Termomechanické spracovanie kovov je súbor operácií deformácie, ohrevu a chladenia, v dôsledku ktorých dochádza k formovaniu konečnej štruktúry a vlastností materiálu za podmienok zvýšenej hustoty a optimálneho rozloženia konštrukčných nedokonalostí vzniknutých plastickou deformáciou.
Termomechanické spracovanie ocele sa vykonáva hlavne podľa troch schém: vysokoteplotné (HTMT), nízkoteplotné (LTMT) a predbežné termomechanické spracovanie (PTMT).
Hlavná myšlienka vysokoteplotné ošetrenie spočíva vo výbere režimov valcovania a chladenia po valcovaní, čo zabezpečuje produkciu jemného a rovnomerného zrna v hotovom výrobku.
Nízkoteplotné spracovanie pozostáva z ohrevu ocele na 1000..L 100 °C, rýchleho ochladenia na teplotu metastabilného stavu austenitu (400...600 °C) a vysokého stupňa (až 90% a viac) deformácie pri tejto teplote . Potom sa vykoná kalenie na martenzit a popúšťanie pri 100...400 °C. Výsledkom je výrazné zvýšenie pevnosti v porovnaní s HTMO, ale nižšia ťažnosť a húževnatosť. Táto metóda je použiteľná takmer len pre legované ocele.
Predbežná termomechanická úprava charakterizované jednoduchosťou technologického procesu: plastická deformácia za studena (zvyšuje hustotu dislokácií), predrekryštalizačný ohrev (poskytuje polygonizáciu feritovej štruktúry), kalenie a popúšťanie.
19. Meď a zliatiny na báze medi. Značenie bronzu a mosadze. Aplikácia zliatin na báze medi v sanitárnom inžinierstve.
Meď- viskózny, viskózny kov červenej farby (pri rozbití ružový), vo veľmi tenkých vrstvách vyzerá pri pohľade cez svetlo zelenomodrý.
Vlastnosti výsledného produktu závisia od čistoty a úroveň obsahu nečistôt určuje jeho stupeň: MOOk - najmenej 99,99% medi, MOK - 99,97%, M1K - 99,95%, M2k - 99,93% medi atď. písmeno M (meď) označuje podmienené číslo čistoty a potom písmeno spôsob a podmienky získania medi: k - katóda; b - bez kyslíka; p - deoxidovaný; f - deoxidovaný fosforom. Škodlivé nečistoty, ktoré znižujú mechanické a technologické vlastnosti medi a jej zliatin sú olovo, bizmut, síra a kyslík. Ich obsah v medi je prísne obmedzený: bizmut - nie viac ako 0,005%, olovo - 0,05% atď.
Meď je ťažký neželezný kov. Hustota je 8890 kg/m 3, teplota topenia je 1083 °C. Čistá meď má vysokú elektrickú a tepelnú vodivosť.
Meď má vysokú ťažnosť a vynikajúcu spracovateľnosť pod tlakom za studena a za tepla, dobré odlievacie vlastnosti a uspokojivú reznú opracovateľnosť. Mechanické vlastnosti medi sú relatívne nízke: pevnosť v ťahu je 150...200 MPa, relatívne predĺženie je 15...25%.
Binárne alebo viaczložkové zliatiny medi so zinkom a inými prvkami sa nazývajú mosadze.
Mosadz sú označené písmenom L (mosadz), za ktorým nasledujú čísla označujúce percento medi. Napríklad mosadz L68 obsahuje 68 % medi, zvyšok tvorí zinok. Ak je mosadz viaczložková, potom za písmeno L umiestnia symbol pre ďalšie prvky (A - hliník, F - železo, N - nikel, K - kremík, T - titán, Mts - mangán, O - cín, C - olovo, C - zinok atď.) a čísla označujúce ich priemerné percento v zliatine. Poradie písmen a číslic je u kovaných a liatych mosadzí odlišné. Pri liatych mosadzách je priemerný obsah zložky zliatiny uvedený bezprostredne za písmenom označujúcim jej názov.
Bronzová- zliatina medi s cínom, hliníkom, olovom a inými prvkami, z ktorých zinok a nikel nie sú hlavné. Zinok a nikel možno do bronzov zaviesť len ako prídavné legujúce prvky. Podľa chemického zloženia sa bronzy delia na cínu na cín.
