Termomehanička obrada metala je skup operacija deformacije, zagrijavanja i hlađenja, uslijed kojih dolazi do formiranja konačne strukture i svojstava materijala u uvjetima povećane gustoće i optimalne distribucije strukturnih nesavršenosti nastalih plastičnom deformacijom.
Termomehanička obrada čelika provodi se uglavnom prema tri sheme: visokotemperaturnoj (HTMT), niskotemperaturnoj (LTMT) i preliminarnoj termomehaničkoj obradi (PTMT).
glavna ideja visokotemperaturna obrada sastoji se u odabiru načina valjanja i hlađenja nakon valjanja, čime se osigurava proizvodnja finog i ujednačenog zrna u gotovom proizvodu.
Obrada na niskim temperaturama sastoji se od zagrijavanja čelika do 1000..L 100°C, brzog hlađenja do temperature metastabilnog stanja austenita (400...600°C) i visokog stepena (do 90% i više) deformacije na ovoj temperaturi. Nakon toga se vrši kaljenje za martenzit i kaljenje na 100...400 °C. Rezultat je značajno povećanje čvrstoće u odnosu na HTMT, ali niža duktilnost i udarna čvrstoća. Ova metoda je primjenjiva praktično samo na legiranim čelicima.
Preliminarna termomehanička obrada Odlikuje se jednostavnošću tehnološkog procesa: hladno plastično deformisanje (povećava gustinu dislokacija), predkristalizaciono zagrevanje (obezbeđuje poligonizaciju feritne strukture), kaljenje i kaljenje.
19. Bakar i legure na bazi bakra. Označavanje bronze i mesinga. Upotreba legura na bazi bakra u sanitarnoj tehnici.
Bakar- savitljivi viskozni metal crvene (ružičaste na lomu) boje, u vrlo tankim slojevima na svjetlu izgleda zelenkasto-plave boje.
Osobine dobijenog proizvoda zavise od čistoće, a nivo sadržaja nečistoća određuje njegovu klasu: MOOk - najmanje 99,99% bakra, MOK - 99,97%, M1K - 99,95%, M2k - 99,93% bakra itd. U oznaci razreda iza slova M (bakar) se navodi uslov za dobijanje bakra, zatim slovo k - uslov za dobijanje bakra. ; b - anoksična; p - deoksidirano; f - deoksidirano fosforom. Štetne nečistoće koje smanjuju mehanička i tehnološka svojstva bakra i njegovih legura su olovo, bizmut, sumpor i kiseonik. Njihov sadržaj u bakru je strogo ograničen: bizmut - ne više od 0,005%, olovo - 0,05% itd.
Bakar spada u teške obojene metale. Gustina je 8890 kg / m 3, tačka topljenja je 1083 ° C. Čisti bakar ima visoku električnu i toplotnu provodljivost.
Bakar ima visoku duktilnost i odličnu hladnu i vruću obradivost, dobra svojstva livenja i zadovoljavajuću obradivost. Mehanička svojstva bakra su relativno niska: vlačna čvrstoća je 150...200 MPa, relativno izduženje je 15...25%.
Dvostruke ili višekomponentne legure bakra sa cinkom i drugim elementima nazivaju se mesinga.
Mesing je označen slovom L (mesing), a zatim brojevima koji označavaju procenat bakra. Na primjer, mesing marke L68 sadrži 68% bakra, ostatak je cink. Ako je mesing višekomponentan, onda iza slova L stavite simbol drugih elemenata (A - aluminijum, Zh - željezo, H - nikal, K - silicijum, T - titan, Mts - mangan, O - kalaj, C - olovo, C - cink, itd.) i brojeve koji označavaju njihov prosječni postotak u leguri. Redoslijed slova i brojeva u kovanom i livenom mesingu je drugačiji. U livničkim mesingima prosječan sadržaj legure naveden je odmah iza slova koje označava njen naziv.
Bronza- legura bakra sa kalajem, aluminijumom, olovom i drugim elementima, među kojima cink i nikl nisu glavni. Cink i nikl se mogu uvesti u bronzu samo kao dodatni legirajući elementi. Na osnovu svog hemijskog sastava bronce se dijele na lim u lim.
