Termomechanické zpracování kovů je soubor operací deformace, ohřevu a ochlazování, v jejichž důsledku dochází k formování konečné struktury a vlastností materiálu za podmínek zvýšené hustoty a optimálního rozložení strukturních nedokonalostí vzniklých plastickou deformací.
Termomechanické zpracování oceli se provádí převážně podle tří schémat: vysokoteplotní (HTMT), nízkoteplotní (LTMT) a předběžné termomechanické zpracování (PTMT).
hlavní myšlenka vysokoteplotní ošetření spočívá ve volbě režimů válcování a chlazení po válcování, což zajišťuje produkci jemného a rovnoměrného zrna v hotovém výrobku.
Nízkoteplotní zpracování sestává z ohřevu oceli na 1000..L 100 °C, rychlého ochlazení na teplotu metastabilního stavu austenitu (400...600 °C) a vysokého stupně (až 90 % a více) deformace při této teplotě . Poté se provede kalení na martenzit a popouštění při 100...400 °C. Výsledkem je výrazné zvýšení pevnosti oproti HTMO, ale nižší tažnost a houževnatost. Tato metoda je použitelná téměř pouze pro legované oceli.
Předběžná termomechanická úprava vyznačující se jednoduchostí technologického procesu: plastická deformace za studena (zvyšuje hustotu dislokace), předrekrystalizační ohřev (zajišťuje polygonizaci feritové struktury), kalení a popouštění.
19. Měď a slitiny na bázi mědi. Značení bronzu a mosazi. Aplikace slitin na bázi mědi v sanitární technice.
Měď- viskózní, viskózní kov červené barvy (při rozbití růžový), ve velmi tenkých vrstvách vypadá při pohledu přes světlo zelenomodrý.
Vlastnosti výsledného produktu závisí na čistotě a úroveň obsahu nečistot určuje jeho stupeň: MOOk - minimálně 99,99% měď, MOK - 99,97%, M1K - 99,95%, M2k - 99,93% měď atd. značky za písmeno M (měď) označuje podmíněné číslo čistoty a potom písmeno způsob a podmínky pro získání mědi: k - katoda; b - bez kyslíku; p - deoxidovaný; f - dezoxidován fosforem. Škodlivé nečistoty snižující mechanické a technologické vlastnosti mědi a jejích slitin jsou olovo, vizmut, síra a kyslík. Jejich obsah v mědi je přísně omezen: vizmut - ne více než 0,005%, olovo - 0,05% atd.
Měď je těžký neželezný kov. Hustota je 8890 kg/m 3, bod tání 1083 °C. Čistá měď má vysokou elektrickou a tepelnou vodivost.
Měď má vysokou tažnost a vynikající zpracovatelnost pod tlakem za studena i za tepla, dobré licí vlastnosti a uspokojivou obrobitelnost řezu. Mechanické vlastnosti mědi jsou relativně nízké: pevnost v tahu je 150...200 MPa, relativní tažnost je 15...25%.
Binární nebo vícesložkové slitiny mědi se zinkem a dalšími prvky se nazývají mosazi.
Mosazi jsou označeny písmenem L (mosaz), za nímž následují čísla udávající procento mědi. Například mosaz L68 obsahuje 68 % mědi, zbytek tvoří zinek. Pokud je mosaz vícesložková, pak za písmeno L dávají symbol pro další prvky (A - hliník, F - železo, N - nikl, K - křemík, T - titan, Mts - mangan, O - cín, C - olovo, C - zinek atd.) a čísla udávající jejich průměrné procento ve slitině. Pořadí písmen a číslic je u tepané a lité mosazi odlišné. U litých mosazí je průměrný obsah slitinové složky uveden bezprostředně za písmenem označujícím její název.
Bronz- slitina mědi s cínem, hliníkem, olovem a dalšími prvky, z nichž zinek a nikl nejsou hlavní. Zinek a nikl lze do bronzů zavádět pouze jako další legující prvky. Podle chemického složení se bronzy dělí na cín na cín.
