Металдарды термомеханикалық өңдеудеформациялау, қыздыру және салқындату операцияларының жиынтығы болып табылады, нәтижесінде материалдың соңғы құрылымы мен қасиеттерінің қалыптасуы тығыздықтың жоғарылауы және пластикалық деформация нәтижесінде пайда болатын құрылымдық кемшіліктердің оңтайлы таралуы жағдайында жүреді.
Болатты термомеханикалық өңдеу негізінен үш сұлба бойынша жүргізіледі: жоғары температуралық (ЖТМТ), төмен температуралық (ТМТ) және алдын ала термомеханикалық өңдеу (ПТМТ).
басты идея жоғары температурада өңдеудайын өнімде ұсақ және біркелкі астық алуды қамтамасыз ететін илемдеу және прокаттан кейін салқындату режимдерін таңдаудан тұрады.
Төмен температурада өңдеу 1000..L 100 °C дейін қыздыру болаттан, аустениттің метатұрақты күйінің температурасына (400...600 °C) жылдам салқындатудан және осы температурада деформацияның жоғары дәрежесінен (90% дейін және одан жоғары) тұрады. . Осыдан кейін мартенсит үшін шынықтыру және 100...400 °С шынықтыру жүргізіледі. Нәтиже - HTMO-мен салыстырғанда беріктіктің айтарлықтай артуы, бірақ икемділік пен қаттылық төмен. Бұл әдіс тек легирленген болаттар үшін ғана қолданылады.
Алдын ала термомеханикалық өңдеутехнологиялық процестің қарапайымдылығымен сипатталады: суық пластикалық деформация (дислокацияның тығыздығын арттырады), қайта кристалдану алдындағы қыздыру (феррит құрылымының полигонизациясын қамтамасыз етеді), сөндіру және шынықтыру.
19. Мыс және мыс негізіндегі қорытпалар. Қола мен жезді таңбалау. Мыс негізіндегі қорытпаларды санитарлық техникада қолдану.
Мыс- қызыл түсті тұтқыр, тұтқыр металл (сынған кезде қызғылт), өте жұқа қабаттарда жарықпен қараған кезде жасыл-көк болып көрінеді.
Алынған өнімнің қасиеттері тазалығына байланысты, ал қоспаның мөлшері оның дәрежесін анықтайды: МООк – кем дегенде 99,99% мыс, МОК – 99,97%, М1К – 99,95%, М2к – 99,93% мыс және т.б. М әрпі (мыс) тазалықтың шартты нөмірін, содан кейін әрпі мысты алу әдісі мен шарттарын көрсетеді: k - катод; b - оттегісіз; p - тотықсыздандырылған; f – фосформен тотықсызданады. Мыстың және оның қорытпаларының механикалық және технологиялық қасиеттерін төмендететін зиянды қоспаларға қорғасын, висмут, күкірт және оттегі жатады. Олардың мыс құрамындағы мөлшері қатаң шектелген: висмут – 0,005%-дан көп емес, қорғасын – 0,05% және т.б.
Мыс – ауыр түсті металл. Тығыздығы 8890 кг/м 3, балқу температурасы 1083 °С. Таза мыс жоғары электр және жылу өткізгіштікке ие.
Мыс жоғары икемділікке және суық және ыстық қысымда тамаша өңдеуге, жақсы құю қасиеттеріне және қанағаттанарлық кесу өңдеуге қабілеттілігіне ие. Мыстың механикалық қасиеттері салыстырмалы түрде төмен: созылу беріктігі 150...200 МПа, салыстырмалы ұзаруы 15...25%.
Мыстың мырышпен және басқа элементтермен екілік немесе көп компонентті қорытпалары деп аталады жез.
Жездер L (жез) әрпімен белгіленеді, одан кейін мыстың пайызын көрсететін сандар қойылады. Мысалы, L68 жезінде 68% мыс бар, қалғаны мырыш. Егер жез көп компонентті болса, онда L әрпінен кейін олар басқа элементтердің таңбасын қояды (A - алюминий, F - темір, N - никель, К - кремний, Т - титан, Mts - марганец, O - қалайы, С - қорғасын, С - мырыш және т.б.) және олардың қорытпадағы орташа пайызын көрсететін сандар. Соғылған және құйылған жездерде әріптер мен сандардың реті әртүрлі. Құйылған жездерде қорытпа компонентінің орташа мөлшері оның атауын көрсететін әріптен кейін бірден көрсетіледі.
Қола- мырыш пен никель негізгілері болып табылмайтын қалайы, алюминий, қорғасын және басқа элементтері бар мыс қорытпасы. Мырыш пен никельді қолаларға тек қосымша легирлеуші элементтер ретінде енгізуге болады. Химиялық құрамы бойынша қолалар екіге бөлінеді қалайыдан қалайысызға дейін.
