Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Термичната обработка на метал е промяна във вътрешната структура (структура) на метал под влиянието на промяна на температурните условия и, като резултат, на необходимите механични и физични свойства на метала. Огромна част от топлинната обработка се извършва при критични температури, при които се осъществява структурна трансформация в сплавите.

Следователно термичната обработка на метала се свежда до три последователни операции и видове:

  • нагряване на метала при определена скорост до предварително определена температура;
  • задържане на метал за известно време при тази температура;
  • охлаждане при определена скорост на процеса.

Зависи от това как е необходимо да се променят свойствата на даден стоманен продукт и да се прилагат различни видове топлинна обработка, които се различават по максимална температура на отопление, време на задържане и скорост на охлаждане. В машиностроенето топлинната обработка е открила най-широкото приложение.

Термична обработка на метал, сплав, стомана

Всички свойства на всяка сплав зависят от нейната структура. Основният начин, който ви позволява да промените тази структура, е топлинната обработка. Неговите основи са разработени от Д.К. Чернов, а по-късно неговите творби са подкрепени от Бочвар А.А., Курдюмова Г.В., Гуляева А.П.

Термичната обработка на метал и сплав е поредица от операции като нагряване, задържане и охлаждане, които се извършват в определена последователност и под определен режим, за да се промени вътрешната структура на сплавта и да се получат желаните свойства, докато химичният състав на метала не се променя.

Каква е топлинната обработка на метал и сплав?

  • При отгряване
  • закалка
  • оставям
  • нормализиране

Шега. Това нагрява метала до висока температура и след това се получава бавно охлаждане. Отгряването може да бъде от различен тип - всичко зависи от температурата на нагряване и скоростта на охлаждане.

Закаляване. Термична обработка на стомана, сплави, метал, която се основава на рекристализация на стомана при нагряване над критичната температура. След задържане на стоманата при тази температура следва много бързо охлаждане. Такава стомана е неравновесна структура и следователно, след охлаждане, следва - закаляване.

Ваканция . Извършва се след закаляване, за да се намали или премахне остатъчното напрежение в стоманата и сплавите, да се увеличи вискозитета, да се намали твърдостта и крехкостта на метала.

Нормализиране. Тя е подобна на отгряване, единствената разлика е, че металът се нормализира във въздуха и се отгрява в пещта.

Отоплителна заготовка

Тази операция е много отговорна. От правилното му поведение зависи, първо, от качеството на продукта, и второ - от производителността на труда. Необходимо е да се знае, че при нагряване металът променя структурата, свойствата и всички характеристики на повърхностния слой. Тъй като взаимодействието на стомана или сплав с въздуха окислява желязото и мащабните форми на повърхността. Дебелината на скалата зависи от химическия състав на метала, температурата и времето на нагряване.

Стомана започва да окислява енергично, когато се загрява до повече от 900 градуса, след това окисляването удвоява - при нагряване до 1000 градуса С и при температура от 1200 градуса С - 5 пъти.

Какво е окисляването на различни стомани?

Хром-никелова стомана - тя се нарича топлоустойчива, защото практически не е податлива на окисление.

Легирана стомана - образува плътна, но тънка скала, която предпазва от по-нататъшно окисление и не позволява напукване по време на коване.

Въглеродна стомана - губи около 2–4 mm въглерод от повърхността при нагряване. Това е много лошо за един метал, тъй като губи своята якост, твърдост и стомана се влошава при закаляването. И особено обезводняването е много вредно за коване на малки части, последвано от охлаждане. За да се избегнат пукнатини на високолегирана и високо въглеродна стомана, те трябва да се загреят бавно.

Обърнете се към диаграмата "желязо-въглерод", където температурата се определя за началото и края на коване. Това трябва да се направи така, че металът, когато се нагрява, не придобива груба структура и не намалява пластичността му.

Но прегряването на детайла може да се коригира чрез топлинна обработка, но това изисква допълнителна енергия и време. Ако металът се нагрее до още по-висока температура, това ще доведе до прегаряне, което ще достигне точката, че връзката между зърната се разбива в метала и се разрушава напълно по време на коване.

прегаряне

Това е най -непоправимият брак . При нагряване на метал или сплав не забравяйте да следите температурата, времето и края на отоплението. Шлаката се увеличава, ако времето за нагряване е по-дълго и с бързо или интензивно нагряване, могат да се появят пукнатини.

