Varmebehandling af legeringer. varmebehandlinger

Varmebehandling af legeringer er en integreret del af fremstillingsprocessen jernholdige og ikke-jernholdige metallurgi. Som et resultat af denne procedure, er metallerne stand til at ændre deres egenskaber til de ønskede værdier. I denne artikel vil vi se på de vigtigste former for varmebehandling, der anvendes i moderne industri.

RESUMÉ varmebehandling

Under fremstilling halvfabrikata metaldele er varmebehandlet for at bibringe ønskede egenskaber (styrke, korrosionsbestandighed og slidstyrke, og så videre. D.). Varmebehandling af legeringer - et sæt af kunstige processer, hvorunder i legeringerne ved høje temperaturer der er strukturelle og fysisk-mekaniske ændringer, men bevarede den kemiske sammensætning af stoffet.

Formål med varmebehandling

Metalprodukter, der bruges hver dag i alle områder af økonomien, skal opfylde høje standarder for modstandsdygtighed over for slid. Metal, som råmateriale, skal styrkes relevante funktionsegenskaber, der kan opnås ved udsættelse for høje temperaturer. Varmebehandling af legeringer, de høje temperaturer ændre strukturen af det oprindelige stof, omfordeler dens komponenter, omdanner størrelsen og formen af krystallerne. Alt dette fører til minimering af indre spænding af metallet og dermed forbedrer dets fysiske og mekaniske egenskaber.

Typer af termisk behandling

Varmebehandling er reduceret til metallegeringer uhøjtidelige tre processer: opvarmning råvarer (halvfabrikata) før den ønskede temperatur, at holde det under forudbestemte betingelser og den nødvendige tid hurtig afkøling. I dagens produktion anvender flere typer af varmebehandling, der er forskellige i nogle teknologiske funktioner, men processen algoritmen generelt forbliver den samme overalt.

Ved metoden til varmebehandling af kommissionen er af følgende typer:

• Varme (hærdning, hærdning, annealing, ældning, kryogen forarbejdning).
• Termo-mekanisk behandling omfatter høje temperaturer kombineret med mekanisk virkning på legeringen.
• Kemisk varme betyder varmebehandlingen af metaloverfladen efterfulgt af en berigelse af produktets kemiske elementer (carbon, nitrogen, chrom, etc.).

annealing

Annealing - fremstillingsproces, ved hvilken metaller og legeringer underkastes opvarmning til en forudbestemt temperatur, og derefter ovnen, hvor proceduren er meget langsom afkøling naturligt. Efter annealing formår at eliminere inhomogenitet kemiske sammensætning af stof, fjernelse af indre spændinger, for at opnå kornstrukturen og forbedre det som sådan, men også reducere legeringens hårdhed for at lette den yderligere behandling. Der er to typer af annealing: annealle en første og anden art.

Annealing af første art indebærer varmebehandling, hvilket resulterer i ændring af fase tilstand af legeringen er ubetydelige eller ikke-eksisterende. Det har også sine sorter: homogeniseret - annealingstemperatur på 1100-1200, i sådanne situationer legeringer ældet i 8-15 timer, omkrystallisation (hvis t 100-200) anvendes til annealing stål nittet, dvs. allerede deformeres koldt.

den anden art af en vittighed fører til en betydelig faseændring legering. Han har også flere varianter:

• Fuld udglødning - opvarmning af legeringen til over den kritiske temperatur på 30-50 markører, som er karakteristiske for dette stof og med nævnte afkølingshastighed (200 / time - kulstofstål, 100 / h og 50 / h - lavtlegeret og højt legeret stål, henholdsvis).
• Del - opvarmning til et kritisk punkt og langsom afkøling.
• Diffusion - annealing temperatur på 1100-1200.
• Thermo - opvarmning er den samme som med fuld annealing men derefter hurtig afkøling udføres til en temperatur lidt under det kritiske og lades afkøle i luft.
• Normaliseret - fuld udglødning efterfulgt af afkøling af metallet til luften, snarere end i en ovn.

