Termomekanisk bearbeiding av metaller er et sett med operasjoner for deformasjon, oppvarming og avkjøling, som et resultat av at dannelsen av den endelige strukturen og egenskapene til materialet skjer under forhold med økt tetthet og optimal fordeling av strukturelle ufullkommenheter skapt av plastisk deformasjon.
Termomekanisk behandling av stål utføres hovedsakelig i henhold til tre ordninger: høy temperatur (HTMT), lav temperatur (LTMT) og foreløpig termomekanisk behandling (PTMT).
hovedide høy temperatur behandling består i å velge valse- og kjølemodus etter valsing, noe som sikrer produksjon av fint og jevnt korn i det ferdige produktet.
Lav temperatur behandling består av oppvarming av stål til 1000..L 100 °C, rask avkjøling til temperaturen til den metastabile tilstanden av austenitt (400...600 °C) og en høy grad (opptil 90 % og over) av deformasjon ved denne temperaturen . Etter dette utføres herding for martensitt og temperering ved 100...400 °C. Resultatet er en betydelig økning i styrke sammenlignet med HTMO, men lavere duktilitet og seighet. Denne metoden gjelder nesten bare legert stål.
Foreløpig termomekanisk behandling preget av enkelheten til den teknologiske prosessen: kald plastisk deformasjon (øker dislokasjonstettheten), pre-rekrystalliseringsoppvarming (gir polygonisering av ferrittstrukturen), bråkjøling og temperering.
19. Kobber og kobberbaserte legeringer. Merking av bronse og messing. Anvendelse av kobberbaserte legeringer i sanitærteknikk.
Kobber- et tyktflytende, tyktflytende metall med rød farge (rosa når det er ødelagt), i svært tynne lag ser det grønnblått ut når det sees gjennom lys.
Egenskapene til det resulterende produktet avhenger av renheten, og nivået av urenheter bestemmer dets karakter: MOOk - minst 99,99% kobber, MOK - 99,97%, M1K - 99,95%, M2k - 99,93% kobber, etc. merker etter bokstaven M (kobber) indikerer det betingede antallet av renhet, og deretter bokstaven metoden og betingelsene for å oppnå kobber: k - katode; b - oksygenfri; p - deoksidert; f - deoksidert av fosfor. Skadelige urenheter som reduserer de mekaniske og teknologiske egenskapene til kobber og dets legeringer er bly, vismut, svovel og oksygen. Innholdet i kobber er strengt begrenset: vismut - ikke mer enn 0,005%, bly - 0,05%, etc.
Kobber er et tungt ikke-jernholdig metall. Tettheten er 8890 kg/m 3, smeltepunktet er 1083 °C. Rent kobber har høy elektrisk og termisk ledningsevne.
Kobber har høy duktilitet og utmerket bearbeidbarhet under kaldt og varmt trykk, gode støpeegenskaper og tilfredsstillende skjærebearbeidbarhet. De mekaniske egenskapene til kobber er relativt lave: strekkfastheten er 150...200 MPa, relativ forlengelse er 15...25%.
Binære eller flerkomponentlegeringer av kobber med sink og andre elementer kalles messing.
Messing er merket med bokstaven L (messing), etterfulgt av tall som indikerer prosentandelen kobber. For eksempel inneholder L68 messing 68% kobber, resten er sink. Hvis messingen er flerkomponent, setter de etter bokstaven L symbolet for andre elementer (A - aluminium, F - jern, N - nikkel, K - silisium, T - titan, Mts - mangan, O - tinn, C - bly, C - sink og etc.) og tall som indikerer deres gjennomsnittlige prosentandel i legeringen. Rekkefølgen på bokstaver og tall er forskjellig i smidd og støpt messing. I støpt messing er det gjennomsnittlige innholdet av legeringskomponenten angitt umiddelbart etter bokstaven som indikerer navnet.
Bronse- en legering av kobber med tinn, aluminium, bly og andre elementer, hvorav sink og nikkel ikke er de viktigste. Sink og nikkel kan innføres i bronse bare som ekstra legeringselementer. I henhold til den kjemiske sammensetningen er bronse delt inn i tinn til tinnløs.