Bronza je označena slovima Br, nakon kojih slijede alfabetske i numeričke oznake sadržanih elemenata osim bakra. Oznaka elemenata u bronzi je ista kao i za označavanje mesinga. Prisustvo bakra u razredu nije naznačeno, a njegov sadržaj je određen razlikom. U tipovima bronze tretirane pod pritiskom, nazivi legirajućih elemenata navedeni su u opadajućem redoslijedu prema njihovoj koncentraciji, a na kraju razreda, istim redoslijedom, navedene su njihove prosječne koncentracije. Na primjer, bronzana marka BrOTsS4-4-2,5 sadrži 4% kalaja i cinka, 2,5% olova, ostatak je bakar. U razredima livačke bronce (GOST 613 i 493), nakon svake oznake legirajućeg elementa, naveden je njegov sadržaj. Ako se sastavi ljevaonice i bronce tretirane pritiskom preklapaju, na primjer, BrA9ZhZL.
20. Aluminij i legure na bazi aluminija. Upotreba legura na bazi aluminijuma u sanitarnoj tehnici.
Aluminijum je srebrno-bijeli laki metal gustine 2,7 g/cm3 i talištem od 660°C. Karakterizira ga visoka toplinska i električna provodljivost i dobra otpornost na koroziju u mnogim agresivnim sredinama. Što je aluminij čistiji, to je njegova otpornost na koroziju veća.
U zavisnosti od sadržaja nečistoća, aluminijum se deli na grupe i razrede: aluminijum visoke čistoće A999 - 99,999% aluminijum, visoke čistoće: A995 - 99,995%, A99 - 99,99%, A97 - 99,97%, A95 - 99,95% aluminijum čistoće A95 - 99,95% tehničke čistoće ... , A8, A7, A6, A5, AO. Na primjer, razred A85 znači da metal sadrži 99,85% aluminija, a AO razred znači 99% aluminija. Tehnički kovani aluminijum ima oznaku ADO i AD1. Fe, Si, Cu, Mn, Zn, itd. mogu biti prisutni kao nečistoće u aluminijumu.
Na tehničkoj osnovi, sve legure aluminijuma se dele na 2 klase:
Lijevana i nedeformabilna.
Duralumin su najčešće legure ove grupe, koje su na bazi aluminijuma, bakra i magnezijuma. Duralumini se odlikuju kombinacijom visoke čvrstoće i duktilnosti, dobro se deformiraju u toplim i hladnim uvjetima.
Silumini- ovo je opšti naziv za grupu livenih legura na bazi aluminijuma sa sadržajem silicija (4...13%, au nekim razredima i do 23%) i još nekih elemenata. Silumini imaju visoka svojstva livenja, dovoljno veliku čvrstoću, povećanu otpornost na koroziju i dobro se obrađuju rezanjem.
Stepen uticaja tečno-metalnog medija na deformabilni materijal zavisi od njegove termičke i termomehaničke obrade. U velikoj mjeri, ovaj uticaj je određen nivoom čvrstoće i veličinom zrna koje materijali dobijaju kao rezultat obrade. Ho efekat termičke i termomehaničke obrade takođe je povezan sa nekim karakteristikama strukturnog stanja materijala.VG Markov je istraživao učinak tekućeg kalaja na perlitne krom-molibden-vanadij čelike podvrgnute kaljenju na različitim temperaturama. Kaljenje je u svim slučajevima vršeno od 990°C, a kaljenje - na 270, 370, 470, 570, 670 i 770°C; trajanje kaljenja na svakoj temperaturi bilo je 1,5 h. Od čeličnih izradaka koji su prošli navedene režime termičke obrade izrađivali su se uzorci s cilindričnim radnim dijelom promjera 6 mm, koji su potom ispitivani na vlačnost brzinom od 1,25 mm/min. Uzorci su ispitivani u kadi sa tečnim kalajem i na vazduhu na temperaturi od 250/650°C.
Utvrđeno je da je čelik izložen najvećem dejstvu tečnog metala nakon niskog i srednjeg kaljenja (na temperaturi od 270/470°C). Uzorci koji su prošli takvu toplinsku obradu su krhki, bez plastične deformacije, njihova vlačna čvrstoća je 1,5-2 puta manja od granice popuštanja na zraku. Uzorci kaljeni na 570°C se raspadaju u kalaju bez ikakve plastične deformacije; njihov dijagram napetosti završava u području jednolike deformacije. Kaljenje na 670°C dodatno slabi učinak kalaja na čelik. U ovom slučaju, granica popuštanja, vlačna čvrstoća i jednolično istezanje uzoraka ispitanih na zraku i u kalaju su isti; uticaj tečnog metala se izražava samo u smanjenju koncentrisanog istezanja. Uzorci kaljeni na 770°C nisu pokazali nikakav efekat tečnog metalnog medija.
