Termomechaninis metalų apdirbimas yra deformacijos, šildymo ir aušinimo operacijų visuma, dėl kurios susidaro galutinė medžiagos struktūra ir savybės padidinto tankio ir optimalaus plastinių deformacijų susidarančių konstrukcinių trūkumų pasiskirstymo sąlygomis.
Termomechaninis plieno apdirbimas daugiausia atliekamas pagal tris schemas: aukštos temperatūros (HTMT), žemos temperatūros (LTMT) ir išankstinį termomechaninį apdorojimą (PTMT).
Pagrindinė mintis apdorojimas aukštoje temperatūroje susideda iš valcavimo ir aušinimo po valcavimo režimų parinkimo, kuris užtikrina smulkių ir vienodų grūdų susidarymą gatavame produkte.
Žemos temperatūros apdorojimas susideda iš plieno kaitinimo iki 1000...L 100 °C, greito atšaldymo iki metastabilios austenito būsenos temperatūros (400...600 °C) ir aukšto laipsnio (iki 90% ir aukštesnės) deformacijos. temperatūros. Po to atliekamas gesinimas martensitui ir grūdinimas 100...400 °C temperatūroje. Rezultatas yra žymiai didesnis stiprumas, palyginti su HTMT, tačiau mažesnis lankstumas ir atsparumas smūgiams. Šis metodas taikomas praktiškai tik legiruotam plienui.
Preliminarus termomechaninis apdorojimas Jam būdingas technologinio proceso paprastumas: šalta plastinė deformacija (didėja dislokacijų tankis), kaitinimas prieš rekristalizaciją (užtikrina ferito struktūros poligonizaciją), gesinimas ir grūdinimas.
19. Varis ir vario lydiniai. Bronzos ir žalvario žymėjimas. Vario lydinių naudojimas sanitarinėje inžinerijoje.
Varis- kalusis klampus raudonos (lūžimo vietoje rožinis) metalas, labai plonais sluoksniais šviesoje atrodo žalsvai melsvas.
Gautos savybės priklauso nuo grynumo, o priemaišų kiekio lygis lemia jo prekės ženklą: MOOC – ne mažiau 99,99 % vario, IOC – 99,97 %, M1K – 99,95 %, M2k – 99,93 % vario ir kt. markės po raidės M ( varis) nurodykite sąlyginį grynumo skaičių, o tada raidžių metodą ir vario gavimo sąlygas: k - katodas; b - beanoksinis; p - deoksiduotas; f – deoksiduotas fosforu. Kenksmingos priemaišos, mažinančios vario ir jo lydinių mechanines ir technologines savybes, yra švinas, bismutas, siera ir deguonis. Jų kiekis varyje yra griežtai ribojamas: bismutas - ne daugiau kaip 0,005%, švinas - 0,05% ir kt.
Varis priklauso sunkiųjų spalvotųjų metalų grupei. Tankis yra 8890 kg / m 3, lydymosi temperatūra yra 1083 ° C. Grynas varis pasižymi dideliu elektros ir šilumos laidumu.
Varis pasižymi dideliu lankstumu, puikiu apdirbamumu šaltu ir karštu būdu, geromis liejimo savybėmis ir patenkinamu apdirbamumu. Vario mechaninės savybės yra palyginti žemos: tempiamasis stipris 150...200 MPa, santykinis pailgėjimas 15...25%.
Vadinami dvigubi arba daugiakomponenčiai vario lydiniai su cinku ir kitais elementais žalvario.
Žalvaris žymimas raide L (žalvaris), po kurios pateikiami skaičiai, nurodantys vario procentą. Pavyzdžiui, žalvario prekės ženklo L68 sudėtyje yra 68% vario, likusi dalis yra cinko. Jei žalvaris yra daugiakomponentis, tada po raidės L uždėkite kitų elementų simbolį (A - aliuminis, F - geležis, H - nikelis, K - silicis, T - titanas, Mts - manganas, O - alavas, C - švinas, C – cinkas ir kt.) ir skaičiai, nurodantys jų vidutinį procentą lydinyje. Raidžių ir skaičių tvarka kaltiniame ir lietame žalvarie skiriasi. Liejyklų žalvariuose vidutinis lydinio komponento kiekis nurodomas iškart po jo pavadinimą nurodančios raidės.
Bronza- vario lydinys su alavu, aliuminiu, švinu ir kitais elementais, tarp kurių cinkas ir nikelis nėra pagrindiniai. Cinkas ir nikelis gali būti įterpiami į bronzą tik kaip papildomi legiravimo elementai. Pagal cheminę sudėtį bronzos skirstomos į skardos į be skardos.