Bronz je označen písmeny Br, za nimiž následuje abecední a číselné označení obsažených prvků kromě mědi. Označení prvků v bronzech je stejné jako při značení mosazi. Přítomnost mědi ve značce není uvedena a její obsah je určen rozdílem. U jakostí bronzů zpracovávaných tlakem jsou názvy legujících prvků uvedeny v sestupném pořadí podle jejich koncentrace a na konci třídy jsou ve stejném pořadí uvedeny jejich průměrné koncentrace. Například bronz BrOTsS4-4-2,5 obsahuje 4 % cínu a zinku, 2,5 % olova, zbytek je měď. U jakostí litých bronzů (GOST 613 a 493) je po každém označení legujícího prvku uveden jeho obsah. Pokud se složení odlitků a tlakově zpracovaných bronzů překrývají, např. BrA9ZZL.
20. Hliník a slitiny na bázi hliníku. Aplikace slitin na bázi hliníku v sanitární technice.
Hliník je stříbřitě bílý lehký kov s hustotou 2,7 g/cm3 a bodem tání 660 °C. Vyznačuje se vysokou tepelnou a elektrickou vodivostí a dobrou odolností proti korozi v mnoha agresivních prostředích. Čím je hliník čistší, tím je jeho odolnost proti korozi vyšší.
Podle obsahu nečistot se hliník dělí do skupin a stupňů: hliník vysoké čistoty A999 - 99,999 % hliník, třídy vysoké čistoty: A995 - 99,995 %, A99 - 99,99 %, A97 - 99,97 %, A95 - 99,95 % hliník, technický čistota s obsahem nečistot OD5...1,0 %: A85, A8, A7, A6, A5, AO. Například třída A85 znamená, že kov obsahuje 99,85 % hliníku a třída AO znamená 99 % hliníku. Technický deformovatelný hliník je označen ADO a AD1. Fe, Si, Cu, Mn, Zn atd. mohou být přítomny jako nečistoty v hliníku.
Podle technických vlastností jsou všechny hliníkové slitiny rozděleny na 2 třídy:
Slévatelné a nedeformovatelné.
Duralové jsou nejběžnější slitiny této skupiny na bázi hliníku, mědi a hořčíku. Duralumin se vyznačuje kombinací vysoké pevnosti a tažnosti a snadno se deformuje za tepla i za studena.
Siluminy je obecný název pro skupinu slévárenských slitin na bázi hliníku obsahující křemík (4... 13 % a u některých značek až 23 %) a některé další prvky. Siluminy mají vysoké odlévací vlastnosti, poměrně vysokou pevnost, zvýšenou odolnost proti korozi a lze je snadno obrábět.
Míra vlivu tekutého kovového média na deformovaný materiál závisí na jeho tepelném a termomechanickém zpracování. Tento vliv je do značné míry dán úrovní pevnosti a zrnitosti, kterou materiály získávají v důsledku zpracování. Vliv tepelného a termomechanického zpracování je však také spojen s některými rysy strukturálního stavu materiálu.V. G. Markov zkoumal vliv tekutého cínu na perlitické chrom-molybden-vanadiové oceli popouštěné při různých teplotách. Ve všech případech bylo kalení provedeno při 990 °C a popouštění při 270, 370, 470, 570, 670 a 770 °C; doba popouštění při každé teplotě byla 1,5 hod. Z ocelových polotovarů, které prošly stanovenými podmínkami tepelného zpracování, byly vyrobeny vzorky s válcovou pracovní částí o průměru 6 mm, které byly následně zkoušeny v tahu při rychlosti 1,25 mm. /min. Vzorky byly testovány v lázni tekutého cínu a na vzduchu při teplotě 250/650°C.
Bylo zjištěno, že ocel je vystavena největšímu vlivu tekutého kovu po nízkém a středním popouštění (při teplotách 270/470 °C). Vzorky, které prošly takovým tepelným zpracováním, křehce selhávají, bez plastické deformace, jejich pevnost v tahu je 1,5-2x nižší než mez kluzu na vzduchu. Vzorky temperované na 570°C se v cínu rozruší určitou plastickou deformací, jejich tahový diagram končí v oblasti rovnoměrné deformace. Popouštění na 670°C vede k dalšímu oslabení vlivu cínu na ocel. V tomto případě jsou mez kluzu, pevnost v tahu a rovnoměrné prodloužení vzorků zkoušených na vzduchu a v cínu stejné; vliv tekutého kovu se projevuje pouze ve snížení koncentrovaného prodloužení. Vzorky temperované na 770 °C neprokázaly žádný vliv tekutého kovového média.
