Prelucrarea termomecanica a metalelor este un ansamblu de operații de deformare, încălzire și răcire, în urma cărora formarea structurii finale și a proprietăților materialului are loc în condiții de densitate crescută și repartizare optimă a imperfecțiunilor structurale create de deformarea plastică.
Prelucrarea termomecanică a oțelului se realizează în principal după trei scheme: temperatură înaltă (HTMT), temperatură joasă (LTMT) și tratament termomecanic preliminar (PTMT).
Ideea principală prelucrare la temperaturi ridicate consta in selectarea modurilor de laminare si racire dupa laminare, ceea ce asigura producerea de boabe fine si uniforme in produsul finit.
Prelucrare la temperatură scăzută constă în încălzirea oțelului la 1000..L 100 ° C, răcire rapidă la temperatura stării metastabile a austenitei (400 ... 600 ° C) și un grad ridicat (până la 90% și mai mare) de deformare la aceasta temperatura. După aceea, se efectuează călirea pentru martensită și revenirea la 100...400 °C. Rezultatul este o creștere semnificativă a rezistenței în comparație cu HTMT, dar ductilitate și rezistență la impact mai scăzute. Această metodă este aplicabilă practic numai oțelurilor aliate.
Tratament termomecanic preliminar Se caracterizează prin simplitatea procesului tehnologic: deformare plastică la rece (crește densitatea dislocațiilor), încălzire pre-recristalizare (oferă poligonizarea structurii feritei), călire și revenire.
19. Cupru și aliaje pe bază de cupru. Marcare din bronz și alamă. Utilizarea aliajelor pe bază de cupru în inginerie sanitară.
Cupru- metal vascos maleabil de culoare rosie (roz in fractura), in straturi foarte subtiri pare verzui-albastru la lumina.
Proprietățile obținute depind de puritate, iar nivelul conținutului de impurități determină marca acestuia: MOOC - cel puțin 99,99% cupru, IOC - 99,97%, M1K - 99,95%, M2k - 99,93% cupru etc. grade după litera M ( cupru) indică numărul condiționat de puritate, iar apoi metoda literei și condițiile pentru obținerea cuprului: k - catod; b - anoxic; p - dezoxidat; f - dezoxidat cu fosfor. Impuritățile nocive care reduc proprietățile mecanice și tehnologice ale cuprului și ale aliajelor sale sunt plumbul, bismutul, sulful și oxigenul. Conținutul lor în cupru este strict limitat: bismut - nu mai mult de 0,005%, plumb - 0,05% etc.
Cuprul aparține metalelor grele neferoase. Densitatea este de 8890 kg / m 3, punctul de topire este de 1083 ° C. Cuprul pur are o conductivitate electrică și termică ridicată.
Cuprul are o ductilitate ridicată și o prelucrabilitate excelentă la rece și la cald, proprietăți bune de turnare și prelucrabilitate satisfăcătoare. Proprietățile mecanice ale cuprului sunt relativ scăzute: rezistența la tracțiune este de 150...200 MPa, alungirea relativă este de 15...25%.
Se numesc aliaje duble sau multicomponente de cupru cu zinc și alte elemente alamă.
Alama este marcată cu litera L (alama), urmată de cifre care indică procentul de cupru. De exemplu, marca de alamă L68 conține 68% cupru, restul este zinc. Dacă alama este multicomponentă, atunci după litera L puneți simbolul altor elemente (A - aluminiu, F - fier, H - nichel, K - siliciu, T - titan, Mts - mangan, O - cositor, C - plumb, C - zinc și etc.) și cifre care indică procentul mediu al acestora în aliaj. Ordinea literelor și numerelor din alamă forjată și turnată este diferită. În alama de turnătorie, conținutul mediu al componentului de aliaj este indicat imediat după litera care denotă numele acesteia.
Bronz- un aliaj de cupru cu staniu, aluminiu, plumb și alte elemente, printre care zincul și nichelul nu sunt principalele. Zincul și nichelul pot fi introduse în bronzuri doar ca elemente de aliere suplimentare. Pe baza compoziției lor chimice, bronzurile sunt clasificate în tablă până la fără tablă.