Bronse er merket med bokstavene Br, etterfulgt av alfabetiske og numeriske betegnelser for elementene som finnes unntatt kobber. Betegnelsen på elementer i bronse er den samme som ved merking av messing. Tilstedeværelsen av kobber i merket er ikke indikert, og innholdet bestemmes av forskjellen. I kvaliteter av bronse behandlet ved trykk, er navnene på legeringselementer angitt i synkende rekkefølge etter konsentrasjon, og på slutten av karakteren er deres gjennomsnittlige konsentrasjoner angitt i samme sekvens. For eksempel inneholder bronsekvalitet BrOTsS4-4-2.5 4 % tinn og sink, 2,5 % bly, resten er kobber. I karakterer av støpt bronse (GOST 613 og 493), etter hver betegnelse av et legeringselement er innholdet indikert. Hvis sammensetningene av støping og trykkbehandlet bronse overlapper hverandre, for eksempel BrA9ZZL.
20. Aluminium og aluminiumsbaserte legeringer. Anvendelse av aluminiumsbaserte legeringer i sanitærteknologi.
Aluminium er et sølvhvitt lettmetall med en tetthet på 2,7 g/cm3 og et smeltepunkt på 660 °C. Den er preget av høy termisk og elektrisk ledningsevne og god korrosjonsmotstand i mange aggressive miljøer. Jo renere aluminium, desto høyere korrosjonsbestandighet.
Avhengig av innholdet av urenheter er aluminium delt inn i grupper og kvaliteter: høyrent aluminium A999 - 99,999% aluminium, høy renhetsgrad: A995 - 99,995%, A99 - 99,99%, A97 - 99,97%, A95 - % aluminum, A95 - % aluminum, renhet med urenhetsinnhold OD5...1,0%: A85, A8, A7, A6, A5, AO. For eksempel betyr A85-kvaliteten at metallet inneholder 99,85% aluminium, og AO-klassen betyr 99% aluminium. Teknisk deformerbart aluminium er merket ADO og AD1. Fe, Si, Cu, Mn, Zn, etc. kan være tilstede som urenheter i aluminium.
I henhold til tekniske egenskaper er alle aluminiumslegeringer delt inn i 2 klasser:
Støpbar og ikke-deformerbar.
Duralumins er de vanligste legeringene i denne gruppen, basert på aluminium, kobber og magnesium. Duralumin kjennetegnes av en kombinasjon av høy styrke og duktilitet, og deformeres lett i varme og kalde tilstander.
Siluminer er det generelle navnet på en gruppe støpelegeringer basert på aluminium som inneholder silisium (4...13 % og i noen merker opptil 23 %) og noen andre elementer. Siluminer har høye støpeegenskaper, ganske høy styrke, økt korrosjonsbestandighet og kan enkelt bearbeides.
Graden av påvirkning av det flytende metallmediet på det deformerte materialet avhenger av dets termiske og termomekaniske behandling. I stor grad bestemmes denne påvirkningen av nivået av styrke og kornstørrelse som materialene får som et resultat av bearbeiding. Imidlertid er effekten av termisk og termomekanisk behandling også forbundet med noen trekk ved materialets strukturelle tilstand.V. G. Markov undersøkte effekten av flytende tinn på perlittiske krom-molybden-vanadium-stål herdet ved forskjellige temperaturer. I alle tilfeller ble herding utført ved 990°C, og herding ved 270, 370, 470, 570, 670 og 770°C; varigheten av herding ved hver temperatur var 1,5 t. Fra stålemner som hadde gjennomgått de spesifiserte varmebehandlingsforholdene ble det laget prøver med en sylindrisk arbeidsdel med en diameter på 6 mm, som deretter ble testet i strekk ved en hastighet på 1,25 mm /min. Prøvene ble testet i et bad av flytende tinn og i luft ved en temperatur på 250/650°C.
Det er fastslått at stål utsettes for den største påvirkningen av flytende metall etter lav og middels herding (ved en temperatur på 270/470 ° C). Prøver som har gjennomgått en slik varmebehandling svikter sprø, uten plastisk deformasjon, deres strekkfasthet er 1,5-2 ganger lavere enn flytegrensen i luft. Prøver temperert ved 570 °C blir ødelagt i tinn ved en viss plastisk deformasjon; strekkdiagrammet deres ender i området med jevn deformasjon. Herding ved 670°C fører til en ytterligere svekkelse av påvirkningen av tinn på stål. I dette tilfellet er flytegrensen, strekkstyrken og jevn forlengelse av prøvene testet i luft og tinn de samme; påvirkningen av flytende metall uttrykkes bare i en reduksjon i konsentrert forlengelse. Prøver temperert ved 770°C avslørte ingen påvirkning av det flytende metallmediet.