Zvýšení teploty popouštění tedy vede ke snížení vlivu tekutého kovu na mechanické vlastnosti perlitické oceli. Hlavním důvodem oslabení účinku je v tomto případě zřejmě snížení pevnosti oceli. Pevnost v tahu na vzduchu se tak plynule mění z přibližně 130 kg/mm2 po popouštění na 270 °C na 55 kg/mm2 po popouštění na 670 °C.
V pracích byly zjištěny podobné vzorce vlivu tepelného zpracování oceli 30KhGSA na velikost vlivu působení tekutého cínu a cínovo-olověné pájky, jejich výsledky jsou diskutovány výše (viz tabulka 35). Práce zaznamenala, že vysokoteplotní popouštění perlitických chromniklových a uhlíkových ocelí snižuje jejich citlivost na účinky roztavených pájek.
Autoři práce zkoumali vliv rtuti při pokojové teplotě na mechanické vlastnosti disperzně kalených hliníkových slitin v závislosti na délce stárnutí. Na Obr. 88 ukazuje výsledky zkoušek hliníkové slitiny legované 4,5 % Cu, 0,6 % Mn a 1,5 % Mg. Je vidět, že prodloužení doby stárnutí slitiny, doprovázené tvrdnutím na vzduchu, vede k prudkému poklesu její pevnosti v prostředí kapalné rtuti. Je zajímavé, že i mírné zpevnění slitiny na začátku procesu stárnutí způsobuje silný vliv tekutého kovu. To ukazuje na závislost vlivu tekutého kovového prostředí na strukturní stav materiálu.
Mírně odlišný charakter vlivu tekutého kovu (rtuť s 2 % Na) byl pozorován při stárnutí slitiny Cu - 2 % Be. Z Obr. 89 vyplývá, že zkoušení slitiny v tekutém kovu nezkresluje (kvalitativní) povahu vlivu stárnutí na její mez kluzu. V tomto případě jsou pozorovány obvyklé fáze kalení a poté měknutí (s rostoucí expozicí) spojené s přestárnutím slitiny. Pokud jde o vliv tekutého kovu na poměrné prodloužení materiálu, byl podobný vlivu na pevnost zjištěnému v práci, tj. vliv prostředí, vyjádřený poklesem relativního prodloužení, se zvyšuje s tvrdnutím slitiny a je největší při maximálním vytvrzení. Přestárnutí slitiny vede ke snížení efektu křehnutí povlaku tekutého kovu.
Na Obr. 89 také ukazuje výsledky testování slitiny mědi a berylia podrobené mechanickému zpevnění po kalení. Tato úprava podporuje ještě větší zpevnění slitiny během stárnutí, ale snížení relativního prodloužení je mnohem méně výrazné. Například největší snížení prodloužení po kalení a peeningu bylo asi 60 %, zatímco po samotném kalení se blížilo 100 %.
Použití vytvrzení za studena po tepelném zpracování slitiny, jak je ukázáno v pracích, obvykle nezpůsobí změnu stupně vystavení tekutému kovu. Kalení slitiny mědi a berylia po kalení a stárnutí při 370 °C po dobu 0,5 a 12 hodin, tj. před a po vrcholu kalení (viz obr. 89), tedy nevede ani k zesílení, ani k oslabení vlivu tekuté kovové médium. Slitina, která prošla maximálním vytvrzením během tepelného zpracování (kalení a stárnutí při 370°C po dobu 1 hodiny), vykazovala zvýšenou expozici prostředí se zvyšujícím se stupněm vytvrzení.