Bronzul este marcat cu literele Br, urmate de desemnări alfabetice și numerice ale elementelor conținute, cu excepția cuprului. Denumirea elementelor din bronz este aceeași ca și pentru marcarea alamei. Prezența cuprului în grad nu este indicată, iar conținutul său este determinat de diferență. În clasele de bronz tratat sub presiune, denumirile elementelor de aliere sunt enumerate în ordinea descrescătoare a concentrației lor, iar la sfârșitul gradului, în aceeași ordine, sunt enumerate concentrațiile medii ale acestora. De exemplu, marca de bronz BROTsS4-4-2.5 conține 4% staniu și zinc, 2,5% plumb, restul este cupru. În clasele de bronz de turnătorie (GOST 613 și 493), după fiecare denumire a unui element de aliere, este indicat conținutul acestuia. Dacă compozițiile bronzurilor de turnătorie și tratate sub presiune se suprapun, de exemplu, BrA9ZhZL.
20. Aluminiu și aliaje pe bază de aluminiu. Utilizarea aliajelor pe bază de aluminiu în inginerie sanitară.
Aluminiu este un metal ușor alb-argintiu cu o densitate de 2,7 g/cm3 și un punct de topire de 660°C. Caracterizat prin conductivitate termică și electrică ridicată și rezistență bună la coroziune în multe medii agresive. Cu cât aluminiul este mai pur, cu atât este mai mare rezistența la coroziune.
În funcție de conținutul de impurități, aluminiul este împărțit în grupuri și grade: aluminiu de înaltă puritate A999 - 99,999% aluminiu, grade de puritate ridicată: A995 - 99,995%, A99 - 99,99%, A97 - 99,97%, A95 - 99,95% aluminiu, tehnic. puritate cu un conținut de impurități de OD5 ... 1,0%: A85, A8, A7, A6, A5, AO. De exemplu, clasa A85 înseamnă că metalul conține 99,85% aluminiu, iar gradul AO înseamnă 99% aluminiu. Aluminiul tehnic forjat este etichetat ADO și AD1. Fe, Si, Cu, Mn, Zn etc. pot fi prezente ca impurități în aluminiu.
Din punct de vedere tehnic, toate aliajele de aluminiu sunt împărțite în 2 clase:
Turnat și nedeformabil.
Duraluminiu sunt cele mai comune aliaje din acest grup, care au la bază aluminiu, cupru și magneziu. Duraluminii se caracterizează printr-o combinație de rezistență ridicată și ductilitate, sunt bine deformați în stări calde și reci.
Silumini- acesta este denumirea generală pentru un grup de aliaje turnate pe bază de aluminiu care conține siliciu (4 ... 13% și în unele grade până la 23%) și alte elemente. Siluminii au proprietăți de turnare ridicate, rezistență suficient de mare, rezistență crescută la coroziune și sunt bine prelucrate prin tăiere.
Gradul de influență a mediului lichid-metal asupra materialului deformabil depinde de tratamentul termic și termomecanic al acestuia. În mare măsură, această influență este determinată de nivelul de rezistență și dimensiunea granulelor pe care materialele le dobândesc ca urmare a prelucrării. Efectul Ho al tratamentului termic și termomecanic este, de asemenea, asociat cu unele caracteristici ale stării structurale a materialului.VG Markov a investigat efectul staniului lichid asupra oțelurilor perlitice crom-molibden-vanadiu supuse călirii la diferite temperaturi. Călirea în toate cazurile a fost efectuată de la 990°C, iar revenirea - la 270, 370, 470, 570, 670 și 770°C; durata călirii la fiecare temperatură a fost de 1,5 h. S-au folosit semifabricate de oțel care au suferit regimurile de tratament termic indicate pentru a produce epruvete cu o piesă de lucru cilindrică de 6 mm în diametru, care au fost apoi încercate la tracțiune la o viteză de 1,25 mm/min. Probele au fost testate într-o baie cu staniu lichid și în aer la o temperatură de 250/650°C.
S-a stabilit că oțelul este expus celui mai mare efect al metalului lichid după revenirea scăzută și medie (la o temperatură de 270/470 ° C). Probele care au suferit un astfel de tratament termic sunt fragile, fără deformare plastică, rezistența lor la tracțiune este de 1,5-2 ori mai mică decât limita de curgere în aer. Specimenele temperate la 570°C eșuează în staniu fără nicio deformare plastică; diagrama lor de tensiune se termină în regiunea deformării uniforme. Călirea la 670° C slăbește și mai mult efectul staniului asupra oțelului. În acest caz, limita de curgere, rezistența la tracțiune și alungirea uniformă a probelor testate în aer și în staniu sunt aceleași; influenţa metalului lichid se exprimă numai printr-o scădere a alungirii concentrate. Probele temperate la 770°C nu au prezentat niciun efect al mediului metalic lichid.