Dakle, povećanje temperature kaljenja dovodi do smanjenja utjecaja tekućeg metala na mehanička svojstva perlitnog čelika. Glavni razlog za slabljenje učinka u ovom slučaju je očito zbog smanjenja čvrstoće čelika. Dakle, krajnja čvrstoća u zraku se kontinuirano mijenja od približno 130 kg/mm2 nakon temperiranja na 270°C do 55 kg/mm2 nakon temperiranja na 670°C.
Slične zakonitosti uticaja termičke obrade čelika 30KhGSA na veličinu efekta izlaganja tečnom kalaju i kalaj-olovnom lemu su utvrđene u radovima, čiji su rezultati razmotreni gore (videti tabelu 35). U radu se napominje da visokotemperaturno kaljenje perlitnih krom-nikl i ugljičnih čelika smanjuje njihovu osjetljivost na djelovanje rastopljenih lemova.
Autori rada su istraživali uticaj žive na sobnoj temperaturi na mehanička svojstva aluminijumskih legura koje očvršćavaju taloženjem u zavisnosti od trajanja starenja. Na sl. 88 prikazani su rezultati ispitivanja legure aluminijuma legirane sa 4,5% Cu, 0,6% Mn i 1,5% Mg. Može se vidjeti da povećanje vremena starenja legure, praćeno otvrdnjavanjem na zraku, dovodi do naglog pada njene čvrstoće u tečnoj živi. Zanimljivo je da čak i blago stvrdnjavanje legure na početku procesa starenja izaziva snažan uticaj tečnog metala. Ovo ukazuje na ovisnost djelovanja tekućeg metalnog medija o strukturnom stanju materijala.
Nešto drugačija priroda efekta tečnog metala (živa sa 2% Na) uočena je tokom starenja legure Cu - 2% Be. Od sl. 89 slijedi da ispitivanje legure u tekućem metalu ne iskrivljuje (u kvalitativnom smislu) prirodu utjecaja starenja na njenu granicu tečenja. U ovom slučaju se primjećuju uobičajene faze stvrdnjavanja, a zatim omekšavanja (sa povećanjem ekspozicije), povezane sa prekomjernim starenjem legure. Što se tiče uticaja tečnog metala na relativno izduženje materijala, on je bio sličan uticaju na čvrstoću utvrđenom u radu, odnosno dejstvo medija, izraženo u smanjenju relativnog izduženja, raste sa očvršćavanjem legure i ima najveću vrednost pri maksimalnom očvršćavanju. Prekomjerno starenje legure dovodi do smanjenja efekta krhkosti premaza od tekućeg metala.
Na sl. 89 također su prikazani rezultati ispitivanja legure bakra i berilijuma podvrgnute radnom kaljenju nakon stvrdnjavanja. Takav tretman doprinosi još većem učvršćivanju legure tokom starenja, dok je smanjenje relativnog izduženja znatno manje izraženo. Na primjer, najveće smanjenje istezanja nakon kaljenja i kaljenja bilo je oko 60%, dok je nakon jednog kaljenja bilo blizu 100%.
Primena radnog kaljenja nakon termičke obrade legure, kako je prikazano u radovima, obično ne izaziva promenu stepena izlaganja tečnom metalu. Dakle, stvrdnjavanje legure bakra i berilijuma nakon gašenja i starenja na 370°C u trajanju od 0,5 i 12 sati, odnosno do i nakon vrha stvrdnjavanja (vidi sliku 89), ne dovodi ni do povećanja ni smanjenja utjecaja medija tekućeg metala. Legura podvrgnuta maksimalnom kaljenju tokom termičke obrade (kašenje i starenje na 370°C u trajanju od 1 h) pokazala je povećanje uticaja okoline sa povećanjem stepena radnog kaljenja.
