Stålglødning som en type varmebehandling. Metal teknologi

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 13:52

At skabe nye materialer og kontrollere deres egenskaber er met alteknologiens kunst. Et af dets værktøjer er varmebehandling. Disse processer gør det muligt at ændre egenskaberne og dermed anvendelsesområderne for legeringer. Stålglødning er en udbredt mulighed for at eliminere fabrikationsfejl i produkter og øge deres styrke og pålidelighed.

Behandle opgaver og dets varianter

Glødeoperationer udføres med det formål:

• optimering af intrakrystallinsk struktur, bestilling af legeringselementer;
• minimerer intern forvrængning og stress på grund af hurtige procestemperaturudsving;
• øgning af genstandes smidighed til efterfølgende skæring.

Den klassiske operation kaldes "fuld udglødning", men der er en række af dens varianter, afhængig af de specificerede egenskaber og karakteristika ved opgaverne: ufuldstændig, lav, diffusion (homogenisering),isotermisk, omkrystallisation, normalisering. Alle af dem er ens i princippet, dog er varmebehandlingsmåderne for stål meget forskellige.

Varmebehandling baseret på diagram

Alle transformationer inden for jernmetallurgi, som er baseret på temperaturspillet, svarer klart til diagrammet over jern-carbon-legeringer. Det er en visuel hjælp til at bestemme mikrostrukturen af kulstofstål eller støbejern, såvel som transformationspunkterne for strukturer og deres egenskaber under påvirkning af opvarmning eller afkøling.

Met alteknologi regulerer alle typer udglødning af kulstofstål med denne tidsplan. For ufuldstændig, lav og også for omkrystallisering er "start" temperaturværdierne PSK-linjen, nemlig dens kritiske punkt Ac₁. Fuld udglødning og normalisering af stål er termisk orienteret til GSE-diagramlinjen, dens kritiske punkter Ac₃ og Ac_{m. Diagrammet fastslår også klart sammenhængen mellem en bestemt varmebehandlingsmetode med typen af materiale med hensyn til kulstofindhold og den tilsvarende mulighed for dens implementering for en bestemt legering.}

Fuld udglødning

Objekter: støbegods og smedegods fra en hypoeutektoid legering, mens stålsammensætningen skal fylde kulstof i en mængde på op til 0,8%.

Mål:

• maksimal ændring i mikrostrukturen opnået ved støbning og varmt tryk, hvilket bringer den inhomogene grovkornede ferrit-perlitsammensætning til en homogen finkornet;
• reducerer hårdheden og øger duktiliteten til yderligere forarbejdningskæring.

Teknologi. Udglødningstemperaturen for stål er 30-50˚С højere end det kritiske punkt Ac_{3. Når metallet når de angivne termiske egenskaber, holdes de på dette niveau i nogen tid, hvilket gør det muligt at fuldføre alle de nødvendige transformationer. Store perlitiske og ferritiske korn omdannes fuldstændigt til austenit. Næste trin er langsom afkøling sammen med en ovn, hvorunder ferrit og perlit igen adskilles fra austenit, som har en finkornet og ensartet struktur.}

Fuldstændig udglødning af stål gør det muligt at eliminere de vanskeligste interne defekter, men det er meget langvarigt og energikrævende.

Ufuldstændig udglødning

Objekter: hypoeutektoid stål uden alvorlige interne uhomogeniteter.

Formål: Slibning og blødgøring af perlitkorn uden at ændre den ferritiske base.

Teknologi. Opvarmning af metallet til temperaturer, der falder inden for intervallet mellem de kritiske punkter Ac₁ og Ac_{3. Eksponering af emner i ovnen med stabile egenskaber bidrager til færdiggørelsen af de nødvendige processer. Afkøling sker langsomt sammen med ovnen. Ved udgangen opnås den samme perlit-ferrit finkornede struktur. Med en sådan termisk effekt bliver perlit til finkornet, mens ferrit forbliver uændret krystallinsk og kan kun ændre sig strukturelt, også malende.}

Ufuldstændig udglødning af stål giver dig mulighed for at balancere den indre tilstand og egenskaber af simple genstande, det er mindre energikrævende.

Lav udglødning(omkrystallisation)

Objekter: alle typer valset kulstofstål, legeret stål med et kulstofindhold inden for 0,65 % (f.eks. kuglelejer), dele og emner fremstillet af ikke-jernholdige metaller, der ikke indeholder alvorlige indre defekter, men har behov for lavenergikorrektion.

Mål:

• fjernelse af indre spændinger og hærdning på grund af påvirkning af både kold og varm deformation;
• eliminér de negative virkninger af ujævn afkøling af svejste strukturer, øg plasticiteten og styrken af sømmene;
• gør mikrostrukturen af ikke-jernholdige metallurgiprodukter ensartet;
• sfæroidisering af lamelperlit - giver den en granulær form.

Teknologi.