Astfel, o creștere a temperaturii de revenire duce la o scădere a efectului metalului lichid asupra proprietăților mecanice ale oțelului perlitic. Motivul principal pentru slăbirea efectului în acest caz se datorează aparent scăderii rezistenței oțelului. Astfel, rezistența finală în aer se modifică continuu de la aproximativ 130 kg/mm2 după revenire la 270°C la 55 kg/mm2 după revenire la 670°C.
Regularități similare ale influenței tratamentului termic al oțelului 30KhGSA asupra mărimii efectului expunerii la staniu lichid și lipitură de staniu-plumb au fost stabilite în lucrări, rezultatele lor sunt discutate mai sus (a se vedea tabelul 35). Lucrarea notează că revenirea la temperatură înaltă a oțelurilor perlitice crom-nichel și carbon reduce sensibilitatea acestora la acțiunea lipiturii topite.
Autorii lucrării au investigat efectul mercurului la temperatura camerei asupra proprietăților mecanice ale aliajelor de aluminiu de întărire prin precipitare în funcție de durata de îmbătrânire. Pe fig. 88 prezintă rezultatele testelor unui aliaj de aluminiu aliat cu 4,5% Cu, 0,6% Mn și 1,5% Mg. Se poate observa că o creștere a duratei de îmbătrânire a aliajului, însoțită de întărirea în aer, duce la o scădere bruscă a rezistenței sale în mercur lichid. Interesant este că chiar și o ușoară întărire a aliajului la începutul procesului de îmbătrânire determină o influență puternică a metalului lichid. Aceasta indică dependența efectului mediului metalic lichid de starea structurală a materialului.
O natură oarecum diferită a efectului metalului lichid (mercur cu 2% Na) a fost observată în timpul îmbătrânirii aliajului Cu - 2% Be. Din fig. 89 rezultă că testarea unui aliaj într-un metal lichid nu denaturează (în sens calitativ) natura efectului îmbătrânirii asupra limitei de curgere a acestuia. În acest caz, se observă etapele obișnuite de întărire și apoi de înmuiere (cu expunere crescândă), asociate cu supraîmbătrânirea aliajului. În ceea ce privește efectul metalului lichid asupra alungirii relative a materialului, acesta a fost similar cu efectul asupra rezistenței stabilit în lucrare, adică efectul mediului, exprimat într-o scădere a alungirii relative, crește odată cu întărirea. a aliajului şi are cea mai mare valoare la întărire maximă. Supravechirea aliajului duce la o scădere a efectului de fragilizare al acoperirii metalice lichide.
Pe fig. 89 prezintă, de asemenea, rezultatele testării unui aliaj de cupru-beriliu supus călirii prin întărire după călire. Un astfel de tratament contribuie la o întărire și mai mare a aliajului în timpul îmbătrânirii, în timp ce scăderea alungirii relative este mult mai puțin pronunțată. De exemplu, cea mai mare scădere a elongării după călire și călire a fost de aproximativ 60%, în timp ce după o călire a fost aproape de 100%.
Aplicarea întăririi prin lucru după tratarea termică a aliajului, așa cum se arată în lucrări, de obicei nu provoacă o modificare a gradului de expunere la metalul lichid. Astfel, întărirea unui aliaj de cupru-beriliu după călire și îmbătrânire la 370 ° C timp de 0,5 și 12 ore, adică până la și dincolo de vârful întăririi (vezi Fig. 89), nu duce nici la întărirea, nici la slăbirea influenței. a mediului lichid-metal. Aliajul supus unei căliri maxime în timpul tratamentului termic (călire și îmbătrânire la 370°C timp de 1 oră) a prezentat o creștere a impactului asupra mediului cu creșterea gradului de călire prin muncă.