Қола Br әріптерімен, одан кейін мыснан басқа элементтердің алфавиттік және сандық белгілерімен белгіленген. Қоладағы элементтердің белгіленуі жезді таңбалау кезіндегідей. Брендтегі мыстың болуы көрсетілмейді, ал оның мазмұны айырмашылықпен анықталады. Қысыммен өңделген қола сорттарында легірлеуші элементтердің атаулары олардың концентрациясының кему ретімен, ал сорттың соңында олардың орташа концентрациялары сол реттілікпен көрсетіледі. Мысалы, қола маркасы BroOTsS4-4-2,5 құрамында 4% қалайы мен мырыш, 2,5% қорғасын, қалғаны мыс. Құйылған қола сорттарында (ГОСТ 613 және 493) легирлеуші элементтің әрбір белгілеуінен кейін оның құрамы көрсетіледі. Егер құю және қысыммен өңделген қола композициялары бір-біріне сәйкес келсе, мысалы, BrA9ZZL.
20. Алюминий және алюминий негізіндегі қорытпалар. Алюминий негізіндегі қорытпаларды санитарлық технологияда қолдану.
Алюминийтығыздығы 2,7 г/см3 және балқу температурасы 660 °C болатын күмістей ақ жеңіл металл. Ол көптеген агрессивті ортада жоғары жылу және электр өткізгіштігімен және жақсы коррозияға төзімділігімен сипатталады. Алюминий неғұрлым таза болса, оның коррозияға төзімділігі соғұрлым жоғары болады.
Қоспалардың құрамына байланысты алюминий топтарға және сорттарға бөлінеді: жоғары таза алюминий A999 - 99,999% алюминий, жоғары тазалық сорттары: А995 - 99,995%, А99 - 99,99%, А97 - 99,97%, А95 - 9995% алюминий. ОД5...1,0% қоспалары бар тазалық: A85, A8, A7, A6, A5, AO. Мысалы, A85 маркасы металдың құрамында 99,85% алюминий, ал AO маркасы 99% алюминийден тұратынын білдіреді. Техникалық деформацияланатын алюминий ADO және AD1 деп белгіленген. Алюминий құрамындағы қоспалар ретінде Fe, Si, Cu, Mn, Zn және т.б.
Техникалық сипаттамалары бойынша барлық алюминий қорытпалары бөлінеді 2 сынып:
Құйылатын және деформацияланбайтын.
Дуралюминдералюминий, мыс және магний негізіндегі осы топтың ең көп таралған қорытпалары болып табылады. Дуралюминийлер жоғары беріктік пен иілгіштіктің қосындысымен сипатталады, ыстық және суық күйде оңай деформацияланады.
Силюминдер— құрамында кремний (4...13% және кейбір брендтерде 23% дейін) және кейбір басқа элементтер бар алюминий негізіндегі құйма қорытпалар тобының жалпы атауы. Силуминдердің құю қасиеттері жоғары, беріктігі айтарлықтай жоғары, коррозияға төзімділігі жоғары және оңай өңделеді.
Сұйық металл ортасының деформацияланған материалға әсер ету дәрежесі оның термиялық және термомеханикалық өңдеуіне байланысты. Көбінесе бұл әсер материалдардың өңдеу нәтижесінде алатын беріктік деңгейі мен түйіршік мөлшерімен анықталады. Дегенмен, термиялық және термомеханикалық өңдеудің әсері материалдың құрылымдық күйінің кейбір ерекшеліктерімен де байланысты.В.Г.Марков сұйық қалайының әртүрлі температурада шыңдалған перлиттік хром-молибденді-ванадийлі болаттарға әсерін зерттеді. Барлық жағдайларда қатайту 990°С, шынықтыру 270, 370, 470, 570, 670 және 770°С температурада жүргізілді; әр температурада шынықтыру ұзақтығы 1,5 сағатты құрады.Белгілі термиялық өңдеу шарттарынан өткен болат дайындамаларынан диаметрі 6 мм цилиндрлік жұмыс бөлігі бар үлгілер дайындалды, содан кейін олар 1,25 мм жылдамдықпен кернеуде сыналады. /мин. Үлгілер сұйық қалайы ваннасында және ауада 250/650°С температурада сыналған.
Төмен және орташа шынықтырудан кейін (270/470°С температурада) болат сұйық металдың ең көп әсеріне ұшырайтыны анықталды. Мұндай термиялық өңдеуден өткен үлгілер сынғыш, пластикалық деформациясыз істен шығады, олардың созылу күші ауадағы аққыштық шегінен 1,5-2 есе төмен. 570°С температурада шыңдалған үлгілер қаңылтырда біршама пластикалық деформациямен жойылады, олардың созылу диаграммасы біркелкі деформация аймағында аяқталады. 670°С температурада шыңдау болатқа қалайы әсерінің одан әрі әлсіреуіне әкеледі. Бұл жағдайда ауада және қаңылтырда сыналған үлгілердің аққыштық шегі, созылу күші және біркелкі ұзаруы бірдей; сұйық металдың әсері тек концентрлі ұзартудың төмендеуімен көрінеді. 770°С температурада шыңдалған үлгілер сұйық металл ортасының әсерін анықтаған жоқ.