hærdning

Hærdning - en manipulation af legeringen, hvis mål er at opnå en martensitisk transformation metal, hvilket giver en reduktion i duktilitet produkter og øge dens styrke. Temperering samt udglødning omfatter opvarmning af metal i ovnen over den kritiske temperatur til bratkølingstemperaturen forskellen større afkølingshastigheden som finder sted i et væskebad. Afhængigt af metal og endda forme det bruges forskellige typer hærdning:

• Hærdning i det samme miljø, dvs. i et bad af flydende (vand - for store dele, olie - til små dele).
• Intermitterende hærdning - afkøling passerer to successive trin: først i væsken (mere skarp køler) til en temperatur på ca. 300, derefter i luft eller i en anden bad af olie.
• Trinnet - produktet for at opnå hærdningstemperaturen, afkøles i et tidsrum i det smeltede salt, efterfulgt af afkøling i luft.
• Thermo - teknologi er meget lig den trin-quenching, afviger kun i holdetid på produktet ved en temperatur på martensitisk transformation.
• Bratkøling og selv-hærdning adskiller sig fra andre arter ved, at den opvarmede metal ikke er fuldstændigt afkølet, forlader midt i de varme dele af jord. Som følge af manipulering af produktet finder på egenskaberne af forøget styrke på overfladen og i midten af høj viskositet. Denne kombination er uundværlig for slagtøjsinstrumenter (hamre, mejsler, etc.).

ferie

Ferie - den afsluttende fase af termisk behandling af legeringer, der definerer den endelige metalstruktur. Det vigtigste formål med temperering er at reducere skørhed af metallet produkt. Princippet består i at opvarme delene til en temperatur under den kritiske afkøling. Da betingelserne varmebehandling og hastigheden af køling af metalprodukter til forskellige formål kan afvige, så er der tre former for ferie:

• Høj - opvarmning temperatur på 350-600 til en værdi under den kritiske værdi. Denne procedure er oftest bruges til metalkonstruktioner.
• Middle - varmebehandling ved t 350-500, almindeligt kendt for foråret produkter og fjedre.
• Lav - opvarme produktet temperatur på højst 250 gør det muligt at opnå en høj styrke og sliddele.

aldrende

Aldring - en varmebehandling af legeringer, årsag henfaldsprocesser overmættet metal efter bratkøling. Resultatet er forøgelsen af aldrende hårdhedsområde, styrken og holdbarheden af det færdige produkt. Aldring påvirker ikke kun jern, men også ikke-jernholdige metaller, herunder let deformerbare aluminiumlegeringer. Hvis metallet produkt hærdede henstå ved normal temperatur, der er processer, som fører til en spontan stigning i styrke og en formindskelse i sejhed. Dette kaldes naturlige aldring metal. Hvis den samme manipulation udført under forhold med høj temperatur, vil det blive kaldt kunstig ældning.

kryogen behandling

Ændringer i strukturen af legeringer, og derfor deres egenskaber kan opnås ikke kun høj, men også ekstremt lave temperaturer. Varmebehandling af legeringer ved t under nul kaldes kryogen. Denne teknologi er almindeligt anvendt i forskellige sektorer af økonomien som et supplement til opvarmning behandlinger med høje temperaturer, fordi det giver mulighed for at reducere omkostningerne ved processer af termisk hærdning produkter.

Kryogenbehandlingen af legeringer udføres ved t -196 særlige kryogen processor. Denne teknologi gør det muligt at øge levetiden af de behandlede dele og antikorrosionsegenskaber, samt fjerner behovet for gentagne behandlinger.

termomekanisk behandling

Den nye metode til behandling af legeringer kombinerer forarbejdning af metaller ved høje temperaturer med mekanisk deformation af artiklerne i plastisk tilstand. Termomekanisk behandling (TMT) en fremgangsmåde til at begå kan være af tre typer:

• Lav temperatur termomekanisk behandling består af to faser: den plastiske deformation efterfulgt af standsning og anløbning delen. Den væsentligste forskel fra andre arter TMO - opvarmningstemperaturen til den austenitiske tilstand af legeringen.
• High TMO indebærer opvarmning af legeringen til en martensitisk tilstand i kombination med plastisk deformation.
• Pre - deformation udført ved t 20 efterfulgt af bratkøling og anløbning af metallet.