Bronza pažymėta raidėmis Br, po kurių pateikiami abėcėliniai ir skaitiniai elementų, išskyrus varį, žymėjimai. Elementų žymėjimas iš bronzos yra toks pat kaip ir žalvario žymėjimas. Vario buvimas klasėje nenurodytas, o jo kiekis nustatomas pagal skirtumą. Slėgiu apdorotose bronzos rūšyse legiruojamųjų elementų pavadinimai pateikiami jų koncentracijos mažėjimo tvarka, o klasės pabaigoje ta pačia seka nurodomos jų vidutinės koncentracijos. Pavyzdžiui, bronzos prekės ženklo BrOTsS4-4-2,5 sudėtyje yra 4% alavo ir cinko, 2,5% švino, likusi dalis yra varis. Liejimo bronzos klasėse (GOST 613 ir 493) po kiekvieno legiravimo elemento žymėjimo nurodomas jo kiekis. Jei liejyklos ir slėgiu apdorotos bronzos kompozicijos sutampa, pavyzdžiui, BrA9ZhZL.
20. Aliuminis ir aliuminio lydiniai. Aliuminio lydinių naudojimas sanitarinėje inžinerijoje.
Aliuminis yra sidabriškai baltas lengvasis metalas, kurio tankis 2,7 g/cm3 ir lydymosi temperatūra 660°C. Pasižymi dideliu šilumos ir elektros laidumu bei geru atsparumu korozijai daugelyje agresyvių aplinkų. Kuo grynesnis aliuminis, tuo didesnis jo atsparumas korozijai.
Priklausomai nuo priemaišų kiekio, aliuminis skirstomas į grupes ir klases: didelio grynumo aliuminis A999 – 99,999 % aliuminis, didelio grynumo klasės: A995 – 99,995 %, A99 – 99,99 %, A97 – 99,97 %, A95 – 99,95 % aliuminis, techninis grynumas su priemaišų kiekiu OD5 ... 1,0 %: A85, A8, A7, A6, A5, AO. Pavyzdžiui, A85 klasė reiškia, kad metale yra 99,85% aliuminio, o AO klasė reiškia 99% aliuminio. Techniškai kaltas aliuminis pažymėtas ADO ir AD1. Aliuminyje kaip priemaišos gali būti Fe, Si, Cu, Mn, Zn ir kt.
Techniniu pagrindu visi aliuminio lydiniai skirstomi į 2 klasės:
Lietas ir nedeformuojantis.
Duraliuminis yra labiausiai paplitę šios grupės lydiniai, kurių pagrindą sudaro aliuminis, varis ir magnis. Duraliuminiai pasižymi didelio stiprumo ir plastiškumo deriniu, jie gerai deformuojasi karštomis ir šaltomis sąlygomis.
Siluminai- tai yra bendras aliuminio lydinių, kurių sudėtyje yra silicio (4...13%, o kai kuriose klasėse iki 23%) ir kai kurių kitų elementų, grupės pavadinimas. Siluminai pasižymi aukštomis liejimo savybėmis, pakankamai dideliu stiprumu, padidintu atsparumu korozijai, gerai apdorojami pjaustant.
Skysto metalo terpės įtakos deformuojamai medžiagai laipsnis priklauso nuo jos terminio ir termomechaninio apdorojimo. Šią įtaką didžiąja dalimi lemia stiprumo lygis ir grūdelių dydis, kurį medžiagos įgyja perdirbdamos. Terminio ir termomechaninio apdorojimo Ho poveikis taip pat yra susijęs su kai kuriomis medžiagos struktūrinės būklės ypatybėmis.V. G. Markovas tyrė skysto alavo poveikį perlitiniam chromo-molibdeno-vanadžio plienui, grūdinamam įvairioje temperatūroje. Grūdinimas visais atvejais atliktas nuo 990°C, o grūdinimas - 270, 370, 470, 570, 670 ir 770°C; grūdinimo trukmė kiekvienoje temperatūroje – 1,5 val.. Iš plieno ruošinių, kuriems buvo atlikti nurodyti terminio apdorojimo režimai, buvo pagaminti bandiniai su cilindrine 6 mm skersmens darbine dalimi, kurių tempimas buvo išbandytas 1,25 mm/min greičiu. Mėginiai buvo tiriami vonioje su skysta alavu ir ore 250/650°C temperatūroje.
Nustatyta, kad didžiausią skystojo metalo poveikį plienas veikia po žemo ir vidutinio grūdinimo (270/470 °C temperatūroje). Taip termiškai apdoroti mėginiai yra trapūs, be plastinių deformacijų, jų tempiamasis stipris yra 1,5-2 kartus mažesnis už takumo ribą ore. Bandiniai, grūdinti 570°C temperatūroje, subyrėja į skardą, niekur nebūna plastinių deformacijų; jų įtempimo diagrama baigiasi tolygios deformacijos srityje. Grūdinimas 670°C temperatūroje dar labiau susilpnina alavo poveikį plienui. Šiuo atveju ore ir alavo bandinių takumo riba, atsparumas tempimui ir vienodas pailgėjimas yra vienodi; skysto metalo įtaka išreiškiama tik koncentruoto pailgėjimo sumažėjimu. Mėginiai, grūdinti 770 ° C temperatūroje, neparodė jokio skysto metalo terpės poveikio.