Осылайша шынықтыру температурасының жоғарылауы сұйық металдың перлиттік болаттың механикалық қасиеттеріне әсерінің төмендеуіне әкеледі. Әсердің әлсіреуінің негізгі себебі бұл жағдайда, шамасы, болаттың беріктігінің төмендеуіне байланысты. Осылайша, ауадағы созылу беріктігі 270°C шынықтырудан кейін шамамен 130 кг/мм2-ден 670°C шынықтырудан кейін 55 кг/мм2-ге дейін үздіксіз өзгереді.
Сұйық қалайы және қалайы-қорғасын дәнекерлеу әсерінің шамасына 30KhGSA болатты термиялық өңдеудің әсер етуінің ұқсас заңдылықтары жұмыста белгіленді, олардың нәтижелері жоғарыда талқыланды (35 кестені қараңыз). Жұмыста перлиттік хром-никельді және көміртекті болаттарды жоғары температурада шыңдау олардың балқытылған дәнекерлердің әсеріне сезімталдығын төмендететінін атап өтті.
Жұмыстың авторлары бөлме температурасында сынаптың қартаю ұзақтығына байланысты дисперсиялық-қатайтатын алюминий қорытпаларының механикалық қасиеттеріне әсерін зерттеді. Суретте. 88 4,5% Cu, 0,6% Mn және 1,5% Mg легирленген алюминий қорытпасының сынақ нәтижелерін көрсетеді. Қорытпаның ауада қатаюымен бірге қартаю ұзақтығының ұлғаюы сұйық сынапты ортада оның беріктігінің күрт төмендеуіне әкелетінін көруге болады. Бір қызығы, қартаю процесінің басында қорытпаның аздап күшеюі сұйық металдың күшті әсерін тудырады. Бұл сұйық металл ортасының материалдың құрылымдық күйіне әсерінің тәуелділігін көрсетеді.
Cu - 2% Be қорытпасының қартаюы кезінде сұйық металдың (2% Na бар сынап) әсерінің сәл өзгеше сипаты байқалды. Суреттен. 89 сұйық металда қорытпаны сынау оның аққыштық беріктігіне қартаю әсерінің сипатын (сапалық) бұрмаламайтыны шығады. Бұл жағдайда қорытпаның шамадан тыс қартаюымен байланысты қатаюдың, содан кейін жұмсартудың (экспозицияның жоғарылауымен) әдеттегі кезеңдері байқалады. Сұйық металдың материалдың салыстырмалы ұзаруына әсеріне келетін болсақ, ол жұмыста бекітілген беріктікке әсерге ұқсас болды, яғни салыстырмалы ұзарудың төмендеуімен көрінетін қоршаған ортаның әсері қорытпаның қатаюына және максималды қатаю кезінде ең үлкен болады. Қорытпаның шамадан тыс қартаюы сұйық металл жабынының морттық әсерінің төмендеуіне әкеледі.
Суретте. 89 сонымен қатар сөндіргеннен кейін жұмыстық шыңдауға ұшыраған мыс-бериллий қорытпасын сынау нәтижелері көрсетілген. Бұл өңдеу қартаю кезінде қорытпаның одан да көп күшеюіне ықпал етеді, бірақ салыстырмалы ұзарудың төмендеуі әлдеқайда аз байқалады. Мысалы, сөндіру және жұмыста шынықтырудан кейінгі ұзарудың ең үлкен төмендеуі шамамен 60% болды, ал жалғыз сөндіруден кейін ол 100% жуық болды.
Жұмыстарда көрсетілгендей қорытпаны термиялық өңдеуден кейін суық қатайтуды қолдану әдетте сұйық металға әсер ету дәрежесінің өзгеруін тудырмайды. Осылайша, мыс-бериллий қорытпасының 0,5 және 12 сағат бойы 370°С-та сөндіріліп, қартаюынан кейін, яғни шыңдалу шыңына дейін және одан кейін қатаю (89-суретті қараңыз) оның әсерін күшейтуге де, әлсіретуге де әкелмейді. сұйық металл ортасы. Термиялық өңдеу кезінде максималды қатаюдан өткен қорытпа (370°C температурада 1 сағат бойы сөндіру және қартаю) шыңдалудың жоғарылау дәрежесімен қоршаған ортаға әсер етудің жоғарылауын көрсетті.
Материалды термомеханикалық өңдеу кейбір жағдайларда сұйық металл ортасында оның беріктігін арттыруға мүмкіндік береді. Жұмыста термомеханикалық өңдеудің ауадағы және Pb-Sn эвтектикасымен жанасатын 40Х болаттың механикалық қасиеттеріне әсері зерттелді. Дөңгелек кесілген диаметрі 10 мм цилиндрлік үлгілер сыналған. Материал кернеу концентраторы аймағында өңделген. Үлгі арнайы станокқа орнатылды және ол арқылы аустениттеу температурасына дейін электр тогын өткізу арқылы қыздырылды; содан кейін ол 400/600 ° C температураға дейін салқындатылды, бұл кезде концентратор профильді роликтермен оралды. Токарлық станокта жасалған кесудің бастапқы тереңдігі 1 мм, ұшындағы радиусы 0,2 мм, бұрышы 0,8 рад болды. Роликтермен домалау арқылы кесу тереңдігі 1,5 мм-ге дейін өсті, радиус өзгеріссіз қалды. Ішке кіргеннен кейін үлгі майға сөндірілді, содан кейін шыңдалды. Домалау роликтерімен термомеханикалық өңдеуден басқа, үлгінің бұралу деформациясымен өңдеу де қолданылды. Бөлме температурасында суықта қатайтудың сөндіру мен қалыпқа келтіруден кейін сұйық металдың болатқа әсеріне әсері де бағаланды.