En økning i tempereringstemperaturen fører således til en reduksjon i effekten av flytende metall på de mekaniske egenskapene til perlittisk stål. Hovedårsaken til svekkelsen av effekten skyldes i dette tilfellet, tilsynelatende, en reduksjon i stålets styrke. Dermed endres strekkstyrken i luft kontinuerlig fra ca. 130 kg/mm2 etter anløpning ved 270°C til 55 kg/mm2 etter anløping ved 670°C.
Lignende mønstre for påvirkning av varmebehandling av 30KhGSA stål på størrelsen på effekten av flytende tinn og tinn-bly loddemetall ble etablert i verkene, resultatene deres er diskutert ovenfor (se tabell 35). Arbeidet bemerket at høytemperaturtempering av perlitisk krom-nikkel og karbonstål reduserer deres følsomhet for effekten av smeltet loddemetall.
Forfatterne av arbeidet undersøkte effekten av kvikksølv ved romtemperatur på de mekaniske egenskapene til dispersjonsherdende aluminiumslegeringer avhengig av aldringstiden. I fig. 88 viser testresultatene for en aluminiumslegering legert med 4,5 % Cu, 0,6 % Mn og 1,5 % Mg. Det kan sees at en økning i varigheten av aldring av legeringen, ledsaget av herding i luft, fører til et kraftig fall i styrken i et flytende kvikksølvmiljø. Det er interessant at selv en liten styrking av legeringen i begynnelsen av aldringsprosessen forårsaker en sterk påvirkning av det flytende metallet. Dette indikerer avhengigheten av påvirkningen av det flytende metallmediet på materialets strukturelle tilstand.
En litt annen karakter av påvirkningen av det flytende metallet (kvikksølv med 2 % Na) ble observert under aldringen av Cu - 2 % Be-legeringen. Fra fig. 89 følger det at testing av en legering i flytende metall ikke forvrenger (kvalitativt) arten av effekten av aldring på dens flytegrense. I dette tilfellet observeres de vanlige stadiene av herding og deretter mykning (med økende eksponering) forbundet med overaldring av legeringen. Når det gjelder påvirkningen av flytende metall på den relative forlengelsen av materialet, var den lik effekten på styrken etablert i arbeidet, det vil si at effekten av miljøet, uttrykt i en reduksjon i den relative forlengelsen, øker når legeringen herder og er størst ved maksimal herding. Overaldring av legeringen fører til en reduksjon i skjørhetseffekten til det flytende metallbelegget.
I fig. 89 viser også resultatene av testing av en kobber-beryllium-legering utsatt for arbeidsherding etter bråkjøling. Denne behandlingen fremmer enda større styrking av legeringen under aldring, men reduksjonen i relativ forlengelse er mye mindre uttalt. For eksempel var den største reduksjonen i forlengelse etter bråkjøling og arbeidsherding ca. 60 %, mens den etter bråkjøling alene var nær 100 %.
Bruken av kaldherding etter varmebehandling av legeringen, som vist i arbeidene, forårsaker vanligvis ikke en endring i graden av eksponering for det flytende metallet. Herding av en kobber-beryllium-legering etter bråkjøling og aldring ved 370°C i 0,5 og 12 timer, dvs. før og etter toppen av herdingen (se fig. 89), fører ikke til verken forsterkning eller svekkelse av påvirkningen av det flytende metallmiljøet. Legeringen som gjennomgikk maksimal herding under varmebehandling (herding og elding ved 370°C i 1 time) viste økt eksponering for miljøet med økende grad av herding.