Prelucrarea termomecanică a unui material într-un număr de cazuri face posibilă creșterea rezistenței acestuia într-un mediu metal lichid. În lucrări s-a studiat influența tratamentului termomecanic asupra proprietăților mecanice ale oțelului 40X în aer și în contact cu eutectic Pb-Sn. Au fost testate epruvete cilindrice cu diametrul de 10 mm cu o crestătură circulară. Materialul a fost prelucrat în zona concentratorului de stres. Proba a fost instalată pe o mașină specială și încălzită prin trecerea unui curent electric prin aceasta la temperatura de austenitizare; apoi a fost răcit la o temperatură de 400/600°C, la care concentratorul a fost rulat cu role profilate. Adâncimea inițială a inciziei făcute pe un strung a fost de 1 mm, raza de sus a fost de 0,2 mm, iar unghiul a fost de 0,8 rad. Prin rulare cu role, adâncimea crestăturii a crescut la 1,5 mm, raza a rămas neschimbată. După rodare, proba a fost stinsă în ulei urmată de revenire. Pe langa prelucrarea termomecanica cu rulare cu role s-a mai folosit si prelucrarea cu deformare a probei prin torsiune. De asemenea, a fost evaluată influența călirii prin lucru la temperatura camerei asupra efectului metalului lichid asupra oțelului după călire și normalizare.
Din cele prezentate în Fig. 90 de diagrame de tracțiune arată că la temperaturi de 400 și 500 ° C, probele care au suferit întărire sunt distruse sub acțiunea metalului lichid în regiunea elastică, înregistrând o scădere multiplă a rezistenței. O oarecare creștere a rezistenței este obținută prin călirea prin lucru a probelor, rularea la temperatura camerei și tratamentul termomecanic prin torsiune. Cea mai mare creștere a rezistenței rezultă din tratamentul termomecanic cu utilizarea probelor rulante cu role. Cu toate acestea, deși acest tratament duce la o creștere bruscă a plasticității probelor atunci când sunt testate în aer, atunci când sunt testate într-o topitură, probele eșuează fragil. Trebuie remarcat faptul că metoda de tratament termomecanic, care s-a dovedit a fi eficientă pentru oțelul 40X, nu a dat un rezultat pozitiv pentru oțelul 2X13 nici când a fost testat în aer, nici într-o topitură eutectică Pb-Sn. Gradul de influență a metalului lichid în acest caz a fost aproximativ același ca după călire și revenire, dând oțelului același nivel de rezistență și ductilitate.
Datele de mai sus arată că o creștere a rezistenței unui material ca urmare a tratamentului termic sau termomecanic duce, de regulă, la o creștere a efectului metalului lichid. Efectul de călire a oțelului 40Kh în eutecticul Pb-Bi după rularea concentratorului de tensiuni cu role este evident asociat în principal cu apariția tensiunilor de compresiune în stratul superficial al probei, deoarece tratamentul termomecanic în același mod, dar cu deformarea probei prin torsiune, nu conduce la rezultate similare. Factorul structural are aparent un efect asupra gradului de acțiune al mediului lichid-metal în cazul testării aliajelor întărite cu dispersie. Este de așteptat o creștere a influenței mediului asupra acestor aliaje, deoarece în ele pot apărea concentrații semnificative de stres în regiunea precipitatelor fin dispersate, care reprezintă obstacole serioase în calea deplasării dislocațiilor.
02.01.2020
Industria minieră și de prelucrare include concasoare cu role. În Marea Britanie, în 1908, a fost proiectată prima astfel de mașină. În mina krinder...
02.01.2020
Este greu de imaginat funcționarea normală a unui birou modern fără mobilierul corespunzător. Aceasta include mese de lucru, fotolii, scaune, o varietate de rafturi și...
02.01.2020
Betonul spumos este un amestec lichid de beton care se întărește în timpul procesului și este tăiat în formele cerute de proiect. Betonul spumos este realizat dintr-un amestec de ciment, nisip,...
30.12.2019
Metodele noi de comunicare afectează nivelul de petrecere a timpului liber oameni moderni. Astăzi, utilizatorii de jocuri de noroc vor să iasă din plin......
30.12.2019
În construcția modernă, fundațiile cu piloți sunt utilizate pe scară largă. Ei apelează la el în construcția atât de clădiri private, cât și de imobiliare mari, inclusiv de retail ...
30.12.2019
Internetul deschide o mulțime de oportunități pentru iubitorii de risc și entuziasm. Slot machines sunt cel mai popular tip de joc de divertisment....
29.12.2019
Mobilierul de dulap este astăzi cea mai populară opțiune dintre toate cele existente. O caracteristică a acestui tip de mobilier este că este realizat din panouri pe bază de lemn, ...