Termomechanické zpracování materiálu v některých případech umožňuje zvýšit jeho pevnost v prostředí tekutého kovu. Práce zkoumala vliv termomechanického zpracování na mechanické vlastnosti oceli 40X na vzduchu a v kontaktu s eutektikem Pb-Sn. Byly testovány válcové vzorky o průměru 10 mm s kruhovým řezem. Materiál byl zpracován v oblasti koncentrátoru napětí. Vzorek byl instalován na speciální stroj a zahříván průchodem elektrického proudu na teplotu austenitizace; poté byl ochlazen na teplotu 400/600 °C, při které byl koncentrátor zaválcován profilovými válci. Počáteční hloubka řezu provedeného na soustruhu byla 1 mm, poloměr na vrcholu byl 0,2 mm a úhel byl 0,8 rad. Zaválcováním válečky se hloubka řezu zvětšila na 1,5 mm, rádius zůstal nezměněn. Po zaběhnutí byl vzorek ochlazen v oleji a poté temperován. Kromě termomechanického zpracování odvalovacími válci bylo použito i zpracování s torzní deformací vzorku. Posuzován byl také vliv kalení za studena při pokojové teplotě na účinek tekutého kovu na ocel po kalení a normalizaci.
Z těch zobrazených na Obr. 90 tahových diagramů ukazuje, že při teplotách 400 a 500 °C se vytvrzené vzorky ničí působením tekutého kovu v elastické oblasti a dochází k mnohonásobnému poklesu pevnosti. Určitého zvýšení pevnosti je dosaženo kalením vzorků za studena, válcováním válečky při pokojové teplotě a termomechanickým zpracováním pomocí kroucení. Největšího nárůstu pevnosti se dosahuje termomechanickým zpracováním pomocí válcování vzorků válečky. I když při zkoušce na vzduchu poskytuje takové zpracování prudké zvýšení tažnosti vzorků, při zkoušce v tavenině vzorky křehce selžou. Je třeba poznamenat, že metoda termomechanického zpracování, která se ukázala jako účinná pro ocel 40X, neposkytla pozitivní výsledek pro ocel 2X13 ani při zkoušce na vzduchu, ani v eutektické tavenině Pb-Sn. Stupeň vlivu tekutého kovu byl v tomto případě přibližně stejný jako po kalení a popouštění, přičemž oceli propůjčil stejnou úroveň pevnosti a tažnosti.
Výše uvedená data ukazují, že zvýšení pevnosti materiálu v důsledku tepelného nebo termomechanického zpracování obvykle vede ke zvýšené expozici tekutému kovu. Vliv zpevnění oceli 40X v eutektiku Pb-Bi po válcování koncentrátoru napětí válečky je zjevně spojen především s výskytem tlakových napětí v povrchové vrstvě vzorku, protože termomechanické zpracování ve stejném režimu, ale s deformací vzorku torzí, nevede k podobným výsledkům. Strukturní faktor zřejmě ovlivňuje míru ovlivnění tekutým kovovým médiem v případě zkoušení disperzně zpevněných slitin. Je třeba očekávat zvýšení vlivu prostředí na tyto slitiny, protože se v nich mohou objevit významné koncentrace napětí v oblasti jemně rozptýlených precipitátů, které jsou vážnými překážkami pro pohyb dislokací.
02.01.2020
Mezi zařízení v těžebním a zpracovatelském průmyslu patří válcové drtiče. První takový stroj byl zkonstruován ve Velké Británii v roce 1908. V dole Kreinder...
02.01.2020
Je těžké si představit normální fungování moderní kanceláře bez vhodného nábytku. Patří sem stoly, křesla, židle, různé police a...
02.01.2020
Pěnový beton je tekutá betonová směs, která během procesu tvrdne a je řezána do tvarů požadovaných pro daný projekt. Pěnový beton se vyrábí ze směsi cementu, písku,...
30.12.2019
Nové způsoby komunikace ovlivňují úroveň volného času moderní lidé. Dnes si uživatelé hazardních her chtějí pořádně užít......
30.12.2019
V moderní výstavbě jsou pilotové základy široce používány. Obracejí se na ni při výstavbě jak soukromých objektů, tak velkých realitních projektů včetně maloobchodních...
30.12.2019
Internet otevírá spoustu příležitostí pro milovníky rizika a vzrušení. Hrací automaty jsou nejoblíbenější formou hazardních her....
29.12.2019
Skříňový nábytek je dnes nejoblíbenější možností mezi všemi existujícími. Zvláštností tohoto typu nábytku je, že je vyroben z dřevěných panelů,...
