Naglađivanje čelika kao vrste toplinske obrade. Tehnologija metala

Stvaranje i upravljanje novim materijalimasvojstva je umjetnost metalne tehnologije. Jedan od njegovih alata je toplinska obrada. Ti procesi omogućuju vam da promijenite karakteristike i sukladno tome, opseg uporabe legura. Zagađenje čelika je široko rasprostranjena opcija za uklanjanje nedostataka u proizvodnji, povećavajući njihovu snagu i pouzdanost.

Zadaci procesa i njegovih varijanti

Radovi žarenja se izvode kako bi se:

optimiranje intrakristalne strukture, naručivanje elemenata za legiranje;
minimiziranje unutarnjih distorzija i naprezanja uslijed brzih tehnoloških promjena temperature;
Povećanje sukladnosti predmeta s naknadnom obradom.

Klasična operacija naziva se "kompletno žarenje,No postoji nekoliko svojih varijacija, ovisno o željenim svojstvima i karakteristikama zadataka: nepotpuna, niska difuzija (homogenizacija), izoterma, prekristalizacija, normalizaciju. Svi su načelno slični, ali načina toplinske obrade čelika značajno se razlikuju.

Termička obrada na temelju dijagrama

Sve transformacije u industriji željeza i čelika, kojetemelji se na igri temperatura, jasno odgovaraju dijagramu željezo-ugljik legure. To je vizualna pomoć za određivanje mikrostrukture ugljičnih čelika ili bacača, kao i transformacijskih točaka struktura i njihovih svojstava pod utjecajem grijanja ili hlađenja.

Metodom tehnologije regulira ovaj rasporedsve vrste ugljičnog čelika. Za nepotpune, niske i za rekristalizaciju, "početne" temperaturne vrijednosti su PSK linija, odnosno njezina kritična točka Ac₁, Potpuno žarenje i normalizacija čelika termički su orijentirani na liniju GSE dijagrama, njezine kritične točke su Ac₃ i As_m, Dijagram također jasno utvrđuje povezanost specifične metode toplinske obrade s vrstom materijala na sadržaj ugljika i odgovarajuću mogućnost njegove primjene za određenu leguru.

Puno žarenje

Predmeti: odljevci i otkivci hipoutektoidne slitine, dok sastav čelika mora puniti ugljik u količini do 0,8%.

cilj:

maksimalnu promjenu u mikrostrukturi dobivenoj lijevanjem i vrućim tlakom, čime se heterogeni krupnozrnati feritno-perlitni sastav dovodi u homogenu sitnozrnatu;
smanjenje tvrdoće i povećanje usklađenosti za naknadnu obradu rezanjem.

Tehnologija. Temperatura žarenja je 30-50 ° C iznad kritične točke Ac₃, Nakon dostizanja specificirane toplinenjihova se obilježja zadržavaju na toj razini već neko vrijeme, čime se dovršavaju sve potrebne transformacije. Velika perlitna i feritna zrna su potpuno transformirana u austenit. Sljedeća faza je sporo hlađenje zajedno s peći, tijekom koje se iz austenita ponovno ekstrahiraju ferit i perlit, koji imaju fino zrno i homogenu strukturu.

Puno čelično žarenje omogućuje uklanjanje najsloženijih unutarnjih defekata, međutim, vrlo je dugo i energetski intenzivno.

Nepotpuno žarenje

Objekti: hipoutektoidni čelici koji nemaju ozbiljnu unutarnju heterogenost.

Namjena: brušenje i omekšavanje bisernog zrna, bez promjene feritne baze.

Tehnologija. Zagrijavanje metala na temperature koje padaju između kritičnih točaka Ac₁ i As₃, Izlaganje praznina u pećnici na stabilnosvojstva pridonose dovršenju potrebnih procesa. Hlađenje se izvodi polagano, zajedno s pećnicom. Na izlazu se dobiva ista perlitno-feritna sitnozrna struktura. S takvim toplinskim učinkom perlit se pretvara u finozrno, dok ferit ostaje nepromijenjen kristaliničan, a može se mijenjati samo strukturalno, također brušenjem.

Nepotpuno žarenje čelika omogućuje uravnoteženje unutarnjeg stanja i svojstava jednostavnih objekata, manje je energetski intenzivno.

Nisko žarenje (rekristalizacija)

objekti: sve vrste valjanog ugljičnog čelika, legiranog čelika sa sadržajem ugljika od 0,65% (npr. kuglični ležaj), dijelove i kalupe od obojenih metala koji ne sadrže ozbiljne unutarnje nedostatke, ali zahtijevaju korekciju male snage.

cilj:

uklanjanje unutarnjih naprezanja i radnog otvrdnjavanja zbog utjecaja hladne i vruće deformacije;
uklanjanje negativnih učinaka neravnomjernog hlađenja zavarenih konstrukcija, povećanje duktilnosti i čvrstoće šavova;
davanje homogenosti mikrostrukturi proizvoda obojenih metalurgija;
sferoidizacija perlita - daje joj zrnasti oblik.

Tehnologija.

