκρασίας.

Ο πρώτος τύπος ευθραυστότητας της ιδιοσυγκρασίας, γνωστός και ως μη αναστρέψιμη ευθραυστότητα ιδιοσυγκρασίας, εμφανίζεται κυρίως σε θερμοκρασία σκλήρυνσης 250-400 ℃.Αφού εξαφανιστεί η ευθραυστότητα μετά την αναθέρμανση, η ευθραυστότητα επαναλαμβάνεται σε αυτό το εύρος και δεν εμφανίζεται πλέον.

Ο δεύτερος τύπος ευθραυστότητας της ιδιοσυγκρασίας, επίσης γνωστός ως αναστρέψιμη ευθραυστότητα, εμφανίζεται σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από 400 έως 650 ℃.Όταν η ευθραυστότητα εξαφανιστεί μετά την αναθέρμανση, θα πρέπει να ψύχεται γρήγορα και να μην παραμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα ή να ψύχεται αργά στην περιοχή από 400 έως 650 ℃, διαφορετικά θα εμφανιστούν ξανά καταλυτικά φαινόμενα.

Η εμφάνιση ευθραυστότητας της ιδιοσυγκρασίας σχετίζεται με τα στοιχεία κράματος που περιέχονται στον χάλυβα, όπως το μαγγάνιο, το χρώμιο, το πυρίτιο και το νικέλιο, τα οποία τείνουν να αναπτύσσουν ευθραυστότητα, ενώ το μολυβδαίνιο και το βολφράμιο έχουν την τάση να αποδυναμώνουν την ευθραυστότητα της ιδιοσυγκρασίας.

Νέο μέταλλο Gapowerείναι επαγγελματίας προμηθευτής προϊόντων χάλυβα.Οι ποιότητες χάλυβα σωλήνων, πηνίων και ράβδων χάλυβα περιλαμβάνουν ST35 ST37 ST44 ST52 42CRMO4, S45C CK45 SAE4130 SAE4140 SCM440 κ.λπ. Καλώς ο πελάτης να ρωτήσει και να επισκεφθεί το εργοστάσιο.