Bronz je označený písmenami Br, za ktorými nasledujú abecedné a číselné označenia obsiahnutých prvkov okrem medi. Označenie prvkov v bronzoch je rovnaké ako pri označovaní mosadze. Prítomnosť medi v značke nie je uvedená a jej obsah je určený rozdielom. V druhoch bronzov spracovaných tlakom sú názvy legujúcich prvkov uvedené v zostupnom poradí ich koncentrácie a na konci triedy sú ich priemerné koncentrácie uvedené v rovnakom poradí. Napríklad bronz BrOTsS4-4-2,5 obsahuje 4% cínu a zinku, 2,5% olova, zvyšok je meď. V druhoch liatych bronzov (GOST 613 a 493) je po každom označení legujúceho prvku uvedený jeho obsah. Ak sa prekrývajú zloženia odlievaných a tlakovo spracovaných bronzov, napríklad BrA9ZZL.
20. Hliník a zliatiny na báze hliníka. Aplikácia zliatin na báze hliníka v sanitárnej technike.
hliník je striebristo-biely ľahký kov s hustotou 2,7 g/cm3 a teplotou topenia 660 °C. Vyznačuje sa vysokou tepelnou a elektrickou vodivosťou a dobrou odolnosťou proti korózii v mnohých agresívnych prostrediach. Čím je hliník čistejší, tým je jeho odolnosť proti korózii vyššia.
Podľa obsahu nečistôt sa hliník delí na skupiny a stupne: hliník vysokej čistoty A999 - 99,999 % hliník, triedy vysokej čistoty: A995 - 99,995 %, A99 - 99,99 %, A97 - 99,97 %, A95 - 99,95 % hliník, technický čistota s obsahom nečistôt OD5...1,0 %: A85, A8, A7, A6, A5, AO. Napríklad trieda A85 znamená, že kov obsahuje 99,85 % hliníka a trieda AO znamená 99 % hliníka. Technický deformovateľný hliník má označenie ADO a AD1. Ako nečistoty v hliníku môžu byť prítomné Fe, Si, Cu, Mn, Zn atď.
Podľa technických charakteristík sú všetky zliatiny hliníka rozdelené na 2 triedy:
Odlievateľné a nedeformovateľné.
duraly sú najbežnejšie zliatiny tejto skupiny na báze hliníka, medi a horčíka. Dural sa vyznačuje kombináciou vysokej pevnosti a ťažnosti a ľahko sa deformuje za tepla aj za studena.
Silumíny je všeobecný názov pre skupinu odlievacích zliatin na báze hliníka s obsahom kremíka (4... 13 % a u niektorých značiek až 23 %) a niektorých ďalších prvkov. Silumíny majú vysoké odlievacie vlastnosti, pomerne vysokú pevnosť, zvýšenú odolnosť proti korózii a dajú sa ľahko opracovať.
Miera vplyvu tekutého kovového média na deformovaný materiál závisí od jeho tepelného a termomechanického spracovania. Tento vplyv je do značnej miery určený úrovňou pevnosti a zrnitosti, ktorú materiály získavajú v dôsledku spracovania. Účinok tepelného a termomechanického spracovania je však spojený aj s niektorými znakmi štrukturálneho stavu materiálu.V. G. Markov skúmal vplyv tekutého cínu na perlitické chróm-molybdén-vanádiové ocele popúšťané pri rôznych teplotách. Vo všetkých prípadoch sa kalenie uskutočnilo pri 990 °C a popúšťanie pri 270, 370, 470, 570, 670 a 770 °C; trvanie popúšťania pri každej teplote bolo 1,5 hod. Z oceľových polotovarov, ktoré prešli stanovenými podmienkami tepelného spracovania, boli vyrobené vzorky s valcovou pracovnou časťou s priemerom 6 mm, ktoré boli následne skúšané v ťahu pri rýchlosti 1,25 mm. /min. Vzorky boli testované v kúpeli tekutého cínu a na vzduchu pri teplote 250/650°C.
Zistilo sa, že oceľ je vystavená najväčšiemu vplyvu tekutého kovu po nízkom a strednom temperovaní (pri teplotách 270/470 °C). Vzorky, ktoré prešli takýmto tepelným spracovaním, zlyhávajú krehko, bez plastickej deformácie, ich pevnosť v ťahu je 1,5-2 krát nižšia ako medza klzu na vzduchu. Vzorky temperované na 570°C sú v cíne deštruované určitou plastickou deformáciou, ich ťahový diagram končí v oblasti rovnomernej deformácie. Popúšťanie pri 670°C vedie k ďalšiemu oslabeniu vplyvu cínu na oceľ. V tomto prípade sú medza klzu, pevnosť v ťahu a rovnomerné predĺženie vzoriek skúšaných na vzduchu a v cíne rovnaké; vplyv tekutého kovu sa prejaví len znížením koncentrovaného predĺženia. Vzorky temperované na 770 °C nepreukázali žiadny vplyv tekutého kovového média.