Kemisk varmebehandling

Ændre strukturen og egenskaberne af de legeringer og måske ved hjælp af kemisk-termisk behandling, som kombinerer termiske og kemiske indvirkninger på metaller. Det endelige mål med denne procedure, ud over at bibringe forøget styrke, hårdhed, slidstyrke og give et produkt detaljer syreresistens og brandsikkerhed. Denne gruppe omfatter følgende typer varmebehandling:

• Cementering udføres for at bibringe yderligere styrke emneoverflade. Essensen af denne procedure er at mætte carbon metal. Cementering kan udføres på to måder: faste og gas carburizing. I det første tilfælde det forarbejdede materiale sammen med kul og aktivatoren er anbragt i en ovn og opvarmes til en bestemt temperatur, efterfulgt af ældning på mellemlang og afkøling. I tilfælde af carboniserende gas opvarmes i en ovn til 900 under en kontinuerlig stråle af kulstofholdige gas.
• Nitrering - en kemisk-termisk behandling af metalprodukter ved mætning af overfladen i en nitrogenatmosfære. Resultatet af denne procedure er at øge styrken limit elementer og øge dens korrosionsbestandighed.
• Cyanidbehandlingen - mætning metal både nitrogen og carbon. Mediet kan være flydende (smeltet carbon- og nitrogenholdige salte), og gasformig.
• Diffusion metallisering er en moderne metode til opnåelse af varmeresistens metalgenstanden, syreresistens og holdbarhed. Overfladen af sådanne legeringer mættet med forskellige metaller (aluminium, chrom) og metalloider (silicium, bor).

Egenskaber af jern termisk behandling

Støberi jern legeringer varmebehandles ved en lidt anden teknologi end de ikke-jernholdige metaller og legeringer. Jern (grå, høj styrke, legeret) går gennem følgende varmebehandlinger: annealing (ved t 500-650), normaliserende, hærdning (fast, isotermisk, overflade), hærdning, nitridering (gråt støbejern) aluminisering (perlitisk støbejern), krom. Alle disse procedurer som følge af betydeligt forbedre egenskaberne af de endelige varer af jern: forøget levetid, eliminere risikoen for revnedannelse under anvendelse af produktet, øge styrken og varmebestandigheden af støbejern.

Varmebehandling af jernholdige legeringer

Ikke-jernholdige metaller og legeringer har fremragende egenskaber fra hinanden, så behandles af forskellige fremgangsmåder. Således er kobberlegeringer af kemisk sammensætning for tilpasning underkastet rekrystallisationsudglødning. For messing er tilvejebragt en lavtemperatur-annealing teknik (200-300), fordi denne legering er skråtstillet under et fugtigt miljø til spontan revnedannelse. Bronze og underkastet homogenisering annealing ved op til 550 t. Magnesium udglødet, hærdet og udsat for kunstig ældning (naturlig ældning forekommer ikke til den hærdede magnesium). Aluminium, samt magnesium, underkastes varmebehandling tre metoder: annealing, afkølende og aldring, hvorefter de deformerbare aluminiumslegeringer signifikant forøger dens styrke. Forarbejdning titanlegering omfatter: rekrystallisationsudglødning, quenching, aldring, nitrering og carburizing.

resumé

Varmebehandling af metaller og legeringer er en vigtig proces, både i sort og ikke-jernholdig metallurgi. Moderne teknologi har en række varmebehandling metoder til at opnå de ønskede egenskaber for hver type af forarbejdede legeringer. Hvert metal har sin egen karakteristiske kritiske temperatur, hvilket betyder, at varmebehandlingen skal foretages under hensyntagen til den strukturelle og fysisk-kemiske ejendommeligheder stof. I sidste ende, vil det ikke kun opnå de ønskede resultater, men også i høj grad at strømline fremstillingsprocesser.