Tepelně-mechanické zpracování zahrnuje plastickou deformaci, která ovlivňuje tvorbu struktury při tepelné expozici kovu. Plastická deformace mění povahu distribuce a zvyšuje hustotu defektů krystalové mřížky, což zase velmi ovlivňuje povahu tvorby struktury během fázových přeměn. Po TMT se tak ve slitině vytvoří struktura se zvýšenou hustotou defektů v krystalické struktuře, což vede k získání nových mechanických vlastností.
U oceli se používají především dva druhy termomechanického zpracování: nízkoteplotní a vysokoteplotní.
Při LTMT dochází k deformaci podchlazeného austenitu v oblasti jeho zvýšené stability, ale nutně pod teplotou, při které začíná rekrystalizace. Poté se změní na martenzit (obr. 53). Jako konečné tepelné zpracování se používá nízké temperování.
Důvodem zpevnění oceli při LTMT je dědičnost dislokační struktury deformovaného austenitu martenzitem. Dislokace při vzniku martenzitu nezanikají, ale přecházejí z původní fáze do nové, tzn. martenzit dědí substrukturu deformovaného austenitu. Vysoká hustota dislokací fixovaných atomy uhlíku a karbidovými inkluzemi má za následek vysokou pevnost s přijatelnou úrovní tažnosti.
Rýže. 53 Nízkoteplotní okruh (LTMO)
termomechanické zpracování oceli
LTMT je použitelný pouze pro legované oceli s dostatečnou úrovní stability podchlazeného austenitu. Provádění vědeckého a technického zpracování navíc vyžaduje přítomnost výkonného deformačního zařízení.
Při HTMT se austenit v oblasti své vysokoteplotní stability deformuje a následně vytvrzuje na martenzit (obr. 54). Po kalení následuje nízké popouštění.
Rýže. 54 Vysokoteplotní okruh (HTMO)
termomechanické zpracování oceli.
Režim HTMT je zvolen tak, aby na začátku martenzitické transformace měl austenit rozvinutou polygonizovanou strukturu. Stupeň deformace by neměl být příliš velký, aby nedocházelo k rekrystalizaci, která snižuje kalení. Po dokončení deformace je nutné okamžité vytvrzení, aby se zabránilo statické rekrystalizaci a zachovala se deformovaná struktura na začátku martenzitické přeměny. Krystaly martenzitu nepřesahují podzrna austenitu, což způsobuje jejich výrazné zjemnění a vysoký rozsah vlastností.
Nejdůležitější výhodou HTMO je schopnost současně zvýšit pevnost i lomovou houževnatost. K provádění VTMO navíc není potřeba výkonná specializovaná zařízení.
6. Chemicko-tepelné zpracování oceli
6.1. obecné charakteristiky chemicko-tepelné zpracování oceli
Chemicko-tepelné zpracování (CHT) je povrchové nasycení oceli určitými chemickými prvky, a to nekovy a kovy (například uhlíkem, dusíkem, hliníkem, chrómem atd.) jejich difúzí v atomárním stavu z vnějšího prostředí. při vysoké teplotě. Při těchto procesech se nutně mění chemické složení, mikrostruktura a vlastnosti povrchových vrstev výrobků. Při chemickém zpracování se opracovávané díly zahřívají v nějakém chemicky aktivním prostředí. Hlavními parametry zpracování jsou teplota ohřevu a doba výdrže. CTO se obvykle provádí po dlouhou dobu. Procesní teplota se volí specificky pro každý typ zpracování.
Primárními procesy jakéhokoli typu CTO jsou disociace, absorpce a difúze.
Disociace - rozklad chemická sloučenina získat chemické prvky v aktivnějším, atomárním stavu. Absorpce je pohlcování atomů specifikovaných nekovů povrchem součásti. Difúze je pohyb absorbovaného prvku hluboko do produktu. Rychlosti všech tří procesů musí být vzájemně konzistentní. Pro absorpci a difúzi je nutné, aby nasycený prvek interagoval s obecným kovem za vzniku buď pevného roztoku nebo chemické sloučeniny, protože bez tohoto je chemicko-tepelné zpracování nemožné.