Zvýšenie teploty popúšťania teda vedie k zníženiu účinku tekutého kovu na mechanické vlastnosti perlitickej ocele. Hlavným dôvodom oslabenia účinku je v tomto prípade zjavne zníženie pevnosti ocele. Pevnosť v ťahu na vzduchu sa teda plynule mení z približne 130 kg/mm2 po temperovaní pri 270 °C na 55 kg/mm2 po popúšťaní pri 670 °C.
V prácach boli zistené podobné vzorce vplyvu tepelného spracovania ocele 30KhGSA na veľkosť účinku tekutého cínu a cínovo-olovenej spájky, ich výsledky sú uvedené vyššie (pozri tabuľku 35). V práci sa zistilo, že vysokoteplotné popúšťanie perlitických chrómniklových a uhlíkových ocelí znižuje ich citlivosť na účinky roztavených spájok.
Autori práce skúmali vplyv ortuti pri izbovej teplote na mechanické vlastnosti disperzne tvrditeľných hliníkových zliatin v závislosti od dĺžky starnutia. Na obr. 88 ukazuje výsledky testu zliatiny hliníka legovanej 4,5 % Cu, 0,6 % Mn a 1,5 % Mg. Je vidieť, že predĺženie trvania starnutia zliatiny, sprevádzané vytvrdzovaním na vzduchu, vedie k prudkému poklesu jej pevnosti v prostredí kvapalnej ortuti. Je zaujímavé, že už mierne spevnenie zliatiny na začiatku procesu starnutia spôsobuje silný vplyv tekutého kovu. To naznačuje závislosť vplyvu tekutého kovového média na štruktúrnom stave materiálu.
Mierne odlišný charakter vplyvu tekutého kovu (ortuť s 2 % Na) bol pozorovaný pri starnutí zliatiny Cu - 2 % Be. Z obr. 89 vyplýva, že testovanie zliatiny v tekutom kove neskresľuje (kvalitatívne) povahu vplyvu starnutia na jej medzu klzu. V tomto prípade sa pozorujú obvyklé štádiá tvrdnutia a potom mäknutia (so zvyšujúcou sa expozíciou) spojené s nadmerným starnutím zliatiny. Pokiaľ ide o vplyv tekutého kovu na relatívne predĺženie materiálu, bol podobný ako vplyv na pevnosť zistený v práci, t. j. vplyv prostredia, vyjadrený v znížení relatívneho predĺženia, sa zvyšuje s tvrdnutím zliatiny a je najväčšia pri maximálnom vytvrdnutí. Prestarnutie zliatiny vedie k zníženiu krehnutia povlaku tekutého kovu.
Na obr. 89 tiež ukazuje výsledky testovania zliatiny medi a berýlia podrobenej mechanickému vytvrdzovaniu po kalení. Táto úprava podporuje ešte väčšie spevnenie zliatiny počas starnutia, ale zníženie relatívneho predĺženia je oveľa menej výrazné. Napríklad najväčšie zníženie predĺženia po kalení a mechanickom spevnení bolo asi 60 %, zatiaľ čo po samotnom kalení bolo takmer 100 %.
Použitie vytvrdzovania za studena po tepelnom spracovaní zliatiny, ako je uvedené v prácach, zvyčajne nespôsobuje zmenu stupňa vystavenia tekutému kovu. Vytvrdenie zliatiny medi a berýlia po kalení a starnutí pri 370 °C počas 0,5 a 12 hodín, t. tekuté kovové médium. Zliatina, ktorá prešla maximálnym vytvrdením počas tepelného spracovania (kalenie a starnutie pri 370°C po dobu 1 hodiny), vykazovala zvýšenú expozíciu okolitému prostrediu so zvyšujúcim sa stupňom kalenia.
