Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Prelucrarea termică a metalului este o modificare a structurii interne a structurii unui metal sub influența schimbării condițiilor de temperatură și, prin urmare, obținerea proprietăților mecanice și fizice necesare ale metalului. O mare parte din tratamentul termic are loc la temperaturile critice la care se produce transformarea structurală în aliaje.

Prin urmare, tratarea termică a metalului este redusă la trei operații și tipuri consecutive:

  • încălzirea metalului la o anumită viteză până la o temperatură predeterminată;
  • ținând metalul pentru o anumită perioadă de timp la această temperatură;
  • răcire la o anumită viteză de proces.

Depinde de modul în care este necesar să se schimbe proprietățile unui anumit produs din oțel și să se aplice diferite tipuri de tratament termic, care diferă în ceea ce privește temperatura maximă de încălzire, timpul de menținere și viteza de răcire. În ingineria mecanică, tratamentul termic a găsit cea mai largă aplicație.

Tratamentul termic al metalului, aliatului, oțelului

Toate proprietățile oricărui aliaj depind de structura sa. Principalul mod care vă permite să schimbați această structură este tratamentul termic. Elementele sale de bază au fost dezvoltate de DK Chernov, iar ulterior lucrările sale au fost susținute de Bochvar A.A., Kurdyumova G.V., Gulyaeva A.P.

Tratamentul termic al metalului și aliajului este o secvență de operații, cum ar fi încălzirea, menținerea și răcirea, care se realizează într-o anumită secvență și într-un anumit mod, pentru a schimba structura internă a aliajului și a obține proprietățile dorite, în timp ce compoziția chimică a metalului nu se schimbă.

Care este tratamentul termic al metalului și aliajului?

  • În recoacere
  • întărire
  • părăsi
  • normalizare

Glumă. Aceasta este încălzirea metalului la o temperatură ridicată, iar apoi se produce o răcire lentă. Reacția poate fi de diferite tipuri - totul depinde de temperatura de încălzire și de viteza de răcire.

Calirea. Tratamentul termic al oțelului, aliajelor metalice, care se bazează pe recristalizarea oțelului când este încălzit peste temperatura critică. După ce țineți oțelul la această temperatură, urmează o răcire foarte rapidă. Astfel de oțel este o structură neechilibrată și prin urmare, după stingere, urmează - temperare.

Vacanță . Se efectuează după răcire, pentru a reduce sau elimina tensiunea reziduală din oțel și aliaje, pentru a crește vâscozitatea, pentru a reduce duritatea și fragilitatea metalului.

Normalizare. Este similar cu recoacerea, singura diferență fiind aceea că metalul este normalizat în aer și recoace într-un cuptor.

Sticlă de încălzire

Această operațiune este foarte responsabilă. Din comportamentul propriu depinde, în primul rând, calitatea produsului și, în al doilea rând, productivitatea muncii. Este necesar să se știe că în timpul încălzirii metalul modifică structura, proprietățile și toate caracteristicile stratului de suprafață. Deoarece interacțiunea oțelului sau a aliajului cu aerul oxidează fier și forme de scară la suprafață. Grosimea scalei depinde de compoziția chimică a metalului, de temperatura și de timpul de încălzire.

Otelul incepe sa se oxideze energic atunci cand este incalzit la mai mult de 900 de grade, apoi oxidabilitatea se dubleaza - cand este incalzita la 1000 grade C si la o temperatura de 1200 de grade C - de 5 ori.

Care este oxidarea otelurilor diferite?

Oțelul crom-nichel - se numește rezistent la căldură deoarece practic nu este susceptibil la oxidare.

Oțelul aliat - formează un strat dens, dar subțire, care protejează împotriva oxidării ulterioare și nu permite fisurarea în timpul forjării.

Oțel carbon - pierde aproximativ 2 - 4 mm de carbon din suprafață atunci când este încălzit. Acest lucru este foarte rău pentru un metal, deoarece își pierde rezistența, duritatea și oțelul se deteriorează în temperare. Și în special decarburizarea este foarte dăunătoare pentru forjarea pieselor mici, urmată de călire. Pentru a evita crăpăturile de pe oțelul înalt aliat și cu conținut ridicat de carbon, acestea trebuie încălzite încet.

Asigurați-vă că faceți referire la diagrama "fier-carbon", unde temperatura este determinată pentru începutul și sfârșitul forjării. Acest lucru ar trebui făcut astfel încât metalul, atunci când este încălzit, să nu dobândească o structură cu granulație grosieră și să nu-și micșoreze plasticitatea.

Dar supraîncălzirea piesei poate fi corectată prin tratament termic, dar aceasta necesită energie și timp suplimentar. În cazul în care metalul este încălzit la o temperatură chiar mai mare, aceasta va duce la arsură, care va ajunge la punctul în care legătura dintre granule este rupt în metal și este distrusă complet în timpul forjării.