Hlavní typy chemicko-tepelného zpracování oceli jsou nauhličování, nitridace, nitrokarburizace, kyanidace a difúzní metalizace.
Rychlost difúze atomů do železné mřížky není stejná a závisí na složení a struktuře výsledných fází. Při nasycení uhlíkem nebo dusíkem, které tvoří intersticiální pevné roztoky se železem, probíhá difúze rychleji než při nasycení kovy tvořícími intersticiální pevné roztoky. Proto se v tomto případě používají vyšší teploty a delší doby zpracování, ale i přes to se získá menší tloušťka vrstvy než při nitridaci a zejména nauhličování.
Při určování tloušťky difúzní vrstvy získané sycením oceli jedním či druhým prvkem se obvykle neuvádí její plná hodnota se změněným složením, ale pouze hloubka do určité tvrdosti nebo struktury (efektivní tloušťka).
Na rozdíl od samotného tepelného zpracování zahrnuje chemicko-tepelné a termomechanické zpracování kromě tepelných účinků také chemické a deformační účinky na kov. To komplikuje celkový obraz změn struktury a vlastností při tepelném zpracování.
Zařízení pro chemicko-tepelné a termomechanické zpracování je zpravidla složitější než pro samotné tepelné zpracování. Kromě klasických topných zařízení zahrnuje například instalace pro vytváření řízené atmosféry, zařízení pro plastickou deformaci.
Níže uvádíme obecné vzorce změn struktury a vlastností během chemicko-tepelných a termomechanických úprav a jejich odrůd.
"Teorie tepelného zpracování kovů",
I.I.Novikov
Při HTMT se austenit deformuje v oblasti své termodynamické stability a následně vytvrzuje na martenzit (viz obrázek schéma zpracování legované oceli). Po vytvrzení se provede nízké popouštění. Hlavním cílem konvenčního tepelného zpracování s deformačním (válcovacím kováním) ohřevem je eliminovat speciální ohřev pro kalení a tím dosáhnout ekonomického efektu. Hlavním cílem HTMT je zlepšit mechanické vlastnosti...
Velmi zajímavý je fenomén dědičnosti („reverzibilita“) kalení z HTMT objevený M. L. Bernsteinem při opakovaném tepelném zpracování. Ukázalo se, že kalení z HTMT je zachováno, pokud je ocel znovu kalena krátkou expozicí při teplotě ohřevu pro kalení nebo pokud je ocel zpevněná HTMT nejprve podrobena vysokému popouštění a poté znovu kalena. Například pevnost v tahu oceli 37XH3A po HTMT podle režimu...
Procesy TMT ocelí se začaly intenzivně studovat v polovině 50. let v souvislosti s hledáním nových cest ke zvýšení konstrukční pevnosti. Nízkoteplotní termomechanické zpracování (LTMT) Při LTMT se přechlazený austenit deformuje v oblasti své zvýšené stability, vždy však pod teplotou počátku rekrystalizace a následně (přemění se na martenzit. Poté se provádí nízké popouštění (ne znázorněno na obrázku).Schéma zpracování...
Použití HTMO je omezeno následujícími faktory. Slitina může mít tak úzký rozsah teplot ohřevu pro kalení, že je prakticky nemožné udržet teplotu tváření za tepla v tak úzkých mezích (například v rozmezí ± 5 °C pro dural D16). Optimální teplotní rozsah pro deformaci za tepla může být výrazně nižší než rozsah teplot ohřevu pro kalení. Například při lisování hliníkových slitin...
Podstatou PTMT je, že polotovar získaný po deformaci za tepla v nerekrystalizovaném stavu si zachovává nerekrystalizovanou strukturu i při zahřátí na kalení. PTMT se od HTMT liší tím, že operace deformace za tepla a ohřevu pro kalení jsou odděleny (viz obrázek Schémata termomechanického zpracování slitin pro stárnutí). PTMO má široké uplatnění v technologii výroby polotovarů z hliníkových slitin. Bylo to už dávno...