Termomehanička obrada materijala u velikom broju slučajeva omogućava povećanje njegove čvrstoće u tečno-metalnom mediju. U radovima je proučavan uticaj termomehaničke obrade na mehanička svojstva čelika 40X na vazduhu iu kontaktu sa Pb-Sn eutektikom. Ispitivani su cilindrični uzorci promjera 10 mm s kružnim zarezom. Materijal je obrađen u zoni koncentratora napona. Uzorak je postavljen na posebnu mašinu i zagrejan propuštanjem električne struje kroz njega do temperature austenitizacije; zatim je ohlađen na temperaturu od 400/600°C, pri čemu je koncentrator urađen profilisanim valjcima. Početna dubina reza napravljenog na tokarskom stroju bila je 1 mm, radijus na vrhu je bio 0,2 mm, a kut 0,8 rad. Valjanjem sa valjcima dubina zareza je povećana na 1,5 mm, polumjer je ostao nepromijenjen. Nakon uhodavanja, uzorak je kaljen u ulju nakon čega je uslijedilo kaljenje. Uz termomehaničku obradu sa valjanjem valjcima, korištena je i obrada sa deformacijom uzorka torzijom. Također je ocjenjivan utjecaj radnog kaljenja na sobnoj temperaturi na učinak tekućeg metala na čelik nakon kaljenja i normalizacije.
Od onih prikazanih na sl. 90 dijagrama napetosti pokazuju da se pri temperaturama od 400 i 500 ° C uzorci koji su prošli otvrdnjavanje uništavaju pod djelovanjem tekućeg metala u elastičnom području, doživljavajući višestruko smanjenje čvrstoće. Određeno povećanje čvrstoće postiže se radnim kaljenjem uzoraka, valjanjem valjcima na sobnoj temperaturi i termomehaničkom obradom uz pomoć torzije. Najveći porast čvrstoće postiže se termomehaničkom obradom uz korištenje valjanja uzoraka s valjcima. Međutim, iako ovaj tretman dovodi do naglog povećanja plastičnosti uzoraka kada se ispituju na zraku, kada se ispituju u talini, uzorci se krhko kvare. Treba napomenuti da metoda termomehaničke obrade, koja se pokazala efikasnom za čelik 40X, nije dala pozitivan rezultat za čelik 2X13 ni pri ispitivanju na zraku ili u eutektičkoj talini Pb-Sn. Stupanj utjecaja tekućeg metala u ovom slučaju bio je približno isti kao nakon kaljenja i kaljenja, dajući čeliku isti nivo čvrstoće i duktilnosti.
Navedeni podaci pokazuju da povećanje čvrstoće materijala kao rezultat termičke ili termomehaničke obrade dovodi u pravilu do povećanja učinka tekućeg metala. Učinak otvrdnjavanja čelika 40Kh u Pb-Bi eutektici nakon pokretanja koncentratora napona s valjcima očito je povezan uglavnom s pojavom tlačnih naprezanja u površinskom sloju uzorka, budući da termomehanička obrada u istom režimu, ali uz deformaciju uzorka torzijom, ne dovodi do sličnih rezultata. Strukturni faktor očigledno ima uticaj na stepen delovanja tečno-metalnog medija u slučaju ispitivanja legura ojačanih disperzijom. Treba očekivati povećanje utjecaja medija na ove legure, jer se u njima mogu pojaviti značajne koncentracije naprezanja u području fino dispergiranih taloga, koji predstavljaju ozbiljne prepreke kretanju dislokacija.
02.01.2020
Rudarska i prerađivačka industrija uključuje valjkaste drobilice. U Velikoj Britaniji 1908. godine dizajnirana je prva takva mašina. U rudniku krindera...
02.01.2020
Teško je zamisliti normalno funkcioniranje modernog ureda bez odgovarajućeg namještaja. To uključuje radne stolove, fotelje, stolice, razne police i...
02.01.2020
Pjenasti beton je tekuća betonska mješavina koja se u procesu stvrdnjava i reže u oblike koje zahtijeva projekt. Pjenasti beton se proizvodi od mješavine cementa, pijeska,...
30.12.2019
Novonastale metode komunikacije utječu na razinu dokolice modernih ljudi. Danas korisnici kockanja žele da se opuste u potpunosti......
30.12.2019
U modernoj gradnji, temelji od šipova se široko koriste. Obraćaju mu se u izgradnji kako privatnih zgrada, tako i velikih nekretnina, uključujući maloprodaju ...
30.12.2019
Internet otvara mnogo mogućnosti za ljubitelje rizika i uzbuđenja. Slot mašine su najpopularnija vrsta kockarske zabave....
29.12.2019
Plakarni namještaj danas je najpopularnija opcija među svim postojećim. Karakteristika ove vrste namještaja je da je izrađen od ploča na bazi drveta, ...