Termomekanisk behandling av et materiale gjør det i noen tilfeller mulig å øke styrken i et flytende metallmiljø. Arbeidet undersøkte effekten av termomekanisk behandling på de mekaniske egenskapene til 40X stål i luft og i kontakt med Pb-Sn eutektikk. Sylindriske prøver med en diameter på 10 mm med sirkulært snitt ble testet. Materialet ble behandlet i området til spenningskonsentratoren. Prøven ble installert på en spesiell maskin og oppvarmet ved å føre en elektrisk strøm gjennom den til austenitiseringstemperaturen; deretter ble den avkjølt til en temperatur på 400/600 °C, hvorved konsentratoren ble rullet inn med profilvalser. Den opprinnelige dybden av kuttet som ble gjort på dreiebenken var 1 mm, radius ved spissen var 0,2 mm, og vinkelen var 0,8 rad. Ved å rulle inn med ruller økte skjæredybden til 1,5 mm, radiusen forble uendret. Etter innkjøring ble prøven bråkjølt i olje og deretter temperert. I tillegg til termomekanisk behandling med rullevalser ble det også brukt behandling med torsjonsdeformasjon av prøven. Påvirkningen av kaldherding ved romtemperatur på effekten av flytende metall på stål etter bråkjøling og normalisering ble også vurdert.
Fra de som er vist i fig. 90 strekkdiagrammer viser at ved temperaturer på 400 og 500 ° C blir herdede prøver ødelagt under påvirkning av flytende metall i det elastiske området, og opplever en multippel reduksjon i styrke. En viss styrkeøkning oppnås ved kaldherding av prøver, valsing med ruller ved romtemperatur og termomekanisk behandling ved bruk av torsjon. Den største økningen i styrke oppnås ved termomekanisk bearbeiding ved bruk av rulling av prøver med ruller. Men selv om slik behandling ved testing i luft gir en kraftig økning i duktiliteten til prøvene, svikter prøvene sprø når de testes i smelten. Det skal bemerkes at den termomekaniske behandlingsmetoden, som viste seg å være effektiv for 40X stål, ikke ga positivt resultat for 2X13 stål verken ved testing i luft eller i en Pb-Sn eutektisk smelte. Graden av påvirkning av det flytende metallet i dette tilfellet var omtrent den samme som etter bråkjøling og herding, og ga samme nivå av styrke og duktilitet til stålet.
Dataene ovenfor viser at å øke styrken til et materiale som følge av termisk eller termomekanisk behandling vanligvis fører til økt eksponering for flytende metall. Effekten av forsterkning av 40X stål i Pb-Bi eutektikken etter rulling av spenningskonsentratoren med ruller er åpenbart hovedsakelig assosiert med utseendet av trykkspenninger i overflatelaget til prøven, siden termomekanisk behandling i samme modus, men med deformasjon av prøven ved torsjon, fører ikke til lignende resultater. Den strukturelle faktoren påvirker tilsynelatende graden av påvirkning av det flytende metallmediet ved testing av dispersjonsforsterkede legeringer. Man bør forvente en økning i miljøpåvirkningen på disse legeringene, siden betydelige spenningskonsentrasjoner kan oppstå i dem i området med fint spredte utfellinger, som er alvorlige hindringer for bevegelse av dislokasjoner.
02.01.2020
Enheter i gruve- og prosessindustrien inkluderer valseknusere. Den første slike maskinen ble konstruert i Storbritannia i 1908. I Kreinder-gruven...
02.01.2020
Det er vanskelig å forestille seg den normale funksjonen til et moderne kontor uten passende møbler. Dette inkluderer skrivebord, lenestoler, stoler, ulike hyller og...
02.01.2020
Skumbetong er en flytende betongblanding som stivner under prosessen og kuttes i de formene som kreves for prosjektet. Skumbetong er laget av en blanding av sement, sand,...
30.12.2019
Nymotens kommunikasjonsmetoder påvirker fritidsnivået moderne mennesker. I dag vil gamblingbrukere ha det kjempegøy......
30.12.2019
I moderne konstruksjon er pelfundamenter mye brukt. De henvender seg til det under bygging av både private bygninger og store eiendomsprosjekter, inkludert detaljhandel...
30.12.2019
Internett åpner opp for mange muligheter for elskere av risiko og spenning. Spilleautomater er den mest populære formen for gambling....
29.12.2019
Skapmøbler i dag er det mest populære alternativet blant alle eksisterende. Det særegne ved denne typen møbler er at de er laget av trepaneler,...