Při HTMT se provádí deformace za tepla, kalení s deformačním ohřevem a stárnutí (viz obrázek Schémata termomechanického zpracování slitin pro stárnutí). Při deformaci za tepla se zvyšuje hustota dislokací a dochází ke zpevnění za tepla, které může být při samotné deformaci částečně nebo úplně odstraněno v důsledku rozvoje dynamické polygonizace a dynamické rekrystalizace. Křivka napětí-deformace má úsek rostoucího napětí proudění,...
Obrázek ukazuje hlavní diagramy TMT slitin pro stárnutí. Zubaté čáry naznačují plastickou deformaci. Schémata pro termomechanické zpracování stárnutí slitin Nízkoteplotní termomechanické zpracování (LTMT) LTMT stárnutí slitin je první termomechanické zpracování (30. léta) a nejrozšířenější v průmyslu. Hlavním účelem NTMO je zvýšení pevnostních vlastností. Při HTMT je slitina nejprve podrobena konvenčnímu kalení,...
Podívejme se nejprve na vliv deformace za studena na zónové stárnutí. Zdálo by se, že deformace zvýšením hustoty dislokací a koncentrace vakancí by měla urychlit stárnutí zóny. Ale zaprvé zóny nukleují homogenně a ne na dislokacích, a zadruhé jsou dislokace účinnými místy pro odliv volných míst. Velmi silná plastická deformace zvyšuje koncentraci vakancí (poměr počtu vakancí k počtu atomů) pouze o 10–6....
Efektivita používání LTMO je dána tím, která posilovací fáze se během stárnutí uvolňuje. Takže např. dodatečné zpevnění od zavedení deformace před umělým stárnutím u slitin Al - Cu - Mg (tvrdidlo - fáze S) je větší než u slitin Al - Cu (tvrdidlo - fáze θ´). Při zahřátí pro stárnutí po deformaci za studena k rekrystalizaci zpravidla nedochází, ale...
aby se změnil Specifikace kovu, můžete na jeho základě vytvořit slitinu a přidat k ní další komponenty. Existuje však další způsob, jak změnit parametry kovového výrobku - tepelné zpracování kovu. S jeho pomocí můžete ovlivnit strukturu materiálu a změnit jeho vlastnosti.
Tepelné zpracování kovu je řada procesů, které umožňují odstranit zbytkové napětí ze součásti, změnit vnitřní strukturu materiálu a zlepšit výkon. Chemické složení kovu se po zahřátí nemění. Při rovnoměrném zahřátí obrobku se změní zrnitost struktury materiálu.
Příběh
Technologie tepelného zpracování kovu je lidstvu známá již od starověku. Během středověku kováři zahřívali a chladili polotovary mečů vodou. V 19. století se lidé naučili zpracovávat litinu. Kovář uvedení kovu do kontejneru plné ledu a navrch posypeme cukrem. Dále začíná proces rovnoměrného ohřevu, který trvá 20 hodin. Poté mohl být litinový sochor kován.
V polovině 19. století ruský metalurg D.K. Černov zdokumentoval, že při zahřívání kovu se mění jeho parametry. Od tohoto vědce vzešla věda o materiálech.
Proč je potřeba tepelné zpracování?
Části zařízení a komunikační jednotky vyrobené z kovu jsou často vystaveny silnému zatížení. Kromě vystavení tlaku mohou být vystaveny kritickým teplotám. Aby materiál vydržel takové podmínky, musí být odolný proti opotřebení, spolehlivý a odolný.
Zakoupené kovové konstrukce nejsou vždy schopny odolat zatížení po dlouhou dobu. Aby vydržely mnohem déle, používají mistři metalurgie tepelné zpracování. Během zahřívání a po něm zůstává chemické složení kovu stejné, ale mění se vlastnosti. Proces tepelného zpracování zvyšuje odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení a pevnost materiálu.
Výhody tepelného zpracování
Tepelné zpracování kovových polotovarů je povinný proces, pokud jde o výrobu konstrukcí pro dlouhodobé použití. Tato technologie má řadu výhod:
- Zvýšená odolnost kovu proti opotřebení.
- Hotové díly vydrží déle a počet vadných obrobků se sníží.
- Zlepšuje odolnost vůči korozním procesům.
Kovové konstrukce po tepelném zpracování vydrží velké zatížení a zvyšuje se jejich životnost.