Termomechanické spracovanie materiálu v niektorých prípadoch umožňuje zvýšiť jeho pevnosť v prostredí tekutého kovu. Práca skúmala vplyv termomechanického spracovania na mechanické vlastnosti ocele 40X na vzduchu a v kontakte s eutektikom Pb-Sn. Testovali sa valcové vzorky s priemerom 10 mm s kruhovým rezom. Materiál bol spracovaný v oblasti koncentrátora napätia. Vzorka bola inštalovaná na špeciálnom stroji a zahrievaná prechodom elektrického prúdu cez ňu na teplotu austenitizácie; potom sa ochladil na teplotu 400/600 °C, pri ktorej sa koncentrátor zavalcoval profilovými valcami. Počiatočná hĺbka rezu na sústruhu bola 1 mm, polomer na vrchole bol 0,2 mm a uhol bol 0,8 rad. Zarolovaním valčekmi sa hĺbka rezu zväčšila na 1,5 mm, rádius zostal nezmenený. Po zabehnutí sa vzorka prudko ochladila v oleji a potom temperovala. Okrem termomechanického spracovania valčekmi sa použilo aj spracovanie s torznou deformáciou vzorky. Hodnotil sa aj vplyv kalenia za studena pri izbovej teplote na účinok tekutého kovu na oceľ po kalení a normalizácii.
Z tých, ktoré sú znázornené na obr. 90 ťahových diagramov ukazuje, že pri teplotách 400 a 500 ° C sa vytvrdené vzorky ničia pôsobením tekutého kovu v elastickej oblasti, pričom dochádza k viacnásobnému poklesu pevnosti. Určité zvýšenie pevnosti sa dosiahne vytvrdzovaním vzoriek za studena, valcovaním valcami pri izbovej teplote a termomechanickým spracovaním pomocou krútenia. Najväčší nárast pevnosti sa dosahuje termomechanickým spracovaním pomocou valcovania vzoriek valcami. Aj keď pri testovaní na vzduchu takéto spracovanie poskytuje prudké zvýšenie ťažnosti vzoriek, pri testovaní v tavenine vzorky krehko zlyhávajú. Je potrebné poznamenať, že metóda termomechanického spracovania, ktorá sa ukázala ako účinná pre oceľ 40X, neposkytla pozitívny výsledok pre oceľ 2X13 ani pri testovaní na vzduchu, ani v eutektickej tavenine Pb-Sn. Stupeň vplyvu tekutého kovu bol v tomto prípade približne rovnaký ako po kalení a popúšťaní, čo dodáva oceli rovnakú úroveň pevnosti a ťažnosti.
Vyššie uvedené údaje ukazujú, že zvýšenie pevnosti materiálu v dôsledku tepelného alebo termomechanického spracovania zvyčajne vedie k zvýšenému vystaveniu tekutému kovu. Účinok spevnenia 40X ocele v eutektiku Pb-Bi po valcovaní koncentrátora napätia valčekmi je zjavne spojený najmä s výskytom tlakových napätí v povrchovej vrstve vzorky, pretože termomechanické spracovanie v rovnakom režime, ale s deformáciou vzorky krútením, nevedie k podobným výsledkom. Štrukturálny faktor zrejme ovplyvňuje mieru vplyvu tekutého kovového média v prípade skúšania disperzne spevnených zliatin. Treba očakávať zvýšenie vplyvu prostredia na tieto zliatiny, pretože sa v nich môžu objaviť významné koncentrácie napätia v oblasti jemne rozptýlených precipitátov, ktoré sú vážnymi prekážkami pohybu dislokácií.
02.01.2020
Medzi zariadenia v ťažobnom a spracovateľskom priemysle patria valcové drviče. Prvý takýto stroj bol skonštruovaný vo Veľkej Británii v roku 1908. V bani Kreinder...
02.01.2020
Je ťažké si predstaviť bežné fungovanie modernej kancelárie bez vhodného nábytku. Patria sem písacie stoly, kreslá, stoličky, rôzne police a...
02.01.2020
Penový betón je tekutá betónová zmes, ktorá počas procesu stvrdne a nareže sa do tvarov požadovaných pre daný projekt. Penobetón je vyrobený zo zmesi cementu, piesku,...
30.12.2019
Novodobé spôsoby komunikácie ovplyvňujú úroveň voľného času moderných ľudí. Dnes si užívatelia hazardných hier chcú užiť...
30.12.2019
V modernej konštrukcii sú pilótové základy široko používané. Obracajú sa na ňu pri výstavbe súkromných objektov aj veľkých realitných projektov vrátane maloobchodu...
30.12.2019
Internet otvára množstvo príležitostí pre milovníkov rizika a vzrušenia. Hracie automaty sú najobľúbenejšou formou hazardných hier....