Суретте көрсетілгендерден. 90 созылу диаграммасы 400 және 500 ° C температурада беріктіктің бірнеше рет төмендеуін бастан кешіретін серпімді аймақта сұйық металдың әсерінен шыңдалған үлгілер жойылатынын көрсетеді. Беріктіліктің біршама жоғарылауына үлгілерді суықта қатайту, бөлме температурасында роликтермен илемдеу және бұралу көмегімен термомеханикалық өңдеу арқылы қол жеткізіледі. Беріктіліктің ең үлкен өсуіне үлгілерді роликтермен илемдеу арқылы термомеханикалық өңдеу арқылы қол жеткізіледі. Алайда, мұндай өңдеу ауада сыналған кезде үлгілердің икемділігін күрт арттырса да, балқымада сыналған кезде үлгілер сынғыш болып қалады. Айта кету керек, 40X болат үшін тиімді болып шыққан термомеханикалық өңдеу әдісі ауада да, Pb-Sn эвтектикалық балқымасында да сыналғанда 2X13 болат үшін оң нәтиже бермеді. Бұл жағдайда сұйық металдың әсер ету дәрежесі болатқа беріктік пен иілгіштіктің бірдей деңгейін беретін сөндіру мен шынықтырудан кейінгідей болды.
Жоғарыда келтірілген деректер термиялық немесе термомеханикалық өңдеу нәтижесінде материалдың беріктігін арттыру әдетте сұйық металға әсер етудің жоғарылауына әкелетінін көрсетеді. Кернеу концентраторын роликтермен илемдегеннен кейін Pb-Bi эвтектикасындағы 40X болатты күшейту әсері негізінен үлгінің беткі қабатында қысу кернеулерінің пайда болуымен байланысты, өйткені сол режимде термомеханикалық өңдеу, бірақ деформация бұралу арқылы үлгі ұқсас нәтижелерге әкелмейді. Құрылымдық фактор дисперсиямен күшейтілген қорытпаларды сынау жағдайында сұйық металл ортасының әсер ету дәрежесіне әсер етеді. Қоршаған ортаның осы қорытпаларға әсерінің күшеюін күту керек, өйткені оларда дисперсті тұнбалар аймағында дислокацияның қозғалысына елеулі кедергі болатын маңызды кернеу концентрациясы пайда болуы мүмкін.
02.01.2020
Тау-кен өндіру және өңдеу өнеркәсібіндегі құрылғыларға роликті ұсақтағыштар жатады. Мұндай алғашқы машина 1908 жылы Ұлыбританияда жасалған. Крейндер шахтасында...
02.01.2020
Тиісті жиһазсыз заманауи кеңсенің қалыпты жұмысын елестету қиын. Бұған үстелдер, креслолар, орындықтар, әртүрлі сөрелер және...
02.01.2020
Көбік бетон - бұл процесс кезінде қататын және жобаға қажетті пішіндерге кесілген сұйық бетон қоспасы. Пенобетон цемент, құм,... қоспасынан жасалады.
30.12.2019
Қарым-қатынастың жаңа әдістері бос уақыт деңгейіне әсер етеді қазіргі адамдар. Бүгінгі күні құмар ойындарды пайдаланушылар жарылыс алғысы келеді......
30.12.2019
Қазіргі құрылыста қадалы іргетастар кеңінен қолданылады. Олар оған жеке ғимараттарды салу кезінде де, ірі жылжымайтын мүлік жобаларын да, оның ішінде бөлшек сауда...
30.12.2019
Интернет тәуекел мен толқуды ұнататындарға көптеген мүмкіндіктер ашады. Ойын автоматтары – құмар ойындардың ең танымал түрі....
29.12.2019
Бүгінгі күні шкаф жиһазы - барлық қолданыстағы нұсқалар арасында ең танымал нұсқа. Жиһаздың бұл түрінің ерекшелігі оның ағаш панельдерден,...
Термомеханикалық өңдеу металға термиялық әсер ету кезінде құрылымның қалыптасуына әсер ететін пластикалық деформацияны қамтиды. Пластикалық деформация таралу сипатын өзгертеді және кристалдық тор ақауларының тығыздығын арттырады, бұл өз кезегінде фазалық түрлендірулер кезінде құрылымның қалыптасу сипатына үлкен әсер етеді. Осылайша, ТМТ-дан кейін қорытпада кристалдық құрылымдағы ақаулардың тығыздығы жоғарылаған құрылым қалыптасады, бұл жаңа механикалық қасиеттерді алуға әкеледі.