Taigi, padidėjus grūdinimo temperatūrai, sumažėja skysto metalo poveikis perlitinio plieno mechaninėms savybėms. Pagrindinė poveikio susilpnėjimo priežastis šiuo atveju, matyt, yra sumažėjęs plieno stiprumas. Taigi, ribinis stipris ore nuolat kinta nuo maždaug 130 kg/mm2 atkaitinus 270°C temperatūroje iki 55 kg/mm2 grūdinus 670°C temperatūroje.
Panašūs plieno 30KhGSA terminio apdorojimo įtakos skysto alavo ir alavo-švino lydmetalio poveikio dydžiui dėsningumai nustatyti darbuose, jų rezultatai aptarti aukščiau (žr. 35 lentelę). Straipsnyje pažymima, kad perlitinio chromo-nikelio ir anglinio plieno grūdinimas aukštoje temperatūroje sumažina jų jautrumą išlydyto lydmetalio poveikiui.
Darbo autoriai tyrė gyvsidabrio kambario temperatūroje poveikį krituliais kietėjančių aliuminio lydinių mechaninėms savybėms priklausomai nuo senėjimo trukmės. Ant pav. 88 parodyti aliuminio lydinio, legiruoto su 4,5 % Cu, 0,6 % Mn ir 1,5 % Mg, bandymų rezultatai. Galima pastebėti, kad lydinio senėjimo trukmės padidėjimas, lydimas kietėjimo ore, smarkiai sumažina jo stiprumą skystame gyvsidabriu. Įdomu tai, kad net nedidelis lydinio sukietėjimas senėjimo proceso pradžioje sukelia stiprią skysto metalo įtaką. Tai rodo skysto metalo terpės poveikio priklausomybę nuo medžiagos struktūrinės būklės.
Kiek kitoks skysto metalo (gyvsidabrio su 2% Na) poveikio pobūdis buvo pastebėtas senstant Cu-2% Be lydiniui. Iš pav. 89 darytina išvada, kad lydinio bandymas skystame metale neiškraipo (kokybine prasme) senėjimo poveikio jo takumo ribai. Šiuo atveju stebimi įprasti kietėjimo, o paskui minkštėjimo (didėjant poveikiui) etapai, susiję su per dideliu lydinio senėjimu. Kalbant apie skysto metalo poveikį santykiniam medžiagos pailgėjimui, jis buvo panašus į darbe nustatytą poveikį stiprumui, t.y., terpės poveikis, išreikštas santykinio pailgėjimo sumažėjimu, didėja kietėjant. lydinio ir turi didžiausią vertę maksimaliai sukietėjus. Per didelis lydinio senėjimas sumažina skysto metalo dangos trapumą.
Ant pav. 89 taip pat pateikiami vario-berilio lydinio, kuris po sukietėjimo buvo kietinamas darbiniu būdu, bandymų rezultatai. Toks apdorojimas prisideda prie dar didesnio lydinio stiprinimo senstant, o santykinio pailgėjimo sumažėjimas yra daug mažiau ryškus. Pavyzdžiui, didžiausias pailgėjimo sumažėjimas po grūdinimo ir apdirbimo buvo apie 60%, o po vieno grūdinimo – beveik 100%.
Darbo grūdinimas po lydinio terminio apdorojimo, kaip parodyta darbuose, paprastai nekeičia skysto metalo poveikio. Taigi vario ir berilio lydinio sukietėjimas po grūdinimo ir sendinimo 370 ° C temperatūroje 0,5 ir 12 valandų, t. y. iki kietėjimo piko ir po jo (žr. 89 pav.), poveikis nei sustiprėja, nei susilpnėja. skysto metalo terpėje. Lydinys, kuris buvo maksimaliai sukietėjęs terminio apdorojimo metu (gesinimas ir sendinimas 370°C temperatūroje 1 val.), padidino aplinkos poveikį, padidėjus darbinio grūdinimo laipsniui.