Burnout

Aceasta este căsnicia cea mai incorrigibilă . Când încălziți un metal sau un aliaj, asigurați-vă că monitorizați temperatura, timpul și sfârșitul încălzirii. Zgomotul crește atunci când timpul de încălzire este prelungit și, cu încălzire rapidă sau intensă, pot apărea fisuri.

Arderea aliajului are loc datorită difuziei oxigenului la limitele granulelor, unde se formează imediat oxizi, care împart boabele la temperatura ridicată a aliajului și, în același timp, puterea scade brusc. Și plasticitatea în acest moment ajunge la zero. Această căsătorie este trimisă imediat la topitoriu.

Care este tratamentul termic al metalelor și aliajelor

Tratamentul termic este împărțit în:

  • termică;
  • termomecanic;
  • căldura chimică

Tratamentul termic include principalele tipuri - recoacerea de tipul 1, recoacerea celui de-al doilea tip, întărirea și temperarea. Normalizarea nu se aplică tuturor tipurilor de oțel, totul depinde de gradul de dopaj al acestuia.

În toate tipurile de tratare termică diferite temperaturi de încălzire, durata expunerii la această temperatură și rata de răcire după expunere.

Primul tip de recoacere este o recoacere prin difuzie, recoacere pentru ameliorarea stresului.

Cel de-al doilea tip de recoacere este împărțit în recoacere incompletă, completă, izotermă, sferoidizare, normalizare.

Încălzirea este utilizată pentru a face produsele greu, durabile și rezistente la uzură .

Tratamentul termic chimic

Acesta este un astfel de tratament termic al oțelului, care este combinat cu saturarea suprafeței produsului - carbon, azot, aluminiu, siliciu, crom etc., care formează soluții solide de substituție cu fier. Ele sunt mai durabile și mai energice decât oțelul saturat cu fier și carbon, formând soluții solide de impregnare cu fier.

Tratamentul chimic - termic atunci când se creează pe suprafața produselor presiuni reziduale favorabile la compresiune crește durabilitatea și fiabilitatea produsului. De asemenea, crește rezistența la coroziune, duritatea .

Acest tratament are rolul de a schimba compoziția oțelului într-un anumit strat. Aceste metode includ:

  • cimentare - prin această metodă, stratul superior al oțelului este îmbogățit cu carbon. În același timp, produsele cu proprietăți combinate se întind - un strat moale și un strat de suprafață ferm;
  • Nitrizarea este îmbogățirea stratului de suprafață cu azot, astfel încât rezistența la coroziune și rezistența la oboseală a produsului sunt crescute;
  • boronarea este saturarea straturilor de suprafață din oțel cu bor, prin această metodă produsul crește rezistența la uzură, în special la frecare și alunecare uscată. În plus, atunci când este plictisit, este exclusă capacitatea de a confisca sau suda piesele în stare rece. Detaliile după borizare sunt foarte rezistente la acid și alcaline;
  • Aluminizarea este saturarea oțelului cu aluminiu. Acest lucru se face pentru a conferi rezistență oțelului la gaze agresive - anhidridă sulfurică, hidrogen sulfurat;
  • cromare - saturația stratului de suprafață din crom din oțel. Placarea cu crom a oțelurilor cu conținut redus de carbon nu are aproape niciun efect asupra caracteristicilor lor de rezistență. Coatingul cu crom a oțelului cu un conținut mai mare de crom se numește dur cromare, deoarece se formează carbură de crom pe suprafața pieselor, care are:
    • duritate mare
    • rezistența la scalare
    • rezistența la coroziune
    • rezistența la uzură crescută

Tratamentul criogenic

Acesta este un tratament termic de întărire a metalului și a aliajelor la temperaturi criogenice, foarte scăzute - sub -153 grade Celsius. Anterior, acest tratament termic a fost numit "tratament la rece" sau "tratament termic al metalului la o temperatură sub zero". Dar aceste nume nu reflectau deloc întreaga esență a procesării criogenice.

Esența sa este după cum urmează: piesele de prelucrat sunt plasate într-un procesor criogenic, unde sunt răciți încet, iar piesele sunt păstrate pentru o anumită perioadă de timp la o temperatură de -196 grade Celsius. Apoi se revin treptat la temperatura camerei din nou. Când acest proces continuă, schimbările structurale apar în metal. Datorită acestui fapt, a crescut rezistența la uzură, rezistența ciclică, rezistența la coroziune și eroziune.

Proprietățile de bază obținute în timpul procesării ca răcire la rece sunt păstrate pentru întreaga durată de viață a piesei de prelucrat și, prin urmare, nu necesită reprocesare.

Desigur, tehnologia criogenică nu va înlocui metodele de întărire termică și în timpul tratării la rece va da proprietăți noi materiale.

Uneltele tratate cu temperaturi extrem de scăzute permit întreprinderilor să reducă costurile deoarece:

  • rezistența la uzură a sculelor, a pieselor și a mecanismelor crește;
  • a redus numărul de căsătorii;
  • Costuri reduse pentru repararea și înlocuirea echipamentelor și instrumentelor tehnologice.