Болат үшін негізінен термомеханикалық өңдеудің екі түрі қолданылады: төмен температуралы және жоғары температуралы.
LTMT кезінде қатты салқындатылған аустенит өзінің жоғары тұрақтылығы аймағында деформацияланады, бірақ міндетті түрде қайта кристалдану басталатын температурадан төмен. Осыдан кейін ол мартенситке айналады (53-сурет). Соңғы термиялық өңдеу ретінде төмен шынықтыру қолданылады.
LTMT кезінде болаттың нығаюының себебі деформацияланған аустениттің мартенситпен дислокациялық құрылымының тұқым қуалауы болып табылады. Мартенситтің пайда болуы кезінде дислокациялар жойылмайды, бірақ бастапқы фазадан жаңаға ауысады, яғни. мартенсит деформацияланған аустениттің ішкі құрылымын мұра етеді. Көміртек атомдарымен және карбид қосындыларымен бекітілген дислокациялардың жоғары тығыздығы қолайлы икемділік деңгейімен жоғары беріктікке әкеледі.
Күріш. 53 Төмен температура тізбегі (LTMO)
болатты термомеханикалық өңдеу
LTMT тек өте салқындатылған аустенит тұрақтылығының жеткілікті деңгейі бар легирленген болаттар үшін ғана қолданылады. Сонымен қатар, ғылыми-техникалық өңдеуді жүргізу қуатты деформациялаушы жабдықтың болуын талап етеді.
HTMT кезінде аустенит өзінің жоғары температуралық тұрақтылық аймағында деформацияланады, содан кейін мартенситке дейін шыңдалады (54-сурет). Төмен шынықтырудан кейін шынықтыру жүреді.
Күріш. 54 Жоғары температура тізбегі (HTMO)
болатты термомеханикалық өңдеу.
HTMT режимі мартенситті түрлендірудің басында аустенит дамыған полигонизацияланған құрылымға ие болатындай етіп таңдалады. Қайта кристалдануды тудырмау үшін деформация дәрежесі тым үлкен болмауы керек, бұл қатуды азайтады. Деформация аяқталғаннан кейін статикалық қайта кристалдануды болдырмау және мартенситтік трансформацияның басында деформацияланған құрылымды сақтау үшін дереу шынықтыру қажет. Мартенситтік кристалдар аустенит астындағы түйіршіктерден асып кетпейді, бұл олардың айтарлықтай тазартылуын және қасиеттерінің жоғары ауқымын тудырады.
HTMO-ның ең маңызды артықшылығы - бір уақытта беріктік пен сыну беріктігін арттыру мүмкіндігі. Сонымен қатар, VTMO орындау үшін қуатты мамандандырылған жабдық қажет емес.
6. Болатты химиялық-термиялық өңдеу
6.1. Жалпы сипаттамасыболатты химиялық-термиялық өңдеу
Химиялық-термиялық өңдеу (ХТҚ) - болаттың сыртқы ортадан атомдық күйде диффузиялануы арқылы белгілі бір химиялық элементтермен, атап айтқанда бейметалдармен және металдармен (мысалы, көміртегі, азот, алюминий, хром және т.б.) бетін қанықтыру. жоғары температурада. Бұл процестер кезінде өнімдердің беткі қабаттарының химиялық құрамы, микроқұрылымы және қасиеттері міндетті түрде өзгереді. Химиялық өңдеу кезінде өңделетін бөлшектер кейбір химиялық белсенді ортада қыздырылады. Негізгі өңдеу параметрлері қыздыру температурасы және ұстау уақыты болып табылады. CTO әдетте ұзақ уақыт бойы жүзеге асырылады. Процесс температурасы өңдеудің әрбір түрі үшін арнайы таңдалады.
КТО кез келген түрінің негізгі процестері диссоциация, абсорбция және диффузия болып табылады.
Диссоциация – ыдырау химиялық қосылысхимиялық элементтерді неғұрлым белсенді, атомдық күйде алу. Абсорбция - бұл бөлшектің бетінің көрсетілген бейметалдардың атомдарын жұтуы. Диффузия - сіңірілген элементтің өнімнің тереңдікте қозғалуы. Барлық үш процестің жылдамдығы бір-біріне сәйкес болуы керек. Абсорбция және диффузия үшін қанықтыру элементінің негізгі металмен әрекеттесіп, қатты ерітінді немесе химиялық қосылыс түзуі қажет, өйткені бұл болмаған жағдайда химиялық-термиялық өңдеу мүмкін емес.
Болатты химиялық-термиялық өңдеудің негізгі түрлеріне карбюризация, азоттау, нитрокөмірлеу, циандау және диффузиялық металдандыру жатады.
Атомдардың темір торына диффузия жылдамдығы бірдей емес және пайда болған фазалардың құрамы мен құрылымына байланысты. Темірмен аралық қатты ерітінділер түзетін көміртек немесе азотпен қаныққан кезде диффузия аралық қатты ерітінділерді құрайтын металдармен қаныққанға қарағанда жылдамырақ жүреді. Сондықтан, бұл жағдайда жоғары температуралар және ұзақ өңдеу уақыттары пайдаланылады, бірақ соған қарамастан, азоттау және әсіресе карбюризациялаумен салыстырғанда қабаттың қалыңдығы азырақ алынады.