Termomekanisk prosessering involverer plastisk deformasjon, som påvirker dannelsen av struktur under termisk eksponering av metallet. Plastisk deformasjon endrer arten av fordelingen og øker tettheten av krystallgitterdefekter, noe som igjen i stor grad påvirker naturen til strukturdannelse under fasetransformasjoner. Således, etter TMT, dannes en struktur med økt tetthet av defekter i den krystallinske strukturen i legeringen, noe som fører til anskaffelse av nye mekaniske egenskaper.
For stål brukes hovedsakelig to typer termomekanisk bearbeiding: lav temperatur og høy temperatur.
Under LTMT deformeres underkjølt austenitt i området med økt stabilitet, men nødvendigvis under temperaturen der rekrystallisering begynner. Etter dette går det over i martensitt (fig. 53). Lavtempering brukes som siste varmebehandling.
Årsaken til forsterkningen av stål under LTMT er arven av dislokasjonsstrukturen til deformert austenitt av martensitt. Dislokasjoner forsvinner ikke under dannelsen av martensitt, men overføres fra den opprinnelige fasen til den nye, d.v.s. martensitt arver understrukturen til deformert austenitt. Den høye tettheten av dislokasjoner festet av karbonatomer og karbidinneslutninger resulterer i høy styrke med et akseptabelt nivå av duktilitet.
Ris. 53 Lavtemperaturkrets (LTMO)
termomekanisk bearbeiding av stål
LTMT gjelder kun for legert stål med et tilstrekkelig nivå av stabilitet av underkjølt austenitt. I tillegg krever utførelse av vitenskapelig og teknisk behandling tilstedeværelse av kraftig deformeringsutstyr.
Under HTMT deformeres austenitt i området med høy temperaturstabilitet, og herdes deretter til martensitt (fig. 54). Herding etterfølges av lav temperering.
Ris. 54 Høytemperaturkrets (HTMO)
termomekanisk bearbeiding av stål.
HTMT-modusen er valgt slik at ved begynnelsen av den martensittiske transformasjonen har austenitten en utviklet polygonisert struktur. Graden av deformasjon bør ikke være for stor, for ikke å forårsake rekrystallisering, noe som reduserer herding. Etter fullført deformasjon er umiddelbar herding nødvendig for å forhindre statisk rekrystallisering og opprettholde den deformerte strukturen ved begynnelsen av den martensittiske transformasjonen. Martensittiske krystaller strekker seg ikke utover austenittunderkornene, noe som forårsaker deres betydelige forfining og et stort utvalg av egenskaper.
Den viktigste fordelen med HTMO er muligheten til å øke både styrke og bruddseighet samtidig. I tillegg kreves det ikke kraftig spesialisert utstyr for å utføre VTMO.
6. Kjemisk-termisk behandling av stål
6.1. generelle egenskaper kjemisk-termisk behandling av stål
Kjemisk-termisk behandling (CHT) er overflatemetningen av stål med visse kjemiske elementer, nemlig ikke-metaller og metaller (for eksempel karbon, nitrogen, aluminium, krom, etc.) gjennom deres diffusjon i atomtilstand fra det ytre miljøet ved høy temperatur. Under disse prosessene endres nødvendigvis den kjemiske sammensetningen, mikrostrukturen og egenskapene til overflatelagene til produktene. Under kjemisk behandling blir delene som behandles oppvarmet i et kjemisk aktivt miljø. De viktigste prosessparametrene er oppvarmingstemperatur og holdetid. CTO utføres vanligvis over lang tid. Prosesstemperaturen velges spesifikt for hver type prosessering.
De primære prosessene for enhver type CTO er dissosiasjon, absorpsjon og diffusjon.
Dissosiasjon - dekomponering kjemisk forbindelse for å oppnå kjemiske elementer i en mer aktiv, atomær tilstand. Absorpsjon er absorpsjon av atomer av spesifiserte ikke-metaller av overflaten av delen. Diffusjon er bevegelsen av et absorbert element dypt inn i produktet. Hastighetene til alle tre prosessene må være i samsvar med hverandre. For absorpsjon og diffusjon er det nødvendig at det mettende elementet samhandler med basismetallet for å danne enten en fast løsning eller en kjemisk forbindelse, siden i fravær av dette er kjemisk-termisk behandling umulig.
Hovedtypene for kjemisk-termisk behandling av stål er karburering, nitrering, nitrokarburering, cyanidering og diffusjonsmetallisering.