Изгарянето на сплавта се дължи на дифузията на кислорода в границите на зърната, където веднага се образуват оксиди, които разделят зърното при високата температура на сплавта и същевременно рязко пада. И пластичност в този момент стига до нула. Този брак веднага се изпраща на топилната пещ.

Какво е термична обработка на метали и сплави

Термичната обработка се разделя на:

  • термичен;
  • топломеханична;
  • химическа топлина

Термичната обработка включва основните видове - отгряване на 1-ви вид, отгряване на 2-ри вид, втвърдяване и закаляване. Нормализацията не се прилага за всички видове стомана, всичко зависи от степента на допинг.

При всички видове топлинна обработка различната температура на нагряване, продължителността на експозиция при тази температура и скоростта на охлаждане след излагане.

Първият вид отгряване е дифузионно отгряване, отгряване за облекчаване на стреса.

Вторият вид отгряване се разделя на непълна, пълна, изотермична отгряване, сфероидизиране, нормализация.

Втвърдяването се използва, за да направи продуктите твърди, издръжливи и износоустойчиви .

Химическа топлинна обработка

Това е такава термична обработка на стомана, която се комбинира с насищането на повърхността на продукта - въглерод, азот, алуминий, силиций, хром и др., Които образуват твърди разтвори на заместване с желязо. Те са по-трайни и енергоемки, отколкото стоманата, наситена с желязо и въглерод, образувайки твърди импрегниращи разтвори с желязо.

Химико - термичната обработка при създаване на повърхност на продуктите с благоприятни остатъчни натискови напрежения увеличава издръжливостта и надеждността на продукта. Повишава устойчивостта на корозия, твърдостта .

Това третиране е предназначено да промени състава на стоманата в определен слой. Тези методи включват:

  • циментация - с този метод горният слой от стомана се обогатява с въглерод. В същото време се получават продукти с комбинирани свойства - меко ядро и твърд повърхностен слой;
  • Азотирането е обогатяване на повърхностния слой с азот, така че корозионната устойчивост и умората на продукта се увеличават;
  • boronation е насищане на повърхностните слоеве на стомана с бор, с този метод, продуктът увеличава износоустойчивостта, особено при триене и сухо изплъзване. Освен това, при пробиване, изключва се възможността за задържане или заваряване на части в студено състояние. Детайли след боризация са направени много устойчиви на киселини и основи;
  • Алуминизацията е насищане на стомана с алуминий. Това се прави, за да се даде устойчивост на стомана на агресивни газове - сярен анхидрид, сероводород;
  • хромиране - насищане на хромовия повърхностен слой от стомана. Хромирането на нисковъглеродни стомани почти не влияе върху техните якостни характеристики. Хромирането на стомана с по-високо съдържание на хром се нарича твърдо хромово покритие, тъй като на повърхността на частите, която има:
    • висока твърдост
    • устойчивост на мащабиране
    • устойчивост на корозия
    • повишена износоустойчивост

Криогенно лечение

Това е втвърдяваща топлинна обработка на метали и сплави при криогенни, много ниски температури - под -153 градуса С. Преди това тази топлинна обработка се наричаше "студена обработка" или "топлинна обработка на метал при температура под нулата." Но тези имена не отразяват напълно цялата същност на криогенната обработка.

Неговата същност е следната: детайлите се поставят в криогенен процесор, където се охлаждат бавно, след което частите се държат при температура от -196 градуса С за определено време. След това постепенно отново се връщат до стайна температура. Когато този процес продължи, в метала се появяват структурни промени. Поради това, повишената износоустойчивост, циклична якост, корозия и устойчивост на ерозия.

Основните свойства, получени по време на обработката като студено охлаждане, се запазват за целия експлоатационен живот на детайла и следователно не изискват повторна обработка.

Разбира се, криогенната технология няма да замени методите на термично закаляване, а при студена обработка ще даде на материала нови свойства.

Инструментите, обработени с ултра ниски температури, позволяват на предприятията да намалят разходите, защото:

  • увеличава се износоустойчивостта на инструменти, части и механизми;
  • намали броя на браковете;
  • Намалени са разходите за ремонт и подмяна на технологично оборудване и инструменти.

Именно съветските учени позволиха напълно да оценят ефекта от студената обработка върху метал и сплав и положиха основите за използването на този метод.

По това време методът на криогенна обработка на продуктите се използва широко във всички индустрии.