Болатты бір немесе басқа элементпен қанықтыру арқылы алынған диффузиялық қабаттың қалыңдығын анықтау кезінде әдетте оның өзгерген құрамы бар толық мәні емес, тек белгілі бір қаттылыққа немесе құрылымға дейінгі тереңдік (тиімді қалыңдық) көрсетіледі.
Термиялық өңдеудің өзінен айырмашылығы, химиялық-термиялық және термомеханикалық өңдеуге термиялық әсерлерден басқа металға сәйкесінше химиялық және деформациялық әсерлер жатады. Бұл термиялық өңдеу кезінде құрылым мен қасиеттердің өзгеруінің жалпы көрінісін қиындатады.
Химиялық-термиялық және термомеханикалық өңдеуге арналған жабдықтар, әдетте, термиялық өңдеуге қарағанда күрделірек. Кәдімгі жылыту құрылғыларынан басқа, ол, мысалы, басқарылатын атмосфераны құруға арналған қондырғыларды, пластикалық деформацияға арналған жабдықты қамтиды.
Төменде химиялық-термиялық және термомеханикалық өңдеулер кезінде құрылымы мен қасиеттерінің өзгеруінің жалпы заңдылықтарын және олардың сорттарын қарастырамыз.
«Металдарды термиялық өңдеу теориясы»,
И.И.Новиков
HTMT кезінде аустенит термодинамикалық тұрақтылық аймағында деформацияланады, содан кейін мартенситке дейін шыңдалады (легирленген болатты өңдеу схемасын суретті қараңыз). Қатайғаннан кейін төмен шынықтыру жүргізіледі. Деформациялық (прокат соғу) қыздыру арқылы әдеттегі термиялық өңдеудің негізгі мақсаты шынықтыру үшін арнайы қыздыруды жою және сол арқылы экономикалық нәтиже алу болып табылады. HTMT негізгі мақсаты механикалық қасиеттерін жақсарту болып табылады...
Қайталап термиялық өңдеу кезінде М.Л.Бернштейн ашқан HTMT қатаюының тұқым қуалаушылық («қайтымдылығы») құбылысы үлкен қызығушылық тудырады. Егер болатты сөндіру үшін қыздыру температурасында қысқа экспозициямен қайта шынықтырса немесе HTMT нығайтылған болат алдымен жоғары шынықтыруға ұшырап, содан кейін қайта шыңдалған болса, ХТМТ-дан қатаю сақталады. Мысалы, HTMT кейін 37XH3A болаттың созылу беріктігі режиміне сәйкес...
Құрылымдық беріктікті арттырудың жаңа жолдарын іздеуге байланысты болаттардың ТМТ процестері 50-жылдардың ортасында қарқынды зерттеле бастады. Төмен температуралы термомеханикалық өңдеу (ТМТ) LTMT кезінде өте салқындатылған аустенит өзінің жоғары тұрақтылығы аймағында деформацияланады, бірақ әрқашан қайта кристалданудың басталу температурасынан төмен және содан кейін (мартенситке айналады. Осыдан кейін төмен шынықтыру жүргізіледі (жоқ). суретте көрсетілген).Өңдеу схемасы...
HTMO пайдалану келесі факторлармен шектеледі. Қорытпаның сөндіру үшін қыздыру температурасының соншалықты тар диапазоны болуы мүмкін, сондықтан ыстық қалыптау температурасын соншалықты тар шектерде ұстау іс жүзінде мүмкін емес (мысалы, D16 дуралюминий үшін ± 5 ° C шегінде). Ыстық деформация үшін оңтайлы температура диапазоны қатайту үшін қыздыру температурасының диапазонынан айтарлықтай төмен болуы мүмкін. Мысалы, алюминий қорытпаларын престеу кезінде...
ПТМТ мәні мынада: қайта кристалданбаған күйде ыстық деформациядан кейін алынған жартылай фабрикат сөндіруге қыздырғанда да қайта кристалданбаған құрылымды сақтайды. PTMT HTMT-тен ыстық деформация және шынықтыру үшін қыздыру операцияларының бөлінгендігімен ерекшеленеді (қартаю қорытпаларын термомеханикалық өңдеу схемаларын суретті қараңыз). ПТМО алюминий қорытпаларынан жартылай фабрикаттарды өндіру технологиясында кеңінен қолданылады. Бұл көп уақыт бұрын болды ...
HTMT кезінде ыстық деформация, деформациямен қыздыру және қартаю арқылы қатаю жүргізіледі (қартаю қорытпаларын термомеханикалық өңдеу схемаларын суретті қараңыз). Ыстық деформация кезінде дислокация тығыздығы артып, ыстық қатаю жүреді, ол деформация кезінде динамикалық полигонизация мен динамикалық қайта кристалданудың дамуы нәтижесінде ішінара немесе толық жойылуы мүмкін. Кернеу-деформация қисығы ағынның кернеуінің жоғарылау бөліміне ие,...