Diffusjonshastigheten av atomer inn i jerngitteret er ikke den samme og avhenger av sammensetningen og strukturen til de resulterende fasene. Når den er mettet med karbon eller nitrogen, som danner interstitielle faste løsninger med jern, fortsetter diffusjonen raskere enn når den er mettet med metaller som danner interstitielle faste løsninger. Derfor brukes i dette tilfellet høyere temperaturer og lengre bearbeidingstider, men til tross for dette oppnås en mindre lagtykkelse enn ved nitrering og spesielt karburering.
Ved bestemmelse av tykkelsen på diffusjonslaget oppnådd ved å mette stål med ett eller annet element, er vanligvis ikke dens fulle verdi med endret sammensetning angitt, men bare dybden til en viss hardhet eller struktur (effektiv tykkelse).
I motsetning til selve termisk behandling inkluderer kjemisk-termisk og termomekanisk behandling, i tillegg til termiske effekter, henholdsvis kjemiske og deformasjonseffekter på metallet. Dette kompliserer helhetsbildet av endringer i struktur og egenskaper ved varmebehandling.
Utstyr for kjemisk-termiske og termomekaniske behandlinger er som regel mer komplekst enn for selve varmebehandlingen. I tillegg til konvensjonelle oppvarmingsenheter inkluderer det for eksempel installasjoner for å skape en kontrollert atmosfære, utstyr for plastisk deformasjon.
Nedenfor tar vi for oss de generelle mønstrene for endringer i struktur og egenskaper under kjemisk-termiske og termomekaniske behandlinger og deres varianter.
"Teori om varmebehandling av metaller",
I.I.Novikov
Under HTMT deformeres austenitt i området for sin termodynamiske stabilitet og herdes deretter til martensitt (se figuren for bearbeiding av legert stål). Etter herding utføres en lav temperering. Hovedmålet med konvensjonell varmebehandling med deformasjon (rullesmiing) oppvarming er å eliminere spesiell oppvarming for herding og derved oppnå en økonomisk effekt. Hovedmålet til HTMT er å forbedre de mekaniske egenskapene...
Av stor interesse er fenomenet arv ("reversibilitet") av herding fra HTMT oppdaget av M. L. Bernstein under gjentatt varmebehandling. Det viste seg at herdingen fra HTMT bevares dersom stålet gjenherdes med kort eksponering ved oppvarmingstemperaturen for bråkjøling eller hvis det HTMT-forsterkede stålet først utsettes for høy anløping og deretter gjenherdes. For eksempel, strekkfastheten til stål 37XH3A etter HTMT i henhold til regimet...
Prosessene til TMT av stål begynte å bli intensivt studert på midten av 50-tallet i forbindelse med søket etter nye måter å øke strukturell styrke. Lavtemperatur termomekanisk behandling (LTMT) Under LTMT deformeres superkjølt austenitt i området med økt stabilitet, men alltid under temperaturen ved begynnelsen av rekrystalliseringen og deretter (overgår til martensitt. Etter dette utføres lavtempering (ikke vist i figuren). Behandlingsskjema...
Bruken av HTMO er begrenset av følgende faktorer. Legeringen kan ha et så smalt område for oppvarmingstemperaturer for bråkjøling at det er praktisk talt umulig å holde temperaturen ved varmforming innenfor så snevre grenser (for eksempel innenfor ± 5 °C for D16 duralumin). Det optimale temperaturområdet for varmdeformasjon kan være betydelig lavere enn oppvarmingstemperaturområdet for herding. For eksempel, når du presser aluminiumslegeringer ...
Essensen av PTMT er at det halvferdige produktet oppnådd etter varm deformasjon i en ikke-rekrystallisert tilstand beholder en ikke-rekrystallisert struktur selv når det varmes opp for bråkjøling. PTMT skiller seg fra HTMT ved at operasjonene med varm deformasjon og oppvarming for herding er atskilt (se figur Skjemaer for termomekanisk bearbeiding av aldrende legeringer). PTMO er mye brukt i produksjonsteknologi av halvfabrikata fra aluminiumslegeringer. Det var lenge siden...