Dele opvarmes 50-100˚C under det kritiske punkt Ac_{1. Under påvirkning af sådanne påvirkninger elimineres mindre interne ændringer. Hele den teknologiske proces tager omkring 1-1,5 time. Omtrentlig temperaturintervaller for nogle materialer:}

1. Kulstofstål og kobberlegeringer - 600-700˚C.
2. Nikkellegeringer - 800-1200˚C.
3. Aluminiumslegeringer - 300-450˚C.

Køling sker i luft. For martensitisk og bainitisk stål giver met alteknologien et andet navn for denne proces - høj temperering. Det er en enkel og overkommelig måde at forbedre egenskaberne af dele og strukturer på.

homogenisering (diffusionsudglødning)

Objekter: store støbeprodukter, især støbegodslegeret stål.

Formål: ensartet fordeling af atomer af legeringselementer over krystalgitrene og hele rumfanget af barren som et resultat af højtemperaturdiffusion; blødgøring af arbejdsemnets struktur, reducerer dets hårdhed, før der udføres efterfølgende teknologiske operationer.

Teknologi. Materialet opvarmes til høje temperaturer på 1000-1200˚С. Stabile termiske egenskaber skal opretholdes i lang tid - omkring 10-15 timer, afhængigt af størrelsen og kompleksiteten af den støbte struktur. Efter afslutning af alle stadier af højtemperaturtransformationer følger langsom afkøling.

En arbejdskrævende, men yderst effektiv proces til udjævning af mikrostrukturen i store strukturer.

Isotermisk udglødning

Objekter: kulstofstålplader, legerede og højlegerede produkter.

Mål: Forbedring af mikrostrukturen, fjernelse af interne defekter med kortere tid.

Teknologi. Metallet opvarmes indledningsvis til fuld udglødningstemperatur, og den tid, der kræves til omdannelsen af alle eksisterende strukturer til austenit, opretholdes. Afkøl derefter langsomt ved nedsænkning i varmt s alt. Når den når varmen ved 50-100˚C under Ac_{1-punktet, placeres den i en ovn for at holde den på dette niveau i den tid, der er nødvendig for den fuldstændige omdannelse af austenit til perlit og cementit. Den endelige afkøling foregår i luft.}

Metoden giver dig mulighed for at opnå de krævede egenskaber af legerede stålemner, samtidig med at du sparer tid sammenlignet med fuldudglødning.

Normalisering

Objekter: støbegods, smedegods og dele lavet af lavt kulstof, medium kulstof og lavt legeret stål.

Formål: at strømline den indre tilstand, give den ønskede hårdhed og styrke, forbedre den indre tilstand før de efterfølgende trin af varmebehandling og skæring.

Teknologi. Stålet opvarmes til temperaturer, der ligger lidt over GSE-linjen og dets kritiske punkter, holdt og afkølet i luft. Således øges hastigheden for færdiggørelse af processer. Ved hjælp af denne procedure er det dog kun muligt at opnå en rationel rolig struktur, når sammensætningen af stålet bestemmes af kulstof i en mængde på ikke mere end 0,4%. Med en stigning i mængden af kulstof sker en stigning i hårdheden. Det samme stål efter normalisering har en større hårdhed sammen med jævnt fordelte fine korn. Teknikken gør det muligt at øge legerings modstandsdygtighed over for ødelæggelse og skæreevnen betydeligt.

Mulige udglødningsfejl

Under udførelsen af varmebehandlingsoperationer er det nødvendigt at overholde de specificerede tilstande for temperaturopvarmning og afkøling. I tilfælde af overtrædelse af kravene kan der opstå forskellige defekter.

1. Oxidation af overfladelaget og dannelse af belægninger. Under operationen reagerer det varme metal med atmosfærisk ilt, hvilket fører til dannelse af kalk på overfladen af emnet. Rengøres mekanisk eller medspecielle kemikalier.
2. Kulstofforbrænding. Det opstår også som følge af ilts indflydelse på varmt metal. Et fald i mængden af kulstof i overfladelaget fører til et fald i dets mekaniske og teknologiske egenskaber. For at forhindre disse processer skal ståludglødning udføres parallelt med indføringen af beskyttelsesgasser i ovnen, hvis hovedopgave er at forhindre legeringens interaktion med oxygen.
3. Overophedning. Det er en konsekvens af langvarig eksponering i en ovn ved høj temperatur. Det resulterer i overdreven kornvækst, erhvervelse af en inhomogen grovkornet struktur og en stigning i skørhed. Skal korrigeres ved endnu et fuldt udglødningstrin.
4. Udbrændt. Opstår som følge af overskridelse af de tilladte værdier for opvarmning og eksponering, fører til ødelæggelse af bindinger mellem nogle korn, ødelægger fuldstændig metallets struktur og er ikke genstand for korrektion.

For at forhindre fejl er det vigtigt at udføre varmebehandlingsopgaver nøjagtigt, have faglige færdigheder og nøje kontrollere processen.

Stålglødning er en yderst effektiv teknologi til at bringe mikrostrukturen af dele af enhver kompleksitet og sammensætning til den optimale indre struktur og tilstand, som er nødvendig for efterfølgende stadier af termiske påvirkninger, skæring og ibrugtagning af strukturen.