Termomechaninis medžiagos apdorojimas daugeliu atvejų leidžia padidinti jos stiprumą skysto metalo terpėje. Darbuose tirta termomechaninio apdorojimo įtaka 40X plieno mechaninėms savybėms ore ir sąlytyje su Pb-Sn eutektika. Buvo išbandyti 10 mm skersmens cilindriniai bandiniai su apskrita įpjova. Medžiaga buvo apdorota įtempių koncentratoriaus zonoje. Mėginys buvo sumontuotas ant specialios mašinos ir šildomas leidžiant per jį elektros srovę iki austenitizacijos temperatūros; po to atšaldoma iki 400/600°C temperatūros, prie kurios koncentratorius buvo įleidžiamas profiliuotais volais. Pradinis tekinimo staklėmis padaryto pjūvio gylis buvo 1 mm, spindulys viršuje – 0,2 mm, kampas – 0,8 rad. Valcuojant volais, įpjovos gylis padidėjo iki 1,5 mm, spindulys išliko nepakitęs. Po įpylimo mėginys buvo gesinamas aliejuje, po to grūdinamas. Be termomechaninio apdorojimo valcuojant voleliais, taip pat buvo naudojamas apdorojimas su bandinio deformacija sukimo būdu. Taip pat įvertinta apdirbimo grūdinimo kambario temperatūroje įtaka skysto metalo poveikiui plienui po grūdinimo ir normalizavimo.
Iš tų, kurie pavaizduoti fig. 90 įtempimo diagramų rodo, kad esant 400 ir 500 ° C temperatūrai, sukietėję pavyzdžiai sunaikinami veikiant skystam metalui elastingoje srityje, dėl to daug kartų sumažėja stiprumas. Tam tikras stiprumo padidėjimas pasiekiamas bandinių darbiniu grūdinimu, valcavimu voleliais kambario temperatūroje ir termomechaniniu apdorojimu sukimo pagalba. Didžiausias stiprumo padidėjimas atsiranda dėl termomechaninio apdorojimo, naudojant valcavimo pavyzdžius su voleliais. Tačiau, nors dėl šio apdorojimo labai padidėja bandinių plastiškumas, kai bandoma ore, bandant lydalą, mėginiai sugenda. Pažymėtina, kad termomechaninio apdorojimo metodas, kuris pasirodė esąs efektyvus plienui 40X, nedavė teigiamo rezultato plienui 2X13 nei bandant ore, nei Pb-Sn eutektiniame lydyte. Skysto metalo įtakos laipsnis šiuo atveju buvo maždaug toks pat kaip po grūdinimo ir grūdinimo, todėl plienui buvo suteiktas toks pat stiprumo ir lankstumo lygis.
Aukščiau pateikti duomenys rodo, kad medžiagos stiprumo padidėjimas dėl terminio ar termomechaninio apdorojimo, kaip taisyklė, padidina skysto metalo poveikį. Plieno 40Kh kietėjimo Pb-Bi eutektikoje poveikis, paleidus įtempių koncentratorių su ritinėliais, akivaizdžiai daugiausia susijęs su gniuždymo įtempių atsiradimu bandinio paviršiniame sluoksnyje, nes termomechaninis apdorojimas tuo pačiu režimu, bet su deformacija. bandinio sukimo būdu, neduoda panašių rezultatų. Struktūrinis veiksnys, matyt, turi įtakos skysto metalo terpės veikimo laipsniui, kai bandoma dispersija sustiprintų lydinių. Reikėtų tikėtis, kad terpės įtaka šiems lydiniams padidės, nes juose gali atsirasti didelės įtempių koncentracijos smulkiai išsisklaidžiusių nuosėdų srityje, kurios yra rimtos kliūtys dislokacijų judėjimui.
02.01.2020
Kasybos ir perdirbimo pramonė apima ritininius smulkintuvus. Didžiojoje Britanijoje pirmoji tokia mašina buvo sukurta 1908 m. Maldynių kasykloje...
02.01.2020
Sunku įsivaizduoti normalų šiuolaikinio biuro funkcionavimą be atitinkamų baldų. Tai darbo stalai, foteliai, kėdės, įvairios lentynos ir...
02.01.2020
Putų betonas yra skystas betono mišinys, kuris sukietėja proceso metu ir supjaustomas į projektui reikalingas formas. Putų betonas gaminamas iš cemento, smėlio,...
30.12.2019
Nauji bendravimo metodai veikia laisvalaikio lygį šiuolaikiniai žmonės. Šiandien azartinių lošimų vartotojai nori išnaudoti visas...
30.12.2019
Šiuolaikinėje statyboje plačiai naudojami poliniai pamatai. Jie kreipiasi į jį statydami tiek privačius pastatus, tiek didelį nekilnojamąjį turtą, įskaitant mažmeninę prekybą ...
30.12.2019
Rizikos ir įspūdžių mėgėjams internetas atveria daug galimybių. Lošimo automatai yra pati populiariausia azartinių lošimų pramogų rūšis....
29.12.2019
Korpusiniai baldai šiandien yra populiariausias pasirinkimas tarp visų esamų. Šio tipo baldų ypatybė yra ta, kad jie pagaminti iš medienos plokščių, ...