Суретте ескірген қорытпалардың ТМТ негізгі диаграммалары көрсетілген. Кесілген сызықтар пластикалық деформацияны көрсетеді. Қартаю қорытпаларын термомеханикалық өңдеу сұлбалары Төмен температуралы термомеханикалық өңдеу (ТМТ) Естейтін қорытпаларды LTMT бірінші термомеханикалық өңдеу (30с) және өнеркәсіпте ең көп қолданылатыны болып табылады. NTMO негізгі мақсаты беріктік қасиеттерін арттыру болып табылады. HTMT-де қорытпа алдымен әдеттегі сөндіруге ұшырайды,...
Алдымен суық деформацияның аймақтың қартаюына әсерін қарастырайық. Деформация дислокацияның тығыздығы мен бос орындардың шоғырлануын жоғарылату арқылы аймақтың қартаюын тездетуі керек сияқты. Бірақ, біріншіден, аймақтар дислокацияда емес, біртекті ядроланады, екіншіден, дислокациялар бос орындарды ағызу үшін тиімді учаскелер болып табылады. Өте күшті пластикалық деформация бос концентрацияны (бос орындар санының атомдар санына қатынасы) 10–6-ға ғана арттырады....
LTMO қолданудың тиімділігі қартаю кезінде қандай күшейту фазасының бөлінуімен анықталады. Мәселен, мысалы, Al - Cu - Mg қорытпалары үшін жасанды қартаюға дейін деформацияны енгізуден қосымша күшейту (қатайту агенті - S фазасы) Al - Cu қорытпаларына қарағанда (қатайтқыш - θ´ фазасы) жоғары. Суық деформациядан кейін қартаю үшін қыздырғанда, қайта кристалдану, әдетте, болмайды, бірақ...
өзгерту үшін техникалық сипаттамаметалл, оның негізінде қорытпа жасауға және оған басқа компоненттерді қосуға болады. Дегенмен, металл бұйымының параметрлерін өзгертудің тағы бір жолы бар - металды термиялық өңдеу. Оның көмегімен материалдың құрылымына әсер етіп, оның сипаттамаларын өзгертуге болады.
Металды термиялық өңдеу - бұл бөліктен қалдық кернеуді жоюға, материалдың ішкі құрылымын өзгертуге және өнімділікті жақсартуға мүмкіндік беретін процестер тізбегі. Металдың химиялық құрамы қыздырылғаннан кейін өзгермейді. Дайындаманы біркелкі қыздырғанда материал құрылымының түйіршік мөлшері өзгереді.
Оқиға
Металды термиялық өңдеу технологиясы адамзатқа ерте заманнан белгілі. Орта ғасырларда ұсталар суды пайдаланып қылыш дайындамаларын қыздырып, салқындатқан. 19 ғасырда адамдар шойын өңдеуді үйренді. Темір ұстасы ыдысқа металл салуда мұзға толы, және үстіне қант себіңіз. Әрі қарай, 20 сағатқа созылатын біркелкі жылыту процесі басталады. Осыдан кейін шойын дайындамасын соғуға болады.
19 ғасырдың ортасында ресейлік металлург Д.К.Чернов металды қыздырған кезде оның параметрлері өзгеретінін құжаттаған. Осы ғалымнан материалтану ғылымы шықты.
Неліктен термиялық өңдеу қажет?
Металлдан жасалған жабдықтың бөлшектері мен байланыс қондырғылары жиі ауыр жүктемелерге ұшырайды. Қысым әсерінен басқа, олар сыни температураға ұшырауы мүмкін. Мұндай жағдайларға төтеп беру үшін материал тозуға төзімді, сенімді және берік болуы керек.
Сатып алынған металл құрылымдар әрқашан ұзақ уақыт бойы жүктемелерге төтеп бере алмайды. Оларды әлдеқайда ұзағырақ ету үшін металлургия шеберлері термиялық өңдеуді пайдаланады. Қыздыру кезінде және одан кейін металдың химиялық құрамы өзгеріссіз қалады, бірақ сипаттамалары өзгереді. Термиялық өңдеу процесі материалдың коррозияға төзімділігін, тозуға төзімділігін және беріктігін арттырады.
Термиялық өңдеудің артықшылықтары
Металл дайындамаларын термиялық өңдеу ұзақ мерзімді пайдалануға арналған құрылымдарды өндіруге келгенде міндетті процесс болып табылады. Бұл технологияның бірқатар артықшылықтары бар:
- Металлдың тозуға төзімділігінің жоғарылауы.
- Дайын бөлшектер ұзағырақ қызмет етеді және ақаулы дайындамалар саны азаяды.
- Коррозиялық процестерге төзімділікті арттырады.
Термиялық өңдеуден кейін металл құрылымдар ауыр жүктемелерге төтеп бере алады және олардың қызмет ету мерзімі артады.