Termomehanička obrada uključuje plastičnu deformaciju koja utiče na formiranje strukture tokom termičke obrade metala. Plastična deformacija mijenja prirodu distribucije i povećava gustoću defekata u kristalnoj rešetki, što zauzvrat snažno utječe na prirodu formiranja strukture tijekom faznih transformacija. Tako se nakon TMT-a u leguri formira struktura sa povećanom gustoćom defekata u kristalnoj strukturi, što dovodi do sticanja novih mehaničkih svojstava.
Za čelik se uglavnom koriste dvije vrste termomehaničke obrade - niskotemperaturna i visokotemperaturna.
Tokom LTMT, prehlađeni austenit se deformiše u području njegove povećane stabilnosti, ali nužno ispod temperature početka rekristalizacije. Nakon toga se pretvara u martenzit (Sl. 53). Kao završna termička obrada vrši se nisko kaljenje.
Razlog stvrdnjavanja čelika tokom LTMT-a je nasljeđivanje dislokacijske strukture deformiranog austenita martenzitom. Dislokacije ne nestaju tokom formiranja martenzita, već se iz početne faze prenose u novu, tj. martenzit nasljeđuje deformiranu austenitnu podstrukturu. Velika gustina dislokacija fiksiranih atomima ugljika i inkluzijama karbida rezultira visokom čvrstoćom uz prihvatljiv nivo plastičnosti.
Rice. 53 Šema niske temperature (LTMO)
termomehanička obrada čelika
LTMT je primenljiv samo za legirane čelike sa dovoljnim nivoom stabilnosti prehlađenog austenita. Osim toga, LTMT zahtijeva moćnu opremu za deformiranje.
Tokom HTMT-a, austenit se deformiše u području svoje visokotemperaturne stabilnosti, a zatim gali za martenzit (Sl. 54). Stvrdnjavanje je praćeno niskim temperiranjem.
Rice. 54 Šema visoke temperature (HTMT)
termomehanička obrada čelika.
HTMT mod je odabran tako da do početka martenzitne transformacije austenit ima razvijenu poligoniziranu strukturu. Stepen deformacije ne bi trebao biti prevelik, kako ne bi došlo do rekristalizacije koja smanjuje otvrdnjavanje. Nakon završetka deformacije, potrebno je trenutno gašenje kako bi se spriječila statička rekristalizacija i održala deformirana struktura do početka martenzitne transformacije. Kristali martenzita ne idu dalje od podzrna austenita, što uzrokuje njihovo značajno mljevenje i dobivanje visokog skupa svojstava.
Najvažnija prednost HTMT-a je mogućnost istovremenog povećanja i čvrstoće i otpornosti na lom. Osim toga, HTMT ne zahtijeva moćnu specijaliziranu opremu.
6. Hemijsko-termički tretman čelika
6.1. Opće karakteristike kemijsko-termijske obrade čelika
Hemijsko-termički tretman (CHT) je površinsko zasićenje čelika nekim hemijskim elementima, odnosno nemetalima i metalima (npr. ugljenikom, azotom, aluminijumom, hromom itd.) njihovom difuzijom u atomskom stanju iz spoljašnje sredine na visokoj temperaturi. U toku ovih procesa nužno se mijenjaju hemijski sastav, mikrostruktura i svojstva površinskih slojeva proizvoda. U CTO, radni komadi se zagrijavaju u bilo kojem kemijski aktivnom okruženju. Glavni parametri obrade su temperatura zagrijavanja i vrijeme držanja. CTO se obično provodi tokom dužeg vremenskog perioda. Temperatura procesa se bira posebno za svaku vrstu obrade.
Primarni procesi bilo koje vrste CTO su disocijacija, apsorpcija i difuzija.
Disocijacija - razlaganje hemijskog jedinjenja da bi se dobili hemijski elementi u aktivnijem, atomskom stanju. Apsorpcija - apsorpcija površine dijela atoma navedenih nemetala. Difuzija - kretanje apsorbiranog elementa duboko u proizvod. Brzine sva tri procesa moraju nužno biti međusobno usklađene. Za apsorpciju i difuziju potrebno je da element za zasićenje stupi u interakciju sa osnovnim metalom da bi se formirao ili čvrsti rastvor ili hemijsko jedinjenje, jer je u odsustvu toga hemijsko-termički tretman nemoguć.
Glavne vrste hemijsko-termičke obrade čelika su karburizacija, nitriranje, nitrokarburizacija, cijanidacija i difuzijska metalizacija.