Termomechaninis apdirbimas apima plastinę deformaciją, kuri turi įtakos konstrukcijos susidarymui terminio metalo apdorojimo metu. Plastinė deformacija keičia pasiskirstymo pobūdį ir padidina defektų tankį kristalinėje gardelėje, o tai savo ruožtu stipriai veikia struktūros formavimosi pobūdį fazių transformacijų metu. Taigi, po TMT lydinyje susidaro struktūra su padidintu kristalinės struktūros defektų tankiu, dėl ko įgyjamos naujos mechaninės savybės.
Plienui daugiausia naudojamas dviejų tipų termomechaninis apdorojimas - žemos temperatūros ir aukštos temperatūros.
LTMT metu peršaldytas austenitas deformuojasi padidinto stabilumo srityje, bet būtinai žemiau perkristalizacijos pradžios temperatūros. Po to virsta martensitu (53 pav.). Kaip galutinis terminis apdorojimas, atliekamas žemas grūdinimas.
Plieno kietėjimo LTMT metu priežastis – deformuoto austenito dislokacijos struktūros paveldėjimas dėl martensito. Išnirimai formuojantis martensitui neišnyksta, o iš pradinės fazės perkeliami į naują, t.y. martensitas paveldi deformuotą austenito pagrindą. Didelis anglies atomų ir karbido inkliuzų fiksuotų dislokacijų tankis lemia didelį stiprumą ir priimtiną plastiškumo lygį.
Ryžiai. 53 Žemos temperatūros schema (LTMO)
termomechaninis plieno apdirbimas
LTMT taikomas tik legiruotiems plienams, kurių peršaldyto austenito stabilumas yra pakankamas. Be to, LTMT reikalinga galinga deformuojanti įranga.
Atliekant HTMT, austenitas deformuojamas jo stabilumo aukštoje temperatūroje srityje, o po to užgesinamas dėl martensito (54 pav.). Po grūdinimo seka žemas grūdinimas.
Ryžiai. 54 Aukštos temperatūros schema (HTMT)
termomechaninis plieno apdirbimas.
HTMT režimas parenkamas taip, kad iki martensitinės transformacijos pradžios austenitas turėtų išsivysčiusią daugiakampę struktūrą. Deformacijos laipsnis neturėtų būti per didelis, kad nesukeltų perkristalizavimo, dėl kurio sumažėja kietėjimas. Pasibaigus deformacijai, būtina nedelsiant gesinti, kad būtų išvengta statinės perkristalizacijos ir išlaikytų deformuotą struktūrą iki martensitinės transformacijos pradžios. Martensito kristalai neperžengia austenito subgrūdelių, todėl jie smarkiai šlifuoja ir įgauna aukštą savybių rinkinį.
Svarbiausias HTMT privalumas yra galimybė vienu metu padidinti stiprumą ir atsparumą lūžiams. Be to, HTMT nereikia galingos specializuotos įrangos.
6. Cheminis-terminis plieno apdorojimas
6.1. bendrosios charakteristikos cheminis-terminis plieno apdorojimas
Cheminis terminis apdorojimas (CHT) – tai plieno paviršiaus prisotinimas kai kuriais cheminiais elementais, būtent nemetalais ir metalais (pavyzdžiui, anglimi, azotu, aliuminiu, chromu ir kt.), jiems difuzijos būdu iš išorinės aplinkos atominėje būsenoje. aukštoje temperatūroje. Vykstant šiems procesams būtinai keičiasi gaminių paviršinių sluoksnių cheminė sudėtis, mikrostruktūra ir savybės. CTO ruošiniai kaitinami bet kurioje chemiškai aktyvioje aplinkoje. Pagrindiniai apdorojimo parametrai yra kaitinimo temperatūra ir laikymo laikas. CTO paprastai atliekamas ilgą laiką. Proceso temperatūra parenkama konkrečiai kiekvienam apdorojimo tipui.
Pagrindiniai bet kokio tipo CTO procesai yra disociacija, absorbcija ir difuzija.
Disociacija – skilimas cheminis junginys gauti cheminius elementus aktyvesnėje, atominėje būsenoje. Absorbcija - nurodytų nemetalų atomų dalies paviršiaus absorbcija. Difuzija – absorbuoto elemento judėjimas gilyn į gaminį. Visų trijų procesų greitis būtinai turi atitikti vienas kitą. Absorbcijai ir difuzijai būtina, kad prisotinantis elementas sąveikautų su netauriuoju metalu, kad susidarytų kietas tirpalas arba cheminis junginys, nes jei to nėra, cheminis terminis apdorojimas neįmanomas.
Pagrindiniai cheminio-terminio plieno apdorojimo tipai yra karburizavimas, nitridavimas, nitrokarburizavimas, cianidavimas ir difuzinis metalizavimas.