Under HTMT utføres varmdeformasjon, herding med deformasjonsoppvarming og aldring (se figur Skjemaer for termomekanisk bearbeiding av aldringslegeringer). Ved varmdeformasjon øker dislokasjonstettheten og det oppstår varmherding, som under selve deformasjonen kan fjernes delvis eller helt som følge av utviklingen av dynamisk polygonisering og dynamisk rekrystallisering. Spennings-tøyningskurven har en seksjon med økende strømningsspenning,...
Figuren viser hoveddiagrammene for TMT av aldrende legeringer. Skrå linjer indikerer plastisk deformasjon. Ordninger for termomekanisk behandling av aldrende legeringer Lavtemperatur termomekanisk behandling (LTMT) LTMT av aldrende legeringer er den første termomekaniske behandlingen (30-tallet) og den mest brukte i industrien. Hovedformålet med NTMO er å øke styrkeegenskaper. I HTMT blir legeringen først utsatt for konvensjonell bråkjøling,...
La oss først vurdere effekten av kalddeformasjon på sonealdring. Det ser ut til at deformasjon, ved å øke dislokasjonstettheten og ledighetskonsentrasjonen, burde akselerere sonealdring. Men for det første kjernener soner homogent, og ikke ved dislokasjoner, og for det andre er dislokasjoner effektive steder for drenering av ledige stillinger. Svært sterk plastisk deformasjon øker ledighetskonsentrasjonen (forholdet mellom antall ledige plasser og antall atomer) med bare 10–6....
Effektiviteten av å bruke LTMO bestemmes av hvilken styrkefase som frigjøres under aldring. Så for eksempel er ytterligere styrking fra introduksjonen av deformasjon før kunstig aldring for Al - Cu - Mg-legeringer (herdemiddel - fase S) større enn for Al - Cu-legeringer (herdemiddel - fase θ´). Ved oppvarming for aldring etter kald deformasjon, forekommer rekrystallisering som regel ikke, men...
for å endre spesifikasjoner metall, kan du lage en legering basert på den og legge til andre komponenter til den. Det er imidlertid en annen måte å endre parametrene til et metallprodukt på - varmebehandling av metallet. Med dens hjelp kan du påvirke strukturen til materialet og endre dets egenskaper.
Varmebehandling av metall er en serie prosesser som lar deg fjerne gjenværende stress fra en del, endre materialets indre struktur og forbedre ytelsen. Den kjemiske sammensetningen av metallet endres ikke etter oppvarming. Når arbeidsstykket er jevnt oppvarmet, endres kornstørrelsen til materialstrukturen.
Historie
Teknologien for varmebehandling av metall har vært kjent for menneskeheten siden antikken. I løpet av middelalderen varmet og avkjølte smeder sverdemner ved hjelp av vann. På 1800-tallet lærte folk å behandle støpejern. Smed legger metall i container full av is, og drysset sukker på toppen. Deretter begynner prosessen med jevn oppvarming, som varer i 20 timer. Etter dette kunne støpejernsblokken smides.
På midten av 1800-tallet dokumenterte den russiske metallurgen D.K. Chernov at når et metall varmes opp, endres parametrene. Fra denne vitenskapsmannen kom vitenskapen om materialvitenskap.
Hvorfor er varmebehandling nødvendig?
Utstyrsdeler og kommunikasjonsenheter laget av metall blir ofte utsatt for store belastninger. I tillegg til eksponering for trykk, kan de bli utsatt for kritiske temperaturer. For å tåle slike forhold må materialet være slitesterkt, pålitelig og holdbart.
Kjøpte metallkonstruksjoner er ikke alltid i stand til å motstå belastninger i lang tid. For å få dem til å vare mye lenger, bruker metallurgimestere varmebehandling. Under og etter oppvarming forblir den kjemiske sammensetningen av metallet den samme, men egenskapene endres. Varmebehandlingsprosessen øker korrosjonsmotstanden, slitestyrken og styrken til materialet.
Fordeler med varmebehandling
Varmebehandling av metallemner er en obligatorisk prosess når det gjelder produksjon av strukturer for langvarig bruk. Denne teknologien har en rekke fordeler:
- Økt slitestyrke av metallet.
- Ferdige deler varer lenger, og antall defekte arbeidsstykker reduseres.
- Forbedrer motstanden mot korrosjonsprosesser.
Etter varmebehandling kan metallkonstruksjoner tåle store belastninger og levetiden øker.