Druhy tepelného zpracování oceli
V metalurgii se používají tři druhy zpracování oceli: technické, termomechanické a chemicko-tepelné. Každý z prezentovaných způsobů tepelného zpracování je nutné probrat samostatně.
Žíhání
Typ nebo jiný stupeň technického zpracování kovů. Tento proces zahrnuje rovnoměrné zahřátí kovového obrobku na určitou teplotu a jeho následné přirozené ochlazení. Po žíhání mizí vnitřní pnutí kovu a jeho heterogenita. Materiál měkne vlivem teploty. V budoucnu je to jednodušší na zpracování.
Existují dva typy žíhání:
- První druh. Dochází k mírné změně krystalové mřížky v kovu.
- Druhý druh. Začínají fázové změny ve struktuře materiálu. Nazývá se také úplné žíhání kovu.
Teplotní rozsah během tohoto procesu je od 25 do 1200 stupňů.
Kalení
Další etapa technického zpracování. Kalení kovu se provádí za účelem zvýšení pevnosti obrobku a snížení jeho tažnosti. Produkt se zahřeje na kritické teploty a poté se rychle ochladí ponořením do lázně s různými kapalinami. Druhy kalení:
- Dvoustupňové chlazení. Zpočátku se obrobek ochladí na 300 stupňů vodou. Poté se díl umístí do lázně naplněné olejem.
- Použití jedné tekutiny. Pokud se zpracovávají malé díly, používá se olej. Velké obrobky se chladí vodou.
- Stupňovaný. Po zahřátí se obrobek ochladí v roztavených solích. Poté se položí na čerstvý vzduch, dokud úplně nevychladne.
Můžete také rozlišit izotermický typ kalení. Je to podobné jako u krokové metody, ale mění se doba setrvání obrobku v roztavených solích.
Termomechanická úprava
Jedná se o typický způsob tepelného zpracování ocelí. Tento technologický proces využívá zařízení, které vytváří tlakové, topné články a chladící nádrže. Při různých teplotách se obrobek zahřívá a po této plastické deformaci.
Dovolená
Jedná se o konečnou fázi technického tepelného zpracování oceli. Tento proces se provádí po vytvrzení. Zvyšuje se viskozita kovu a uvolňuje se vnitřní pnutí. Materiál se stává odolnějším. Lze provádět při různých teplotách. Tím se mění samotný proces.
Kryogenní léčba
Hlavní rozdíl mezi tepelným zpracováním a kryogenní expozicí spočívá v tom, že kryogenní expozice zahrnuje chlazení obrobku. Na konci tohoto postupu díly zpevní, nevyžadují temperování a lépe se brousí a leští.
Při interakci s chladicím médiem teplota klesne na minus 195 stupňů. Rychlost chlazení se může lišit v závislosti na materiálu. K ochlazení produktu na požadovanou teplotu se používá procesor, který generuje chlad. Obrobek se rovnoměrně ochladí a zůstane v komoře po určitou dobu. Poté ji vyjměte a nechte ji samovolně ohřát na pokojovou teplotu.
Chemicko-tepelné zpracování
Jiný typ tepelného zpracování, při kterém se obrobek zahřívá a vystavuje různým chemickým prvkům. Povrch obrobku je vyčištěn a potažen chemickými sloučeninami. Tento proces se provádí před vytvrzením.
Master může nasytit povrch produktu dusíkem. K tomu se zahřívají na 650 stupňů. Při zahřívání musí být obrobek v kryogenní atmosféře.
Tepelné zpracování neželezných slitin
Uvedené typy tepelného zpracování kovů nejsou vhodné pro různé druhy slitin a neželezné kovy. Například při práci s mědí se provádí rekrystalizační žíhání. Bronz se zahřeje až na 550 stupňů. Pracují s mosazí při 200 stupních. Hliník je nejprve vytvrzen, poté žíhán a stárnut.
Tepelné zpracování kovů je považováno za nezbytný proces při výrobě a dalším použití konstrukcí a dílů pro průmyslová zařízení, automobily, letadla, lodě a další zařízení. Materiál se stává pevnějším, odolnějším a odolnějším vůči korozi. Volba technologického postupu závisí na použitém kovu nebo slitině.