Atomų difuzijos į geležies gardelę greitis skiriasi ir priklauso nuo susidarančių fazių sudėties ir struktūros. Kai yra prisotintas anglies arba azoto, kurie sudaro intersticinius kietus tirpalus su geležimi, difuzija vyksta greičiau nei prisotinta metalų, kurie sudaro pakaitinius kietus tirpalus. Todėl šiuo atveju naudojama aukštesnė temperatūra ir ilgesnis apdorojimo laikas, tačiau nepaisant to, gaunamas plonesnis sluoksnio storis nei azotuojant ir ypač karbiuruojant.
Nustatant difuzinio sluoksnio storį, gautą prisotinus plieną vienu ar kitu elementu, dažniausiai nurodoma ne visa jo vertė su pasikeitusia sudėtimi, o tik gylis iki tam tikro kietumo ar struktūros (efektyvaus storio).
Skirtingai nuo tikrojo terminio cheminio-terminio ir termomechaninio apdorojimo, be šiluminio poveikio, atitinkamai yra ir cheminis bei deformacinis metalo poveikis. Tai apsunkina bendrą struktūros ir savybių pokyčių vaizdą terminio apdorojimo metu.
Įranga cheminiam-terminiam ir termomechaniniam apdorojimui atlikti, kaip taisyklė, yra sudėtingesnė nei faktiniam terminiam apdorojimui. Be įprastų šildymo prietaisų, tai apima, pavyzdžiui, kontroliuojamos atmosferos kūrimo įrenginius, plastinės deformacijos įrangą.
Žemiau aptariame bendrus struktūros ir savybių pokyčių dėsningumus cheminio-terminio ir termomechaninio apdorojimo metu bei jų atmainas.
„Metalų terminio apdorojimo teorija“,
I. I. Novikovas
HTMT metu austenitas deformuojamas jo termodinaminio stabilumo srityje, o po to gesinamas martensitui (žr. pav. Legiruotojo plieno apdirbimo schemą). Po gesinimo atliekamas žemas grūdinimas. Pagrindinis įprastinio terminio apdorojimo su deformaciniu (valcavimo kalimo) kaitinimu tikslas yra pašalinti specialų kaitinimą grūdinimui ir taip gauti ekonominį efektą. Pagrindinis HTMT tikslas yra pagerinti mechanines savybes...
Didelis susidomėjimas yra HTMT sukietėjimo paveldėjimo ("grįžtamumo") reiškinys, kurį atrado ML Bernsteinas pakartotinio terminio apdorojimo metu. Paaiškėjo, kad HTMT grūdinimas išsaugomas, jei plienas pakartotinai grūdinamas trumpai veikiant kaitinimo temperatūrą grūdinimui arba jei HTMT grūdintas plienas pirmiausia yra stipriai grūdinamas, o po to vėl grūdinamas. Pavyzdžiui, plieno 37XH3A tempiamasis stipris po HTMT pagal režimą ...
Plieno TMT procesai buvo intensyviai tiriami nuo šeštojo dešimtmečio vidurio, ieškant naujų būdų, kaip padidinti konstrukcijos stiprumą. Žematemperatūrinis termomechaninis apdorojimas (LTMT) LTMT metu peraušintas austenitas deformuojamas padidinto stabilumo srityje, bet būtinai žemiau perkristalizacijos pradžios temperatūros ir po to (virsta martensitu. Po to atliekamas žemas grūdinimas (ne) parodyta paveiksle). Apdorojimo schema...
HTMT naudojimą riboja šie veiksniai. Lydinys gali skirtis tokiu siauru gesinimo kaitinimo temperatūrų diapazonu, kad praktiškai neįmanoma išlaikyti karšto darbo temperatūros tokiose siaurose ribose (pavyzdžiui, ± 5 ° C D16 duraliuminio). Optimalus karštosios deformacijos temperatūros diapazonas gali būti žymiai mažesnis nei temperatūros diapazonas kaitinant gesinant. Pavyzdžiui, spaudžiant aliuminio lydinius…
PTMT esmė slypi tame, kad pusgaminis, gautas po karštosios deformacijos neperkristalizuotoje būsenoje, išlaiko neperkristalizuotą struktūrą net kaitinant gesinimui. PTMT nuo HTMT skiriasi tuo, kad yra atskirtos karštosios deformacijos ir kaitinimo gesinant operacijos (žr. pav. Termomechaninis sendinimo lydinių apdorojimas). PTMT plačiai naudojamas pusgaminių iš aliuminio lydinių gamybos technologijoje. Praėjo daug laiko...
HTMT atliekama karštoji deformacija, gesinimas nuo deformacijos, kaitinimas ir senėjimas (žr. Senstančių lydinių termomechaninio apdorojimo schemos paveikslą). Karštosios deformacijos metu didėja dislokacijų tankis ir atsiranda karštas kietėjimas, kuris gali būti iš dalies arba visiškai pašalintas pačios deformacijos metu, vystantis dinaminei poligonizacijai ir dinaminei rekristalizacijai. Įtempių ir deformacijų kreivė turi srauto įtempių padidėjimo atkarpą, ...