29.12.2019
Skriňový nábytok je dnes najobľúbenejšou možnosťou medzi všetkými existujúcimi. Zvláštnosťou tohto typu nábytku je, že je vyrobený z drevených panelov,...
Termomechanické spracovanie zahŕňa plastickú deformáciu, ktorá ovplyvňuje tvorbu štruktúry pri tepelnej expozícii kovu. Plastická deformácia mení charakter distribúcie a zvyšuje hustotu defektov kryštálovej mriežky, čo následne výrazne ovplyvňuje charakter tvorby štruktúry počas fázových premien. Po TMT sa teda v zliatine vytvorí štruktúra so zvýšenou hustotou defektov v kryštalickej štruktúre, čo vedie k získaniu nových mechanických vlastností.
Pre oceľ sa používajú hlavne dva typy termomechanického spracovania: nízkoteplotné a vysokoteplotné.
Počas LTMT sa podchladený austenit deformuje v oblasti jeho zvýšenej stability, ale nevyhnutne pod teplotou, pri ktorej začína rekryštalizácia. Potom sa mení na martenzit (obr. 53). Ako konečné tepelné spracovanie sa používa nízke temperovanie.
Dôvodom spevňovania ocele počas LTMT je dedičnosť dislokačnej štruktúry deformovaného austenitu martenzitom. Dislokácie pri vzniku martenzitu nezanikajú, ale prechádzajú z pôvodnej fázy do novej, t.j. martenzit dedí subštruktúru deformovaného austenitu. Vysoká hustota dislokácií fixovaných atómami uhlíka a karbidovými inklúziami vedie k vysokej pevnosti s prijateľnou úrovňou ťažnosti.
Ryža. 53 Nízkoteplotný okruh (LTMO)
termomechanické spracovanie ocele
LTMT je použiteľný len pre legované ocele s dostatočnou úrovňou stability podchladeného austenitu. Okrem toho vykonávanie vedeckého a technického spracovania vyžaduje prítomnosť výkonného deformačného zariadenia.
Pri HTMT sa austenit v oblasti svojej vysokoteplotnej stability deformuje a následne vytvrdzuje na martenzit (obr. 54). Po kalení nasleduje nízke popúšťanie.
Ryža. 54 Vysokoteplotný okruh (HTMO)
termomechanické spracovanie ocele.
Režim HTMT je zvolený tak, aby na začiatku martenzitickej premeny mal austenit rozvinutú polygonizovanú štruktúru. Stupeň deformácie by nemal byť príliš veľký, aby nedošlo k rekryštalizácii, ktorá znižuje vytvrdzovanie. Po dokončení deformácie je nevyhnutné okamžité vytvrdenie, aby sa zabránilo statickej rekryštalizácii a zachovala sa deformovaná štruktúra na začiatku martenzitickej premeny. Kryštály martenzitu nepresahujú podzrnká austenitu, čo spôsobuje ich výrazné zjemnenie a vysoký rozsah vlastností.
Najdôležitejšou výhodou HTMO je schopnosť súčasne zvyšovať pevnosť a lomovú húževnatosť. Okrem toho na vykonávanie VTMO nie je potrebné výkonné špecializované vybavenie.
6. Chemicko-tepelné spracovanie ocele
6.1. všeobecné charakteristiky chemicko-tepelné spracovanie ocele
Chemicko-tepelné spracovanie (CHT) je nasýtenie povrchu ocele určitými chemickými prvkami, a to nekovmi a kovmi (napríklad uhlík, dusík, hliník, chróm a pod.) ich difúziou v atómovom stave z vonkajšieho prostredia. pri vysokej teplote. Pri týchto procesoch sa nevyhnutne mení chemické zloženie, mikroštruktúra a vlastnosti povrchových vrstiev produktov. Pri chemickom spracovaní sa spracovávané diely zahrievajú v nejakom chemicky aktívnom prostredí. Hlavnými parametrami spracovania sú teplota ohrevu a doba zdržania. CTO sa zvyčajne vykonáva počas dlhého časového obdobia. Teplota procesu sa volí špecificky pre každý typ spracovania.
Primárne procesy akéhokoľvek typu CTO sú disociácia, absorpcia a difúzia.