Brzina difuzije atoma u rešetku željeza varira i ovisi o sastavu i strukturi rezultirajućih faza. Kada su zasićene ugljikom ili dušikom, koji formiraju međuprostorne čvrste otopine s željezom, difuzija se odvija brže nego kada je zasićena metalima koji formiraju supstitucijske čvrste otopine. Stoga se u ovom slučaju koriste više temperature i duže vrijeme obrade, ali se i pored toga postiže tanja debljina sloja nego kod nitriranja i posebno karburizacije.
Prilikom određivanja debljine difuzijskog sloja dobivenog zasićenjem čelika jednim ili drugim elementom obično se ne navodi njegova puna vrijednost s promijenjenim sastavom, već samo dubina do određene tvrdoće ili strukture (efektivna debljina).
Za razliku od stvarnih termičkih hemijsko-termičkih i termomehaničkih tretmana, pored termičkih efekata, uključuju se, respektivno, hemijski i deformacioni efekti na metal. Ovo komplikuje ukupnu sliku promjena u strukturi i svojstvima tokom termičke obrade.
Oprema za izvođenje hemijsko-termičkih i termomehaničkih tretmana je po pravilu složenija nego za stvarnu termičku obradu. Pored konvencionalnih uređaja za grijanje, uključuje, na primjer, instalacije za stvaranje kontrolirane atmosfere, opremu za plastičnu deformaciju.
U nastavku se razmatraju opći obrasci promjena strukture i svojstava u toku hemijsko-termičkih i termomehaničkih tretmana i njihove varijante.
"Teorija termičke obrade metala",
I.I. Novikov
Tokom HTMT-a, austenit se deformiše u području svoje termodinamičke stabilnosti, a zatim gali za martenzit (vidi sliku Šema obrade legiranog čelika). Nakon gašenja, vrši se nisko kaljenje. Osnovni cilj konvencionalne termičke obrade sa deformacionim (valjačkim kovanjem) grejanjem je da se eliminiše posebno zagrevanje za kaljenje i na taj način dobije ekonomski efekat. Glavni cilj HTMT-a je poboljšanje mehaničkih svojstava...
Od velikog interesa je fenomen nasljeđivanja („reverzibilnosti“) stvrdnjavanja od HTMT koji je otkrio ML Bernstein tokom ponovljenog termičkog tretmana. Pokazalo se da se HTMT kaljenje zadržava ako se čelik ponovno kaljuje kratkim izlaganjem na temperaturi zagrijavanja radi kaljenja ili ako se HTMT kaljeni čelik prvo podvrgne visokom kaljenju, a zatim ponovno kaljuje. Na primjer, vlačna čvrstoća čelika 37XH3A nakon HTMT-a prema režimu ...
Procesi TMT čelika intenzivno se proučavaju od sredine 1950-ih u vezi s traženjem novih načina povećanja čvrstoće konstrukcije. Termomehanička obrada na niskim temperaturama (LTMT) Tokom LTMT, prehlađeni austenit se deformiše u oblasti svoje povećane stabilnosti, ali obavezno ispod temperature početka rekristalizacije, a zatim (pretvara se u martenzit. Nakon toga se vrši nisko kaljenje (nije prikazano na slici). Šema obrade...
Upotreba HTMT-a ograničena je sljedećim faktorima. Legura se može razlikovati u tako uskom rasponu temperatura grijanja za gašenje da je praktički nemoguće održavati vruću radnu temperaturu u tako uskim granicama (na primjer, unutar ± 5 ° C za D16 duralumin). Optimalni temperaturni raspon za vruću deformaciju može biti znatno niži od temperaturnog raspona za zagrijavanje za kaljenje. Na primjer, prilikom presovanja aluminijskih legura…
Suština PTMT-a leži u činjenici da poluproizvod dobiven nakon vruće deformacije u nerekristaliziranom stanju zadržava nerekristaliziranu strukturu čak i kada se zagrije radi gašenja. PTMT se razlikuje od HTMT-a po tome što su operacije vruće deformacije i zagrijavanja za gašenje odvojene (vidi sliku Termomehanička obrada legura starenja). PTMT se široko koristi u tehnologiji proizvodnje poluproizvoda od aluminijskih legura. prošlo je dosta vremena...