Машиностроене и металообработване:

  • увеличава живота на оборудването и инструментите до 300%;
  • повишава износоустойчивостта на материала;
  • увеличава цикличната сила;
  • повишава устойчивостта на корозия и ерозия;
  • премахва остатъчното напрежение.

Специално оборудване и транспорт:

  • увеличава живота на спирачните дискове с 250%;
  • увеличава ефективността на спирачната система;
  • увеличава цикличната якост на пружините на окачване и други еластични елементи с 125%;
  • увеличава ресурса и мощността на двигателя;
  • намалява разходите за експлоатация на превозните средства.

Отбранителна индустрия:

  • увеличава жизнеспособността на стволовете до 200%;
  • намалява ефекта от барелевата топлина върху резултатите от изпичането;
  • увеличава ресурсните възли и механизми.

Минна и преработваща промишленост:

  • повишава устойчивостта на инструментите за рязане на скали до 200%;
  • намалява абразивното износване на възли и механизми;
  • повишава устойчивостта на корозия и ерозия на оборудването;
  • увеличава ресурса на промишленото и минно оборудване.

Аудио и музикални инструменти:

  • намалява изкривяването на сигнала в проводниците;
  • подобрява музикалното представяне, яснотата и яснотата на звука;
  • разширява гамата от музикални инструменти.

Криогенната обработка се използва в почти всички индустрии, където е необходимо да се увеличи ресурсът, да се повиши якостта и износоустойчивостта, както и да се увеличи производителността.

За какво е топлинна обработка?

Надеждността и дълготрайността на металните конструкции, оборудването, тръбопроводите зависи от качеството на производствените компоненти, части, елементи от които те се състоят. По време на работа те се подлагат на статистически, динамични и циклични натоварвания и въздействие на агресивни среди. Те трябва да работят при ниски и високи температури и са в условия на бързо износване .

Ето защо работата на всички метални продукти зависи пряко от износоустойчивостта, якостта, термичната и корозионната устойчивост на елементите, от които те се състоят.

За да се подобрят всички тези характеристики, е необходимо да се избере подходящият материал за частите, да се подобри тяхната конструкция, да се елиминират неточностите при монтажа и да се подобрят методите за гореща и студена обработка.

Такива високи изисквания рядко се изпълняват от материали в състояние на доставка. Основната част от доставените конструктивни елементи изисква стабилизиране на експлоатационните свойства, така че да не се променят с времето. За да се подобрят механичните и физико-химичните свойства на металните материали, се използва термична обработка . Това е поредица от операции за отопление, задържане и охлаждане на метали и сплави.

Провежда се с цел да се промени структурата и свойствата на металите и сплавите в посочената посока. Термичната обработка се използва за промяна на структурата на фазовия състав и преразпределението на компонентите, размера и формата на кристалните зърна, видовете дефекти, техния брой и разпределение. И всичко това прави доста лесно да се получи желаното свойство на материала.

Не забравяйте да запомните, че свойствата на метала и сплавите зависят не само от не само структурата, но и от химическия състав, който се образува по време на металургичния и леярски процес.

Задачата на топлинната обработка е премахването на вътрешното напрежение в метала и сплавта, подобряването на механичните и експлоатационните свойства и др.

Термично обработена стомана, чугун, сплав на базата на цветни метали .

Трябва да знаете, че материалите със същия химичен състав при провеждане на различни режими на топлинна обработка, могат да получат няколко напълно различни структури, които ще имат напълно различни свойства. Чрез подобряване на механичните свойства чрез топлинна обработка могат да се използват сплави на по-прост състав. Допустими натоварвания, намаляване на масата на частите и механизмите, повишаване на тяхната надеждност и дълготрайност могат да се постигнат и с помощта на топлинна обработка.

С ниска цена на топлинна обработка, резултатът може да има огромно влияние върху сложността и разходите за работа на съседни производствени обекти. Много производители не извършват топлинна обработка на продуктите, като по този начин намаляват целия процес при производството на продуктите. Понякога това е оправдано, а понякога не.

Винаги е необходимо не само да се обмисли цялостно целия процес на обемна и локална топлинна обработка, но и да се спазват стриктно техните режими, за да се постигнат оптимални структури и високо ниво на физични, механични и експлоатационни свойства в продуктите, за да се гарантира тяхната надеждна и дългосрочна работа.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория:

Металообработване