Disociácia – rozklad chemická zlúčenina získať chemické prvky v aktívnejšom, atómovom stave. Absorpcia je absorpcia atómov špecifikovaných nekovov povrchom dielu. Difúzia je pohyb absorbovaného prvku hlboko do produktu. Rýchlosti všetkých troch procesov musia byť navzájom konzistentné. Na absorpciu a difúziu je potrebné, aby saturačný prvok interagoval so základným kovom za vzniku buď tuhého roztoku alebo chemickej zlúčeniny, pretože bez toho je chemicko-tepelné spracovanie nemožné.
Hlavnými typmi chemicko-tepelného spracovania ocele sú karburizácia, nitridácia, nitrokarburizácia, kyanidácia a difúzna metalizácia.
Rýchlosť difúzie atómov do železnej mriežky nie je rovnaká a závisí od zloženia a štruktúry výsledných fáz. Pri nasýtení uhlíkom alebo dusíkom, ktoré tvoria intersticiálne tuhé roztoky so železom, difúzia prebieha rýchlejšie ako pri nasýtení kovmi tvoriacimi intersticiálne tuhé roztoky. Preto sa v tomto prípade používajú vyššie teploty a dlhšie doby spracovania, no napriek tomu sa získa menšia hrúbka vrstvy ako pri nitridácii a najmä nauhličovaní.
Pri určovaní hrúbky difúznej vrstvy získanej nasýtením ocele jedným alebo druhým prvkom sa zvyčajne neuvádza jej plná hodnota pri zmenenom zložení, ale len hĺbka do určitej tvrdosti alebo štruktúry (efektívna hrúbka).
Na rozdiel od samotného tepelného spracovania, chemicko-tepelné a termomechanické spracovanie zahŕňa okrem tepelných účinkov aj chemické a deformačné účinky na kov. To sťažuje celkový obraz o zmenách štruktúry a vlastností pri tepelnom spracovaní.
Zariadenia na chemicko-tepelné a termomechanické spracovanie sú spravidla zložitejšie ako na samotné tepelné spracovanie. Okrem klasických vykurovacích zariadení zahŕňa napríklad inštalácie na vytváranie riadenej atmosféry, zariadenia na plastickú deformáciu.
Nižšie uvažujeme o všeobecných vzorcoch zmien v štruktúre a vlastnostiach počas chemicko-tepelných a termomechanických úprav a ich odrôd.
"Teória tepelného spracovania kovov",
I.I.Novikov
Počas HTMT sa austenit deformuje v oblasti svojej termodynamickej stability a následne sa vytvrdzuje na martenzit (pozri obrázok schémy spracovania legovanej ocele). Po vytvrdnutí sa vykoná nízke popúšťanie. Hlavným cieľom konvenčného tepelného spracovania s deformačným (valcovacím kovaním) ohrevom je eliminácia špeciálneho ohrevu na kalenie a tým dosiahnutie ekonomického efektu. Hlavným cieľom HTMT je zlepšiť mechanické vlastnosti...
Veľmi zaujímavý je fenomén dedičnosti („reverzibilita“) vytvrdzovania z HTMT objavený M. L. Bernsteinom pri opakovanom tepelnom spracovaní. Ukázalo sa, že kalenie z HTMT sa zachová, ak sa oceľ znovu vytvrdí krátkym vystavením teplote ohrevu na kalenie alebo ak sa oceľ spevnená HTMT najskôr podrobí vysokému popúšťaniu a potom sa znova zatvrdí. Napríklad pevnosť v ťahu ocele 37XH3A po HTMT podľa režimu...
Procesy TMT ocelí sa začali intenzívne študovať v polovici 50. rokov v súvislosti s hľadaním nových spôsobov zvyšovania pevnosti konštrukcie. Nízkoteplotné termomechanické spracovanie (LTMT) Pri LTMT sa podchladený austenit deformuje v oblasti jeho zvýšenej stability, vždy však pod teplotou začiatku rekryštalizácie a následne (transformuje sa na martenzit. Potom sa uskutoční nízke popúšťanie (nie znázornené na obrázku).Schéma spracovania...
Použitie HTMO je obmedzené nasledujúcimi faktormi. Zliatina môže mať taký úzky rozsah teplôt ohrevu na kalenie, že je prakticky nemožné udržať teplotu tvárnenia za tepla v takých úzkych medziach (napríklad v rámci ± 5 °C pre dural D16). Optimálny teplotný rozsah pre deformáciu za tepla môže byť výrazne nižší ako teplotný rozsah ohrevu pre kalenie. Napríklad pri lisovaní hliníkových zliatin...