Na HTMT-u se vrši vruća deformacija, gašenje od deformacijskog zagrijavanja i starenje (vidi sliku Sheme termomehaničke obrade legura koje stare). Prilikom vruće deformacije povećava se gustina dislokacija i dolazi do vrućeg očvršćavanja, koje se može djelomično ili potpuno ukloniti tokom same deformacije kao rezultat razvoja dinamičke poligonizacije i dinamičke rekristalizacije. Kriva napon-deformacija ima dio rasta naprezanja protoka, ...
Na slici su prikazane glavne sheme TMT legura za starenje. Nazubljene linije ukazuju na plastičnu deformaciju. Šeme termomehaničke obrade legura starenja Niskotemperaturna termomehanička obrada (LTMT) LTMT legura koja starenje je prva (30s) i najrasprostranjenija termomehanička obrada u industriji. Glavna svrha LTMT-a je povećanje svojstava čvrstoće. Sa LTMT, legura se prvo podvrgava konvencionalnom kaljenju, ...
Razmotrimo prvo uticaj hladne deformacije na zonsko starenje. Čini se da bi deformacija, povećanjem gustine dislokacija i koncentracije slobodnih mjesta, trebala ubrzati starenje zone. Ali, prvo, zone se generišu homogeno, a ne na dislokacijama, i drugo, dislokacije su efikasna mesta za ponore slobodnih radnih mesta. Vrlo jaka plastična deformacija povećava koncentraciju slobodnih mjesta (omjer broja slobodnih mjesta i broja atoma) za samo 10-6, ...
Efikasnost primene LTMT-a je određena time koja se faza očvršćavanja oslobađa tokom starenja. Tako je, na primjer, dodatno otvrdnjavanje od uvođenja deformacije prije umjetnog starenja za Al-Cu-Mg legure (učvršćivač - faza S) veće nego za Al-Cu legure (učvršćivač - faza θ´). Kada se zagrije za starenje nakon hladne deformacije, rekristalizacija se u pravilu ne nastavlja, ali ...
Da biste promijenili tehničke karakteristike metala, možete stvoriti leguru na temelju nje i dodati joj druge komponente. Međutim, postoji još jedan način za promjenu parametara metalnog proizvoda - toplinska obrada metala. Uz njegovu pomoć možete utjecati na strukturu materijala i promijeniti njegove karakteristike.
Toplinska obrada metala je niz procesa koji vam omogućavaju uklanjanje zaostalih naprezanja iz dijela, promjenu unutrašnje strukture materijala i poboljšanje performansi. Hemijski sastav metala nakon zagrijavanja se ne mijenja. Ujednačenim zagrijavanjem radnog komada mijenja se veličina zrna strukture materijala.
Priča
Tehnologija termičke obrade metala poznata je čovječanstvu od davnina. Tokom srednjeg vijeka, kovači su vodom grijali i hladili zareze za mačeve. Do 19. veka, čovek je naučio da obrađuje liveno gvožđe. Kovač je metal stavio u posudu punu leda, a odozgo je prekrio šećerom. Zatim počinje proces ravnomjernog zagrijavanja, koji traje 20 sati. Nakon toga, gredica od livenog gvožđa se mogla kovati.
Sredinom 19. veka ruski metalurg D.K. Černov je dokumentovao da kada se metal zagreje, njegovi parametri se menjaju. Od ovog naučnika je nastala nauka - nauka o materijalima.
Čemu služi termička obrada?
Dijelovi opreme i komunikacijske jedinice izrađeni od metala često su podvrgnuti jakom stresu. Osim što su izloženi pritisku, mogu biti izloženi i kritičnim temperaturama. Da bi izdržao takve uvjete, materijal mora biti otporan na habanje, pouzdan i izdržljiv.
Kupljene metalne konstrukcije nisu uvijek u stanju izdržati opterećenja dugo vremena. Kako bi dugo trajali, majstori metalurgije koriste toplinsku obradu. Tokom i nakon zagrijavanja, hemijski sastav metala ostaje isti, ali se karakteristike mijenjaju. Proces toplinske obrade povećava otpornost na koroziju, otpornost na habanje i čvrstoću materijala.
Prednosti termičke obrade
Termička obrada metalnih zalogaja je obavezan proces kada je u pitanju proizvodnja konstrukcija za dugotrajnu upotrebu. Ova tehnologija ima niz prednosti:
- Povećana otpornost metala na habanje.
- Gotovi dijelovi traju duže, smanjuje se broj neispravnih praznina.
- Poboljšava otpornost na procese korozije.
Metalne konstrukcije nakon toplinske obrade izdržavaju velika opterećenja, njihov vijek trajanja se povećava.