Paveikslėlyje parodytos pagrindinės sendinimo lydinių TMT schemos. Nelygios linijos rodo plastinę deformaciją. Sendinimo lydinių termomechaninio apdorojimo schemos Žematemperatūrinis termomechaninis apdorojimas (LTMT) Sendinimo lydinių LTMT yra pirmasis (30 s) ir plačiausiai pramonėje naudojamas termomechaninis apdorojimas. Pagrindinis LTMT tikslas – didinti stiprumo savybes. Naudojant LTMT, lydinys pirmiausia yra kietinamas įprastiniu būdu, ...
Pirmiausia panagrinėkime šaltos deformacijos poveikį zonos senėjimui. Atrodytų, kad deformacija, didindama dislokacijų tankį ir laisvų darbo vietų koncentraciją, turėtų paspartinti zonos senėjimą. Bet, pirma, zonos susidaro homogeniškai, o ne ant dislokacijų, antra, dislokacijos yra veiksmingos vietos laisvų darbo vietų kriauklėms. Labai stipri plastinė deformacija padidina laisvų darbo vietų koncentraciją (laisvų darbo vietų skaičiaus ir atomų skaičiaus santykį) tik 10-6, ...
LTMT panaudojimo efektyvumą lemia tai, kuri kietėjimo fazė išsiskiria senstant. Taigi, pavyzdžiui, papildomas sukietėjimas dėl deformacijos įvedimo prieš dirbtinį senėjimą Al-Cu-Mg lydiniams (kietiklis - fazė S) yra didesnis nei Al-Cu lydinių (kietiklis - fazė θ´). Kaitinant senėjimui po šaltos deformacijos, rekristalizacija, kaip taisyklė, nevyksta, bet ...
kad pasikeistų specifikacijas metalo, jo pagrindu galite sukurti lydinį ir pridėti prie jo kitų komponentų. Tačiau yra ir kitas būdas pakeisti metalo gaminio parametrus – metalo terminis apdorojimas. Su jo pagalba galite paveikti medžiagos struktūrą ir pakeisti jos savybes.
Metalo terminis apdorojimas – tai eilė procesų, leidžiančių pašalinti detalės liekamąjį įtempimą, pakeisti vidinę medžiagos struktūrą ir pagerinti eksploatacines savybes. Metalo cheminė sudėtis po kaitinimo nesikeičia. Tolygiai kaitinant ruošinį, keičiasi medžiagos struktūros grūdelių dydis.
Istorija
Metalo terminio apdorojimo technologija žmonijai buvo žinoma nuo seniausių laikų. Viduramžiais kalviai kalavijų ruošinius šildydavo ir aušindavo vandeniu. Iki XIX amžiaus žmogus išmoko apdoroti ketų. Kalvis įdėjo metalą į konteinerį pilna ledo ir apibarstyti cukrumi. Tada prasideda vienodo šildymo procesas, trunkantis 20 valandų. Po to ketaus ruošinį buvo galima padirbti.
XIX amžiaus viduryje rusų metalurgas D.K.Černovas dokumentavo, kad kaitinant metalą keičiasi jo parametrai. Nuo šio mokslininko kilo mokslas – medžiagų mokslas.
Kam skirtas terminis apdorojimas?
Įrangos dalys ir ryšių mazgai, pagaminti iš metalo, dažnai patiria didelį stresą. Be slėgio, jie gali būti veikiami kritinės temperatūros. Kad atlaikytų tokias sąlygas, medžiaga turi būti atspari dilimui, patikima ir patvari.
Įsigytos metalinės konstrukcijos ne visada gali ilgai atlaikyti apkrovas. Kad jie tarnautų daug ilgiau, metalurgijos meistrai taiko terminį apdorojimą. Kaitinant ir po jo, metalo cheminė sudėtis išlieka ta pati, tačiau charakteristikos keičiasi. Terminis apdorojimas padidina medžiagos atsparumą korozijai, atsparumą dilimui ir stiprumą.
Terminio apdorojimo privalumai
Metalo ruošinių terminis apdorojimas yra privalomas procesas, kai kalbama apie ilgalaikio naudojimo konstrukcijas. Ši technologija turi keletą privalumų:
- Padidėjęs metalo atsparumas dilimui.
- Pagamintos detalės tarnauja ilgiau, sumažėja brokuotų ruošinių skaičius.
- Pagerina atsparumą korozijos procesams.
Metalinės konstrukcijos po terminio apdorojimo atlaiko dideles apkrovas, pailgėja jų tarnavimo laikas.
Plieno terminio apdorojimo rūšys
Metalurgijoje naudojami trys plieno apdirbimo būdai: techninis, termomechaninis ir cheminis-terminis. Kiekvienas iš pateiktų terminio apdorojimo būdų turi būti aptartas atskirai.