Prelucrarea termomecanică include deformarea plastică, care afectează formarea structurii în timpul tratamentului termic al metalului. Deformarea plastică schimbă natura distribuției și crește densitatea defectelor în rețeaua cristalină, care, la rândul său, afectează puternic natura formării structurii în timpul transformărilor de fază. Astfel, după TMT, se formează în aliaj o structură cu o densitate crescută a defectelor în structura cristalină, ceea ce duce la dobândirea de noi proprietăți mecanice.
Pentru oțel, sunt utilizate în principal două tipuri de tratament termomecanic - la temperatură joasă și la temperatură înaltă.
În timpul LTMT, austenita suprarăcită este deformată în regiunea stabilității sale crescute, dar neapărat sub temperatura de debut a recristalizării. După aceea, se transformă în martensită (Fig. 53). Ca tratament termic final, se efectuează o temperare scăzută.
Motivul întăririi oțelului în timpul LTMT este moștenirea structurii de dislocare a austenitei deformate de către martensită. Luxațiile nu dispar în timpul formării martensitei, ci sunt transferate din faza inițială în cea nouă, adică. martensita moștenește substructura austenită deformată. Densitatea mare a dislocațiilor fixate de atomi de carbon și incluziuni de carbură are ca rezultat o rezistență ridicată cu un nivel acceptabil de plasticitate.
Orez. 53 Schema de temperatură scăzută (LTMO)
prelucrarea termomecanica a otelului
LTMT este aplicabil numai pentru oțelurile aliate cu un nivel suficient de stabilitate a austenitei suprarăcite. În plus, LTMT necesită echipamente puternice de deformare.
În timpul HTMT, austenita este deformată în regiunea stabilității sale la temperatură ridicată și apoi stinsă pentru martensită (Fig. 54). Călirea este urmată de călirea scăzută.
Orez. 54 Schema de temperatură ridicată (HTMT)
prelucrarea termomecanica a otelului.
Modul HTMT este ales astfel încât până la începutul transformării martensitice, austenita să aibă o structură poligonizată dezvoltată. Gradul de deformare nu trebuie să fie prea mare, pentru a nu provoca recristalizare care reduce întărirea. După terminarea deformării, este necesară călirea imediată pentru a preveni recristalizarea statică și pentru a menține structura deformată până la începutul transformării martensitice. Cristalele de martensită nu depășesc subgranulele de austenită, ceea ce determină măcinarea lor semnificativă și obținerea unui set ridicat de proprietăți.
Cel mai important avantaj al HTMT este capacitatea de a crește simultan atât rezistența, cât și duritatea la rupere. În plus, HTMT nu necesită echipamente specializate puternice.
6. Tratamentul chimico-termic al otelului
6.1. caracteristici generale tratarea chimico-termica a otelului
Tratamentul chimico-termic (CHT) este saturarea suprafeței oțelului cu unele elemente chimice, și anume nemetale și metale (de exemplu, carbon, azot, aluminiu, crom etc.) prin difuzia lor în stare atomică din mediul extern. la temperatură ridicată. În cursul acestor procese, compoziția chimică, microstructura și proprietățile straturilor de suprafață ale produselor se modifică în mod necesar. În CTO, piesele de prelucrat sunt încălzite în orice mediu activ chimic. Principalii parametri de procesare sunt temperatura de încălzire și timpul de menținere. CTO este de obicei efectuat pe o perioadă lungă de timp. Temperatura procesului este aleasă în mod specific pentru fiecare tip de prelucrare.
Procesele primare ale oricărui tip de CTO sunt disocierea, absorbția și difuzia.
Disocierea – descompunerea component chimic pentru a obține elemente chimice într-o stare mai activă, atomică. Absorbție - absorbție de către suprafața părții atomilor a nemetalelor specificate. Difuziune - mișcarea elementului absorbit adânc în produs. Vitezele tuturor celor trei procese trebuie neapărat să fie în concordanță între ele. Pentru absorbție și difuzie, este necesar ca elementul de saturare să interacționeze cu metalul de bază pentru a forma fie o soluție solidă, fie un compus chimic, deoarece în absența acestuia, tratamentul chimico-termic este imposibil.
Principalele tipuri de tratament chimico-termic al oțelului sunt cementarea, nitrurarea, nitrocarburarea, cianurarea și metalizarea prin difuzie.