Oamenii de știință sovietici au permis să aprecieze pe deplin efectul tratării la rece a metalului și aliajului și au pus temelia utilizării acestei metode.

În acest moment, metoda de prelucrare criogenică a produselor este utilizată pe scară largă în toate industriile.

Mecanica si prelucrarea metalelor:

  • sporește durata de viață a echipamentelor și a uneltelor de până la 300%;
  • crește rezistența la uzură a materialului;
  • crește rezistența ciclică;
  • crește rezistența la coroziune și eroziune;
  • elimină stresul rezidual.

Echipament special și transport:

  • crește durata de viață a discului de frână cu 250%;
  • sporește eficiența sistemului de frânare;
  • crește rezistența ciclică a arcurilor de suspensie și a altor elemente elastice cu 125%;
  • crește puterea resurselor și a motorului;
  • reduce costul de operare a vehiculelor.

Industria de apărare:

  • crește supraviețuirea trunchiurilor până la 200%;
  • reduce efectul caldurii barilului asupra rezultatelor de ardere;
  • crește nodurile și mecanismele de resurse.

Industria extractivă:

  • crește rezistența instrumentelor de tăiat rock până la 200%;
  • reduce uzura abrazivă a ansamblurilor și mecanismelor;
  • crește rezistența la coroziune și eroziune a echipamentului;
  • crește resursele echipamentelor industriale și miniere.

Instrumente audio și muzicale:

  • reduce distorsiunea semnalului în conductori;
  • îmbunătățește performanța muzicală, claritatea și claritatea sunetului;
  • extinde gama de instrumente muzicale.

Tratamentul criogenic este utilizat în aproape toate sectoarele industriale unde este necesar să crească resursele, să crească rezistența și rezistența la uzură, precum și să crească productivitatea.

Pentru ce este tratamentul termic?

Fiabilitatea și durabilitatea structurilor metalice, a echipamentelor, a conductelor depinde de calitatea componentelor de fabricație, a pieselor și a elementelor din care fac parte. În timpul funcționării, ele sunt supuse unor sarcini statistice, dinamice și ciclice și influența mediilor agresive. Ei trebuie să lucreze la temperaturi joase și înalte și sunt în condiții de uzură rapidă .

Prin urmare, funcționarea oricăror produse metalice depinde în mod direct de rezistența la uzură, de rezistența, rezistența termică și de coroziune a elementelor din care ele sunt constituite.

Pentru a îmbunătăți toate aceste caracteristici, este necesar să alegeți materialul potrivit pentru piese, să vă îmbunătățiți designul, să eliminați inexactitățile de asamblare și să îmbunătățiți metodele de procesare la cald și la rece.

Astfel de cerințe înalte sunt rar întâlnite de materialele aflate în stare de livrare. Partea principală a elementelor structurale livrate necesită stabilizarea proprietăților operaționale astfel încât acestea să nu se schimbe în timp. Și pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice și fizico-chimice ale materialelor metalice, este utilizat tratament termic . Aceasta este o secvență de operații pentru încălzirea, menținerea și răcirea metalelor și a aliajelor.

Se efectuează pentru a schimba structura și proprietățile metalelor și aliajelor în direcția care a fost dată. Tratamentul termic este folosit pentru a schimba structura compoziției fazelor și redistribuirea componentelor, mărimea și forma granulelor cristaline, tipurile de defecte, numărul și distribuția acestora. Și toate acestea fac foarte ușor obținerea proprietății dorite a materialului.

Asigurați-vă că nu uitați că proprietățile metalului și aliajelor depind nu numai numai de structura, ci și de compoziția chimică care se formează în timpul procesului metalurgic și de turnătorie.

Sarcina tratamentului termic este eliminarea stresului intern în metal și aliaj, îmbunătățirea proprietăților mecanice și operaționale și multe altele.

Oțel tratat termic , fontă, un aliaj pe bază de metale neferoase .

Trebuie să știți că materialele cu aceeași compoziție chimică atunci când efectuează diferite moduri de tratament termic, puteți obține mai multe structuri complet diferite care vor avea proprietăți complet diferite. Prin îmbunătățirea proprietăților mecanice prin tratament termic, se pot folosi aliaje cu o compoziție mai simplă. Stresurile admise, reducând masa pieselor și a mecanismelor, sporind fiabilitatea și durabilitatea acestora, pot fi obținute și cu ajutorul tratamentului termic.

Cu un cost redus al tratamentului termic, rezultatul poate avea un impact imens asupra complexității și costului muncii pe amplasamentele de producție adiacente. Mulți producători nu efectuează tratament termic al produselor, reducând astfel întregul proces în fabricarea produselor. Uneori acest lucru este justificat și, uneori, nu este.

Este întotdeauna necesar să se gândească bine întregul proces de tratare termică volumetrică și locală, dar și să se respecte cu strictețe modurile lor pentru a se obține structuri optime și un înalt nivel de proprietăți fizice, mecanice și operaționale în produse pentru a se asigura o muncă fiabilă și pe termen lung.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie:

Prelucrarea metalelor