Vrste termičke obrade čelika
U metalurgiji se koriste tri vrste obrade čelika: tehnička, termomehanička i hemijsko-termička. O svakoj od predstavljenih metoda toplinske obrade potrebno je posebno govoriti.
Žarenje
Varijacija ili druga faza tehničke obrade metala. Ovaj proces podrazumijeva ravnomjerno zagrijavanje metalnog obratka na određenu temperaturu i njegovo naknadno hlađenje na prirodan način. Nakon žarenja, unutrašnje naprezanje metala i njegova nehomogenost nestaju. Materijal omekšava toplinom. Kasnije je lakše obraditi.
Postoje dvije vrste žarenja:
- Prva vrsta. Postoji mala promjena u kristalnoj rešetki u metalu.
- Druga vrsta. Počinju fazne promjene u strukturi materijala. Naziva se i žarenje punim metalom.
Temperaturni opseg tokom ovog procesa je od 25 do 1200 stepeni.
otvrdnjavanje
Druga faza tehničke obrade. Kaljenje metala vrši se kako bi se povećala čvrstoća obratka i smanjila njegova duktilnost. Proizvod se zagreva na kritične temperature, a zatim brzo hladi uranjanjem u kadu sa raznim tečnostima. Vrste očvršćavanja:
- dvostepeno hlađenje. U početku se radni komad hladi na 300 stepeni vodom. Nakon toga, dio se stavlja u kadu napunjenu uljem.
- Upotreba jedne tečnosti. Ako se obrađuju mali dijelovi, koristi se ulje. Veliki radni komadi se hlade vodom.
- Steped. Nakon zagrijavanja, radni komad se hladi u rastopljenim solima. Nakon toga se izlaže na svjež zrak dok se potpuno ne ohladi.
Može se razlikovati i izotermni tip očvršćavanja. Slično je kao postupno, ali se vrijeme držanja obratka u rastopljenim solima mijenja.
Termomehanička obrada
Ovo je tipičan način termičke obrade čelika. Ovaj proces koristi opremu za pritisak, grijaće elemente i spremnike za hlađenje. Na različitim temperaturama, radni komad se zagrijava, a zatim dolazi do plastične deformacije.
Odmor
Ovo je završna faza tehničke termičke obrade čelika. Ovaj proces se izvodi nakon stvrdnjavanja. Viskoznost metala se povećava, unutrašnji napon se uklanja. Materijal postaje izdržljiviji. Može se izvoditi na različitim temperaturama. Ovo mijenja sam proces.
Kriogena obrada
Glavna razlika između toplinske obrade i kriogenog izlaganja je u tome što potonje podrazumijeva hlađenje radnog komada. Na kraju ovog postupka, dijelovi postaju jači, ne zahtijevaju kaljenje, bolje su brušeni i polirani.
U interakciji sa rashladnim medijima, temperatura pada na minus 195 stepeni. Brzina hlađenja može varirati ovisno o materijalu. Za hlađenje proizvoda na željenu temperaturu koristi se procesor koji stvara hladnoću. Radni predmet se ravnomjerno hladi i ostaje u komori određeno vrijeme. Nakon toga se izvadi i ostavi da se sam zagrije na sobnu temperaturu.
Hemijsko-termički tretman
Druga vrsta toplinske obrade, u kojoj se radni komad zagrijava i izlaže raznim kemijskim elementima. Površina obratka je očišćena i premazana hemijskim jedinjenjima. Ovaj postupak se izvodi prije stvrdnjavanja.
Majstor može zasititi površinu proizvoda dušikom. Da bi to učinili, zagrijavaju se do 650 stepeni. Kada se zagrije, radni komad mora biti u kriogenoj atmosferi.
Termička obrada obojenih legura
Prikazane vrste termičke obrade metala nisu prikladne za različite vrste legura i obojenih metala. Na primjer, kada se radi s bakrom, vrši se rekristalizacijsko žarenje. Bronza se zagreva do 550 stepeni. Rade sa mesingom na 200 stepeni. Aluminij se u početku kaljuje, zatim žari i stari.
Termička obrada metala smatra se neophodnim procesom u proizvodnji i daljoj upotrebi konstrukcija i delova za industrijsku opremu, mašine, avione, brodove i drugu opremu. Materijal postaje jači, izdržljiviji i otporniji na procese korozije. Izbor procesa ovisi o korištenom metalu ili leguri.