Viteza de difuzie a atomilor în rețeaua de fier variază și depinde de compoziția și structura fazelor rezultate. Când este saturată cu carbon sau azot, care formează soluții solide interstițiale cu fier, difuzia are loc mai rapid decât atunci când este saturată cu metale care formează soluții solide substitutive. Prin urmare, în acest caz, se folosesc temperaturi mai ridicate și timpi mai lungi de prelucrare, dar, în ciuda acestui fapt, se obține o grosime a stratului mai subțire decât la nitrurare și mai ales cementare.
La determinarea grosimii stratului de difuzie obținut prin saturarea oțelului cu unul sau altul element, de obicei nu este indicată valoarea sa completă cu o compoziție modificată, ci doar adâncimea până la o anumită duritate sau structură (grosimea efectivă).
Spre deosebire de tratamentele termico-chimico-termice și termomecanice efective, pe lângă efectele termice, includ, respectiv, efecte chimice și de deformare asupra metalului. Acest lucru complică imaginea generală a modificărilor structurii și proprietăților în timpul tratamentului termic.
Echipamentul pentru efectuarea tratamentelor chimico-termice și termomecanice, de regulă, este mai complicat decât pentru tratamentul termic propriu-zis. Pe lângă dispozitivele convenționale de încălzire, include, de exemplu, instalații pentru crearea unei atmosfere controlate, echipamente pentru deformare plastică.
Mai jos luăm în considerare modelele generale de modificări ale structurii și proprietăților în timpul tratamentelor chimico-termice și termomecanice și varietățile acestora.
„Teoria tratamentului termic al metalelor”,
I.I. Novikov
În timpul HTMT, austenita este deformată în zona stabilității sale termodinamice și apoi stinsă pentru martensită (a se vedea figura Schema procesării oțelului aliat). După călire, se efectuează o revenire scăzută. Scopul principal al tratamentului termic convențional cu încălzire prin deformare (forjare laminare) este eliminarea încălzirii speciale pentru întărire și, prin urmare, obținerea unui efect economic. Scopul principal al HTMT este de a îmbunătăți proprietățile mecanice...
De mare interes este fenomenul de moștenire („reversibilitate”) întăririi din HTMT descoperit de ML Bernstein în timpul tratamentului termic repetat. S-a dovedit că călirea HTMT este reținută dacă oțelul este recălit cu o scurtă expunere la temperatura de încălzire pentru călire sau dacă oțelul călit HTMT este mai întâi supus unei căliri ridicate și apoi recălit. De exemplu, rezistența la tracțiune a oțelului 37XH3A după HTMT conform regimului ...
Procesele de TMT ale oțelurilor au fost studiate intens încă de la mijlocul anilor 1950 în legătură cu căutarea unor noi modalități de creștere a rezistenței structurale. Tratamentul termomecanic la temperatură joasă (LTMT) În timpul LTMT, austenita suprarăcită este deformată în regiunea stabilității sale crescute, dar neapărat sub temperatura de început a recristalizării și apoi (se transformă în martensită. După aceea, se efectuează o temperare scăzută (nu prezentată în figură).Schema de procesare...
Utilizarea HTMT este limitată de următorii factori. Aliajul poate diferi într-un interval atât de restrâns de temperaturi de încălzire pentru călire, încât este practic imposibil să se mențină temperatura de lucru la cald în limite atât de înguste (de exemplu, în ± 5 ° C pentru D16 duraluminiu). Intervalul optim de temperatură pentru deformarea la cald poate fi semnificativ mai mic decât intervalul de temperatură pentru încălzire pentru călire. De exemplu, la presarea aliajelor de aluminiu...
Esența PTMT constă în faptul că un semifabricat obținut după deformare la cald în stare nerecristalizată păstrează o structură nerecristalizată chiar și atunci când este încălzit pentru călire. PTMT diferă de HTMT prin faptul că operațiile de deformare la cald și de încălzire pentru călire sunt separate (vezi Figura Tratamentul termomecanic al aliajelor de îmbătrânire). PTMT este utilizat pe scară largă în tehnologia de producție a semifabricatelor din aliaje de aluminiu. A trecut mult timp...
La HTMT se efectuează deformarea la cald, călirea prin încălzire prin deformare și îmbătrânire (vezi figura Schemei de tratament termomecanic al aliajelor de îmbătrânire). În timpul deformării la cald, densitatea dislocațiilor crește și are loc întărirea la cald, care poate fi îndepărtată parțial sau complet în timpul deformării în sine, ca urmare a dezvoltării poligonizării dinamice și recristalizării dinamice. Curba stres-deformare are o secțiune de creștere a tensiunii de curgere, ...