Podstatou PTMT je, že polotovar získaný po deformácii za tepla v nerekryštalizovanom stave si zachováva nerekryštalizovanú štruktúru aj pri zahrievaní na kalenie. PTMT sa od HTMT líši tým, že operácie deformácie za tepla a ohrevu na kalenie sú oddelené (pozri obrázok Schémy termomechanického spracovania starnúcich zliatin). PTMO má široké využitie v technológii výroby polotovarov z hliníkových zliatin. Bolo to dávno...
Pri HTMT sa uskutočňuje deformácia za tepla, kalenie s deformačným ohrevom a starnutie (pozri obrázok Schémy termomechanického spracovania starnúcich zliatin). Pri deformácii za tepla sa zvyšuje hustota dislokácií a dochádza k vytvrdzovaniu za tepla, ktoré sa pri samotnej deformácii môže čiastočne alebo úplne odstrániť v dôsledku rozvoja dynamickej polygonizácie a dynamickej rekryštalizácie. Krivka napätie-deformácia má časť zvyšujúceho sa prietokového napätia,...
Obrázok ukazuje hlavné diagramy TMT starnúcich zliatin. Zubaté čiary naznačujú plastickú deformáciu. Schémy termomechanického spracovania starnúcich zliatin Nízkoteplotné termomechanické spracovanie (LTMT) LTMT starnúcich zliatin je prvé termomechanické spracovanie (30. roky) a najrozšírenejšie v priemysle. Hlavným účelom NTMO je zvýšiť pevnostné vlastnosti. Pri HTMT sa zliatina najskôr podrobí konvenčnému kaleniu,...
Najprv zvážme vplyv deformácie za studena na starnutie zóny. Zdá sa, že deformácia zvýšením hustoty dislokácií a koncentrácie voľných miest by mala urýchliť starnutie zóny. Ale po prvé, zóny nukleujú homogénne a nie na dislokáciách, a po druhé, dislokácie sú účinnými miestami na odtok voľných miest. Veľmi silná plastická deformácia zvyšuje koncentráciu voľných miest (pomer počtu voľných miest k počtu atómov) len o 10–6....
Účinnosť používania LTMO je daná tým, ktorá posilňovacia fáza sa počas starnutia uvoľňuje. Takže napríklad dodatočné spevnenie zo zavedenia deformácie pred umelým starnutím u zliatin Al - Cu - Mg (tvrdidlo - fáza S) je väčšie ako u zliatin Al - Cu (tvrdidlo - fáza θ´). Pri zahrievaní na starnutie po deformácii za studena k rekryštalizácii spravidla nedochádza, ale...
aby sa zmenil technické údaje kovu, môžete na jeho základe vytvoriť zliatinu a pridať k nej ďalšie komponenty. Existuje však aj iný spôsob, ako zmeniť parametre kovového výrobku - tepelné spracovanie kovu. S jeho pomocou môžete ovplyvniť štruktúru materiálu a zmeniť jeho vlastnosti.
Tepelné spracovanie kovu je séria procesov, ktoré vám umožňujú odstrániť zvyškové napätie z dielu, zmeniť vnútornú štruktúru materiálu a zlepšiť výkon. Chemické zloženie kovu sa po zahriatí nemení. Pri rovnomernom zahrievaní obrobku sa mení zrnitosť štruktúry materiálu.
Príbeh
Technológia tepelného spracovania kovu je ľudstvu známa už od staroveku. V stredoveku kováči zahrievali a chladili polotovary mečov vodou. V 19. storočí sa ľudia naučili spracovávať liatinu. Kováč dáva kov do kontajnera plný ľadu a navrch posypte cukrom. Ďalej začne proces rovnomerného ohrevu, ktorý trvá 20 hodín. Potom mohol byť liatinový predvalok kovaný.
V polovici 19. storočia ruský metalurg D.K. Černov zdokumentoval, že pri zahrievaní kovu sa menia jeho parametre. Od tohto vedca vzišla veda o materiáloch.
Prečo je potrebné tepelné spracovanie?
Časti zariadení a komunikačné jednotky vyrobené z kovu sú často vystavené silnému zaťaženiu. Okrem vystavenia tlaku môžu byť vystavené aj kritickým teplotám. Aby materiál vydržal takéto podmienky, musí byť odolný proti opotrebovaniu, spoľahlivý a odolný.