Atkaitinimas
Variantas ar kitas metalo techninio apdirbimo etapas. Šis procesas reiškia vienodą metalinio ruošinio kaitinimą iki tam tikros temperatūros ir vėlesnį jo aušinimą natūraliu būdu. Po atkaitinimo išnyksta vidinis metalo įtempis ir jo nehomogeniškumas. Medžiaga suminkštėja nuo karščio. Vėliau apdoroti lengviau.
Yra du atkaitinimo tipai:
- Pirmoji rūšis. Nežymiai pakinta metalo kristalinė gardelė.
- Antroji rūšis. Prasideda faziniai medžiagos struktūros pokyčiai. Jis taip pat vadinamas visišku metalo atkaitinimu.
Temperatūros diapazonas šio proceso metu yra nuo 25 iki 1200 laipsnių.
grūdinimas
Kitas techninio apdorojimo etapas. Metalo grūdinimas atliekamas siekiant padidinti ruošinio stiprumą ir sumažinti jo lankstumą. Produktas pašildomas iki kritinės temperatūros, o po to greitai atšaldomas panardinant į vonią su įvairiais skysčiais. Grūdinimo tipai:
- dviejų pakopų aušinimas. Iš pradžių ruošinys atšaldomas iki 300 laipsnių vandeniu. Po to dalis dedama į vonią, užpildytą aliejumi.
- Vieno skysčio naudojimas. Jei apdorojamos smulkios dalys, naudojama alyva. Dideli ruošiniai aušinami vandeniu.
- Žingsniavo. Po kaitinimo ruošinys atšaldomas išlydytose druskose. Po to jis dedamas į gryną orą, kol visiškai atvės.
Taip pat galima išskirti izoterminį grūdinimo tipą. Tai panašu į laipsnišką, tačiau keičiasi ruošinio laikymo išlydytose druskose laikas.
Termomechaninis apdorojimas
Tai tipiškas plieno terminio apdorojimo būdas. Šiam procesui naudojama slėginė įranga, šildymo elementai ir aušinimo bakai. Esant skirtingoms temperatūroms, ruošinys kaitinamas, tada atsiranda plastinė deformacija.
Atostogos
Tai paskutinis techninio plieno terminio apdorojimo etapas. Šis procesas atliekamas po sukietėjimo. Padidėja metalo klampumas, pašalinamas vidinis įtempis. Medžiaga tampa patvaresnė. Galima atlikti įvairiomis temperatūromis. Tai keičia patį procesą.
Kriogeninis apdorojimas
Pagrindinis skirtumas tarp terminio apdorojimo ir kriogeninio poveikio yra tas, kad pastarasis reiškia ruošinio aušinimą. Šios procedūros pabaigoje detalės tampa tvirtesnės, nereikalauja grūdinimo, geriau šlifuojamos ir poliruojamos.
Sąveikaujant su aušinimo terpėmis temperatūra nukrenta iki minus 195 laipsnių. Aušinimo greitis gali skirtis priklausomai nuo medžiagos. Norint atvėsinti gaminį iki norimos temperatūros, naudojamas procesorius, kuris generuoja šaltį. Ruošinys tolygiai atšaldomas ir tam tikrą laiką lieka kameroje. Po to išimama ir leidžiama pačiam sušilti iki kambario temperatūros.
Cheminis terminis apdorojimas
Kitas terminio apdorojimo būdas, kai ruošinys kaitinamas ir veikiamas įvairių cheminių elementų. Ruošinio paviršius nuvalomas ir padengiamas cheminiais junginiais. Šis procesas atliekamas prieš grūdinimą.
Meistras gali prisotinti gaminio paviršių azotu. Norėdami tai padaryti, jie įkaista iki 650 laipsnių. Kaitinamas ruošinys turi būti kriogeninėje atmosferoje.
Spalvotųjų metalų lydinių terminis apdorojimas
Pateikti metalų terminio apdorojimo tipai netinka įvairių tipų lydiniams ir spalvotiesiems metalams. Pavyzdžiui, dirbant su variu, atliekamas rekristalizacinis atkaitinimas. Bronza įkaista iki 550 laipsnių. Jie dirba su žalvariu 200 laipsnių temperatūroje. Aliuminis iš pradžių grūdinamas, vėliau atkaitinamas ir sendinamas.
Metalo terminis apdorojimas laikomas būtinu procesu gaminant ir toliau naudojant pramoninės įrangos, mašinų, orlaivių, laivų ir kitos įrangos konstrukcijas ir dalis. Medžiaga tampa tvirtesnė, patvaresnė ir atsparesnė korozijos procesams. Proceso pasirinkimas priklauso nuo naudojamo metalo ar lydinio.