Figura prezintă principalele scheme de TMT ale aliajelor de îmbătrânire. Liniile zimțate indică deformarea plastică. Scheme de prelucrare termomecanica a aliajelor invechite Prelucrarea termomecanica la temperatura joasa (LTMT) LTMT a aliajelor invechite este primul (30 ani) si cel mai utilizat tratament termomecanic in industrie. Scopul principal al LTMT este de a crește proprietățile de rezistență. Cu LTMT, aliajul este mai întâi supus unei căliri convenționale, ...
Să luăm în considerare mai întâi efectul deformării la rece asupra îmbătrânirii zonei. S-ar părea că deformarea, prin creșterea densității dislocațiilor și a concentrării locurilor libere, ar trebui să accelereze îmbătrânirea zonei. Dar, în primul rând, zonele sunt generate în mod omogen, și nu pe dislocații, iar, în al doilea rând, dislocațiile sunt locuri eficiente pentru chiuvete vacante. Deformarea plastică foarte puternică crește concentrația de locuri libere (raportul dintre numărul de locuri libere și numărul de atomi) cu doar 10-6, ...
Eficiența aplicării LTMT este determinată de faza de întărire eliberată în timpul îmbătrânirii. Deci, de exemplu, întărirea suplimentară din introducerea deformării înainte de îmbătrânirea artificială pentru aliajele Al-Cu-Mg (întăritor - faza S) este mai mare decât pentru aliajele Al-Cu (întăritor - faza θ´). Când este încălzită pentru îmbătrânire după deformarea la rece, recristalizarea, de regulă, nu are loc, dar ...
pentru a se schimba specificații metal, puteți crea un aliaj pe baza acestuia și puteți adăuga alte componente. Cu toate acestea, există o altă modalitate de a modifica parametrii unui produs metalic - tratamentul termic al metalului. Cu ajutorul acestuia, puteți influența structura materialului și puteți modifica caracteristicile acestuia.
Tratamentul termic al metalului este o serie de procese care vă permit să eliminați stresul rezidual dintr-o piesă, să schimbați structura internă a materialului și să îmbunătățiți performanța. Compoziția chimică a metalului după încălzire nu se modifică. Odată cu încălzirea uniformă a piesei de prelucrat, dimensiunea granulelor structurii materialului se modifică.
Poveste
Tehnologia de tratare termică a metalului este cunoscută omenirii încă din cele mai vechi timpuri. În Evul Mediu, fierarii încălziu și răceau cu apă semifabricatele pentru săbii. Până în secolul al XIX-lea, omul învățase să prelucreze fonta. Fierarul a pus metalul într-un recipient plin de gheață si acoperit cu zahar. În continuare, începe procesul de încălzire uniformă, care durează 20 de ore. După aceea, țagla din fontă ar putea fi forjată.
La mijlocul secolului al XIX-lea, metalurgistul rus D.K.Chernov a documentat că atunci când un metal este încălzit, parametrii acestuia se modifică. De la acest om de știință a plecat știința - știința materialelor.
Pentru ce este tratamentul termic?
Piesele echipamentelor și unitățile de comunicație din metal sunt adesea supuse unor solicitări severe. Pe lângă faptul că sunt supuși la presiune, pot fi expuși la temperaturi critice. Pentru a rezista la astfel de condiții, materialul trebuie să fie rezistent la uzură, fiabil și durabil.
Structurile metalice achiziționate nu sunt întotdeauna capabile să reziste la sarcini pentru o perioadă lungă de timp. Pentru a le face să reziste mult mai mult, maeștrii metalurgiști folosesc tratamentul termic. În timpul și după încălzire, compoziția chimică a metalului rămâne aceeași, dar caracteristicile se modifică. Procesul de tratament termic crește rezistența la coroziune, rezistența la uzură și rezistența materialului.
Avantajele tratamentului termic
Tratamentul termic al semifabricatelor metalice este un proces obligatoriu atunci când vine vorba de fabricarea structurilor pentru utilizare pe termen lung. Această tehnologie are o serie de avantaje:
- Rezistență crescută la uzură a metalului.
- Piesele finite durează mai mult, numărul de semifabricate defecte este redus.
- Îmbunătățește rezistența la procesele de coroziune.
Structurile metalice după tratamentul termic rezistă la sarcini grele, durata lor de viață crește.