Болатты термиялық өңдеудің түрлері
Металлургияда болат өңдеудің үш түрі қолданылады: техникалық, термомеханикалық және химиялық-термиялық. Термиялық өңдеудің ұсынылған әдістерінің әрқайсысы бөлек талқылануы керек.
Күйдіру
Металды техникалық өңдеудің түрі немесе басқа кезеңі. Бұл процесс металл дайындаманы белгілі бір температураға дейін біркелкі қыздыруды және оны табиғи түрде салқындатуды қамтиды. Жасытудан кейін металдың ішкі кернеуі және оның гетерогенділігі жойылады. Материал температураның әсерінен жұмсарады. Болашақта оны өңдеу оңайырақ.
Жылытудың екі түрі бар:
- Бірінші түрі. Металлдағы кристалдық торда аздаған өзгеріс бар.
- Екінші түрі. Материалдың құрылымында фазалық өзгерістер басталады. Оны металды толық күйдіру деп те атайды.
Бұл процесс кезінде температура диапазоны 25-тен 1200 градусқа дейін.
Қатайту
Техникалық өңдеудің тағы бір кезеңі. Металды шыңдау дайындаманың беріктігін арттыру және оның иілгіштігін төмендету үшін жүргізіледі. Өнім критикалық температураға дейін қызады, содан кейін әртүрлі сұйықтықтары бар ваннаға батыру арқылы тез салқындатылады. Шынықтыру түрлері:
- Екі сатылы салқындату. Бастапқыда дайындама сумен 300 градусқа дейін салқындатылады. Осыдан кейін бөлік маймен толтырылған ваннаға орналастырылады.
- Бір сұйықтықты қолдану. Кішкентай бөлшектер өңделсе, май қолданылады. Үлкен дайындамалар сумен салқындатылады.
- Қадам. Қыздырылғаннан кейін дайындаманы балқытылған тұздарда салқындатады. Осыдан кейін ол толығымен салқындағанша таза ауаға қойылады.
Сондай-ақ қатайтудың изотермиялық түрін ажыратуға болады. Бұл қадамдық әдіске ұқсас, бірақ балқытылған тұздардағы дайындаманың ұсталу уақыты өзгереді.
Термомеханикалық өңдеу
Бұл болаттарды термиялық өңдеудің типтік режимі. Бұл технологиялық процесс қысымды, қыздыру элементтерін және салқындату цистерналарын жасайтын жабдықты пайдаланады. Әртүрлі температурада дайындама қызады, содан кейін пластикалық деформация пайда болады.
Демалыс
Бұл болатты техникалық термиялық өңдеудің соңғы кезеңі. Бұл процесс қатайғаннан кейін жүзеге асырылады. Металлдың тұтқырлығы артып, ішкі кернеу жеңілдейді. Материал берік болады. Әртүрлі температурада жүзеге асырылуы мүмкін. Бұл процестің өзін өзгертеді.
Криогенді емдеу
Термиялық өңдеу мен криогендік әсердің негізгі айырмашылығы - соңғысы дайындаманы салқындатуды қамтиды. Бұл процедураның соңында бөліктер күшейеді, шынықтыруды қажет етпейді және жақсы ұнтақталған және жылтыратылған.
Салқындату құралдарымен әрекеттесу кезінде температура минус 195 градусқа дейін төмендейді. Салқындату жылдамдығы материалға байланысты өзгеруі мүмкін. Өнімді қажетті температураға дейін салқындату үшін суықты тудыратын процессор қолданылады. Дайындама біркелкі салқындатылады және белгілі бір уақыт ішінде камерада қалады. Осыдан кейін оны алыңыз және оны өздігінен бөлме температурасына дейін қыздырыңыз.
Химиялық-термиялық өңдеу
Термиялық өңдеудің тағы бір түрі, онда дайындама қызады және әртүрлі химиялық элементтердің әсеріне ұшырайды. Дайындаманың беті тазартылып, химиялық қосылыстармен қапталған. Бұл процесс қатаю алдында жүзеге асырылады.
Шебер өнімнің бетін азотпен қанықтыра алады. Ол үшін олар 650 градусқа дейін қызады. Қыздырылған кезде дайындама криогендік атмосферада болуы керек.
Түсті қорытпаларды термиялық өңдеу
Металдарды термиялық өңдеудің ұсынылған түрлері әр түрлі қорытпалар мен түсті металдарға жарамайды. Мысалы, мыспен жұмыс істегенде қайта кристалдану жасыту жүргізіледі. Қола 550 градусқа дейін қызады. Олар 200 градуста жезбен жұмыс істейді. Алюминий бастапқыда қатайтылады, содан кейін күйдіріледі және ескіреді.
Металды термиялық өңдеу өнеркәсіптік жабдықтарға, автомобильдерге, ұшақтарға, кемелерге және басқа да жабдықтарға арналған құрылымдар мен бөлшектерді дайындау және одан әрі пайдалану кезінде қажетті процесс болып саналады. Материал берік, берік және коррозия процестеріне төзімді болады. Технологиялық процесті таңдау қолданылатын металға немесе қорытпаға байланысты.