Dijelovi se zagrijavaju za 50–100 ° C ispod kritične točke Ac₁, Pod utjecajem takvih utjecaja eliminiraju semanje unutarnje promjene. Cijeli tehnološki proces traje oko 1-1,5 sati. Približni rasponi temperatura za neke materijale:

Ugljični čelik i bakrene legure - 600-700˚S.
Legure nikla - 800-1200˚S.
Aluminijske legure - 300-450˚S.

Hlađenje se obavlja u zraku. Za martenzitne i bainitne čelike, tehnologija metala osigurava još jedan naziv za taj proces - visoku temperaturu. To je jednostavan i pristupačan način za poboljšanje svojstava dijelova i struktura.

Homogenizacija (difuzijsko žarenje)

Predmeti: veliki proizvodi za lijevanje, posebice odljevci od legiranog čelika.

cilj: ravnomjerna raspodjela atoma legirajućih elemenata u kristalnim rešetkama i cjelokupni volumen ingota kao rezultat visoke temperature; omekšavanje strukture izratka, smanjenje njegove tvrdoće prije izvođenja naknadnih tehnoloških operacija.

Tehnologija. Materijal se zagrijava do visokih temperatura od 1000-1200 ° C. Stabilna toplinska svojstva moraju se održavati dugo vremena - oko 10-15 sati, ovisno o veličini i složenosti lijevanog sastava. Nakon završetka svih faza visokotemperaturnih transformacija slijedi sporo hlađenje.

Težak, međutim, vrlo učinkovit postupak izravnavanja mikrostrukture velikih struktura.

Izotermno žarenje

Predmeti: proizvodi od čeličnog lima, proizvodi od legiranih i visoko legiranih legura.

Cilj: poboljšati mikrostrukturu, ukloniti unutarnje nedostatke uz manje vremena.

Tehnologija. U početku se metal zagrijava do temperature potpunog žarenja i podnosi vrijeme potrebno za transformaciju svih postojećih struktura u austenit. Potom se polagano hladi uranjanjem u vrelu sol. Za postizanje topline na 50-100 ° C ispod točke Ac₁ stavljene u peć da bi se održale na toj razini za vrijeme potrebno za potpunu transformaciju austenita u perlit i cementit. Konačno hlađenje odvija se u zraku.

Metoda omogućuje postizanje željenih svojstava legura od legiranog čelika uz uštedu vremena u usporedbi s potpunim žarenjem.

normalizacija

Predmeti: odljevci, otkivci i dijelovi od niskougljičnog, srednje ugljičnog i niskolegiranog čelika.

Cilj: racionalizacija unutarnjeg stanja, davanje željene tvrdoće i čvrstoće, poboljšanje unutarnjeg stanja prije sljedećih faza toplinske obrade i strojne obrade.

Tehnologija. Čelik se zagrijava na temperaturu koja leži malo iznad linije GSE i njezinih kritičnih točaka, drži se i hladi na zraku. Tako se povećava brzina završetka procesa. Međutim, koristeći ovaj postupak, možete postići racionalnu mirnu strukturu samo ako se sastav čelika određuje ugljikom u količini ne većoj od 0,4%. S povećanjem količine ugljika dolazi do povećanja tvrdoće. Nakon normalizacije, isti čelik ima veću tvrdoću zajedno s ravnomjerno smještenom finom zrnom. Tehnika omogućuje značajno povećanje otpornosti legura na lom i sukladnost na strojnu obradu.

Moguća oštećenja žarenja

Prilikom izvođenja operacija toplinske obrade potrebno je pridržavati se određenih režima temperaturnog grijanja i hlađenja. U slučaju kršenja zahtjeva mogu se pojaviti različiti nedostaci.

Površinska oksidacija i nastajanjerazmjera. Tijekom rada vrući metal reagira s kisikom iz zraka, što dovodi do stvaranja vage na površini obratka. Čisti se mehanički ili posebnim kemikalijama.
Izgaranje ugljika. Također se javlja kao posljedica utjecaja kisika na vrući metal. Smanjenje količine ugljika u površinskom sloju dovodi do smanjenja njegovih mehaničkih i tehnoloških svojstava. Da bi se spriječili ovi procesi, žarenje čelika mora se provesti paralelno s uvođenjem zaštitnih plinova u peć, čiji je glavni zadatak spriječiti interakciju legure s kisikom.
Pregrijavanje. To je posljedica dugog izlaganja u pećnici na visokoj temperaturi. Posljedica je prekomjerni rast zrna, stjecanje heterogene krupno zrnate strukture, povećana krhkost. Podvrgnuti korekciji provedbom drugog stupnja potpunog žarenja.
Spalio. To se događa kao rezultat prekoračenja dopuštenih vrijednosti grijanja i starenja, dovodi do uništenja veza između određenih zrna, potpuno oštećuje cijelu strukturu metala i ne podliježe korekciji.

Da bi se spriječili kvarovi, važno je jasno obavljati zadatke toplinske obrade, imati profesionalne vještine i strogo kontrolirati proces.

Čelično žarenje je vrlo učinkovito.tehnologiju dovođenja mikrostrukture dijelova bilo koje složenosti i sastava do optimalne unutarnje strukture i stanja koja su potrebna za naredne faze toplinskih učinaka, strojne obrade i stavljanja konstrukcije u pogon.

</ p>>