Typer varmebehandling av stål
I metallurgi brukes tre typer stålbearbeiding: teknisk, termomekanisk og kjemisk-termisk. Hver av de presenterte metodene for varmebehandling må diskuteres separat.
Gløding
En type eller et annet stadium av teknisk metallbearbeiding. Denne prosessen innebærer jevn oppvarming av et metallarbeidsstykke til en viss temperatur og den påfølgende avkjøling naturlig. Etter gløding forsvinner den indre spenningen til metallet og dets heterogenitet. Materialet mykner under påvirkning av temperatur. Det er lettere å behandle i fremtiden.
Det finnes to typer gløding:
- Første typen. Det er en liten endring i krystallgitteret i metallet.
- Andre type. Faseendringer i strukturen til materialet begynner. Det kalles også fullstendig gløding av metallet.
Temperaturområdet under denne prosessen er fra 25 til 1200 grader.
Herding
Et annet trinn i teknisk behandling. Metallherding utføres for å øke styrken til arbeidsstykket og redusere dets duktilitet. Produktet varmes opp til kritiske temperaturer og avkjøles deretter raskt ved å dyppe i et bad med forskjellige væsker. Typer herding:
- To-trinns kjøling. Til å begynne med avkjøles arbeidsstykket til 300 grader med vann. Etter dette legges delen i et bad fylt med olje.
- Bruker én væske. Hvis små deler bearbeides, brukes olje. Store arbeidsstykker avkjøles med vann.
- Tråkket. Etter oppvarming avkjøles arbeidsstykket i smeltede salter. Etter dette legges den ut i frisk luft til den er helt avkjølt.
Du kan også skille den isotermiske typen herding. Det ligner på trinnmetoden, men holdetiden til arbeidsstykket i de smeltede saltene endres.
Termomekanisk behandling
Dette er en typisk modus for varmebehandling av stål. Denne teknologiske prosessen bruker utstyr som lager trykk, varmeelementer og kjøletanker. Ved forskjellige temperaturer oppvarmes arbeidsstykket, og etter dette oppstår plastisk deformasjon.
Ferie
Dette er siste fase av teknisk varmebehandling av stål. Denne prosessen utføres etter herding. Viskositeten til metallet øker og indre stress avlastes. Materialet blir mer holdbart. Kan utføres ved forskjellige temperaturer. Dette endrer selve prosessen.
Kryogen behandling
Hovedforskjellen mellom varmebehandling og kryogen eksponering er at sistnevnte innebærer avkjøling av arbeidsstykket. På slutten av denne prosedyren blir delene sterkere, krever ikke herding og er bedre slipt og polert.
Ved interaksjon med kjølemedier synker temperaturen til minus 195 grader. Avkjølingshastigheten kan variere avhengig av materialet. For å avkjøle produktet til ønsket temperatur, brukes en prosessor som genererer kulde. Arbeidsstykket avkjøles jevnt og forblir i kammeret i en viss periode. Etter det tar du den ut og lar den varmes opp til romtemperatur av seg selv.
Kjemisk-termisk behandling
En annen type varmebehandling, der arbeidsstykket varmes opp og utsettes for ulike kjemiske elementer. Overflaten på arbeidsstykket rengjøres og belegges med kjemiske forbindelser. Denne prosessen utføres før herding.
Mesteren kan mette overflaten av produktet med nitrogen. For å gjøre dette varmes de opp til 650 grader. Ved oppvarming må arbeidsstykket være i en kryogen atmosfære.
Varmebehandling av ikke-jernholdige legeringer
De presenterte typene varmebehandling av metaller er ikke egnet for ulike typer legeringer og ikke-jernholdige metaller. For eksempel, når du arbeider med kobber, utføres rekrystalliseringsgløding. Bronse varmer opp til 550 grader. De jobber med messing ved 200 grader. Aluminium blir først herdet, deretter glødet og eldet.
Varmebehandling av metall anses som en nødvendig prosess i fremstilling og videre bruk av strukturer og deler til industrielt utstyr, biler, fly, skip og annet utstyr. Materialet blir sterkere, mer holdbart og mer motstandsdyktig mot korrosjonsprosesser. Valget av teknologisk prosess avhenger av metallet eller legeringen som brukes.