Tipuri de tratament termic al oțelului
In metalurgie se folosesc trei tipuri de prelucrare a otelului: tehnica, termomecanica si chimico-termica. Fiecare dintre metodele prezentate de tratament termic trebuie discutată separat.
Recoacerea
O variație sau o altă etapă a prelucrării tehnice a metalului. Acest proces presupune încălzirea uniformă a unei piese metalice la o anumită temperatură și răcirea ulterioară a acesteia într-un mod natural. După recoacere, stresul intern al metalului și neomogenitatea acestuia dispar. Materialul se înmoaie cu căldură. Este mai ușor de procesat mai târziu.
Există două tipuri de recoacere:
- Primul fel. Există o ușoară modificare a rețelei cristaline din metal.
- Al doilea fel. Încep schimbările de fază în structura materialului. Se mai numește și recoacere completă a metalului.
Intervalul de temperatură în timpul acestui proces este de la 25 la 1200 de grade.
întărire
O altă etapă a procesării tehnice. Călirea metalului se realizează pentru a crește rezistența piesei de prelucrat și a reduce ductilitatea acesteia. Produsul este încălzit la temperaturi critice și apoi răcit rapid prin scufundare într-o baie cu diferite lichide. Tipuri de intarire:
- răcire în două etape. Inițial, piesa de prelucrat este răcită la 300 de grade cu apă. După aceea, piesa este pusă într-o baie umplută cu ulei.
- Utilizarea unui singur lichid. Dacă se prelucrează piese mici, se folosește ulei. Piesele mari de prelucrat sunt răcite cu apă.
- A călcat. După încălzire, piesa de prelucrat este răcită în săruri topite. După aceea, se pune la aer curat până se răcește complet.
Se poate distinge și un tip izotermic de întărire. Este similar cu pasul, dar timpul de ținere a piesei de prelucrat în săruri topite se modifică.
Prelucrare termomecanica
Acesta este un mod tipic de tratament termic al oțelurilor. Acest proces folosește echipamente de presurizare, elemente de încălzire și rezervoare de răcire. La diferite temperaturi, piesa de prelucrat este încălzită și apoi are loc deformarea plastică.
Concediu de odihna
Aceasta este etapa finală a tratamentului termic tehnic al oțelului. Acest proces se efectuează după întărire. Vâscozitatea metalului crește, stresul intern este îndepărtat. Materialul devine mai durabil. Poate fi efectuat la diferite temperaturi. Acest lucru schimbă procesul în sine.
Prelucrare criogenică
Principala diferență dintre tratamentul termic și expunerea criogenică este că aceasta din urmă implică răcirea piesei de prelucrat. La sfârșitul acestei proceduri, piesele devin mai rezistente, nu necesită călire, sunt mai bine șlefuite și lustruite.
Când interacționați cu mediul de răcire, temperatura scade la minus 195 de grade. Viteza de răcire poate varia în funcție de material. Pentru a raci produsul la temperatura dorita se foloseste un procesor care genereaza frig. Piesa de prelucrat este răcită uniform și rămâne în cameră pentru o anumită perioadă de timp. După aceea, este scos și lăsat să se încălzească singur la temperatura camerei.
Tratament chimico-termic
Un alt tip de tratament termic, în care piesa de prelucrat este încălzită și expusă la diferite elemente chimice. Suprafața piesei de prelucrat este curățată și acoperită cu compuși chimici. Acest proces se efectuează înainte de întărire.
Maestrul poate satura suprafața produsului cu azot. Pentru a face acest lucru, se încălzesc până la 650 de grade. Când este încălzită, piesa de prelucrat trebuie să fie într-o atmosferă criogenică.
Tratament termic al aliajelor neferoase
Tipurile prezentate de tratament termic al metalelor nu sunt potrivite pentru diferite tipuri de aliaje și metale neferoase. De exemplu, atunci când se lucrează cu cupru, se realizează recoacere de recristalizare. Bronzul se încălzește până la 550 de grade. Lucrează cu alamă la 200 de grade. Aluminiul este inițial întărit, apoi recoapt și îmbătrânit.
Tratamentul termic al metalului este considerat un proces necesar în fabricarea și utilizarea ulterioară a structurilor și pieselor pentru echipamente industriale, mașini, aeronave, nave și alte echipamente. Materialul devine mai puternic, mai durabil și mai rezistent la procesele de coroziune. Alegerea procesului depinde de metalul sau aliajul utilizat.