Zakúpené kovové konštrukcie nie sú vždy schopné dlhodobo odolávať zaťaženiu. Aby vydržali oveľa dlhšie, majstri metalurgie používajú tepelné spracovanie. Počas zahrievania a po ňom zostáva chemické zloženie kovu rovnaké, ale vlastnosti sa menia. Proces tepelného spracovania zvyšuje odolnosť materiálu proti korózii, opotrebeniu a pevnosť.
Výhody tepelného spracovania
Tepelné spracovanie kovových polotovarov je povinný proces, pokiaľ ide o výrobu konštrukcií na dlhodobé používanie. Táto technológia má niekoľko výhod:
- Zvýšená odolnosť kovu proti opotrebovaniu.
- Hotové diely vydržia dlhšie a počet chybných obrobkov sa zníži.
- Zlepšuje odolnosť voči koróznym procesom.
Kovové konštrukcie po tepelnom spracovaní vydržia veľké zaťaženie a zvyšuje sa ich životnosť.
Druhy tepelného spracovania ocele
V hutníctve sa využívajú tri druhy spracovania ocele: technické, termomechanické a chemicko-tepelné. Každý z prezentovaných spôsobov tepelného spracovania musí byť prediskutovaný samostatne.
Žíhanie
Druh alebo iný stupeň technického spracovania kovov. Tento proces zahŕňa rovnomerné zahriatie kovového obrobku na určitú teplotu a jeho následné prirodzené ochladenie. Po žíhaní zmizne vnútorné napätie kovu a jeho heterogenita. Materiál vplyvom teploty mäkne. V budúcnosti je to jednoduchšie na spracovanie.
Existujú dva typy žíhania:
- Prvý druh. V kove je mierna zmena v kryštálovej mriežke.
- Druhý druh. Začínajú sa fázové zmeny v štruktúre materiálu. Nazýva sa aj úplné žíhanie kovu.
Teplotný rozsah počas tohto procesu je od 25 do 1200 stupňov.
Otužovanie
Ďalšia etapa technického spracovania. Kalenie kovu sa vykonáva na zvýšenie pevnosti obrobku a zníženie jeho ťažnosti. Produkt sa zahreje na kritické teploty a potom sa rýchlo ochladí ponorením do kúpeľa s rôznymi kvapalinami. Druhy kalenia:
- Dvojstupňové chladenie. Na začiatku sa obrobok ochladí vodou na 300 stupňov. Potom sa diel umiestni do kúpeľa naplneného olejom.
- Použitie jednej kvapaliny. Ak sa spracovávajú malé časti, používa sa olej. Veľké obrobky sa ochladzujú vodou.
- Stupňovaný. Po zahriatí sa obrobok ochladí v roztavených soliach. Potom sa položí na čerstvý vzduch, kým úplne nevychladne.
Môžete tiež rozlíšiť izotermický typ kalenia. Je to podobné ako pri krokovej metóde, ale mení sa doba držania obrobku v roztavených soliach.
Termomechanická úprava
Ide o typický spôsob tepelného spracovania ocelí. Tento technologický proces využíva zariadenia, ktoré vytvárajú tlakové, vykurovacie telesá a chladiace nádrže. Pri rôznych teplotách sa obrobok zahrieva a po tejto plastickej deformácii nastáva.
Dovolenka
Ide o konečnú fázu technického tepelného spracovania ocele. Tento proces sa vykonáva po vytvrdnutí. Zvyšuje sa viskozita kovu a uvoľňuje sa vnútorné napätie. Materiál sa stáva odolnejším. Môže sa vykonávať pri rôznych teplotách. Tým sa mení samotný proces.
Kryogénna liečba
Hlavný rozdiel medzi tepelným spracovaním a kryogénnou expozíciou je v tom, že kryogénna expozícia zahŕňa chladenie obrobku. Na konci tohto postupu sú diely pevnejšie, nevyžadujú temperovanie a sú lepšie brúsené a leštené.
Pri interakcii s chladiacim médiom teplota klesne na mínus 195 stupňov. Rýchlosť chladenia sa môže líšiť v závislosti od materiálu. Na ochladenie produktu na požadovanú teplotu sa používa procesor, ktorý generuje chlad. Obrobok sa rovnomerne ochladí a určitý čas zostane v komore. Potom ho vyberte a nechajte ho samovoľne ohriať na izbovú teplotu.
Chemicko-tepelné spracovanie
Iný typ tepelného spracovania, pri ktorom sa obrobok zahrieva a vystavuje rôznym chemickým prvkom. Povrch obrobku je vyčistený a potiahnutý chemickými zlúčeninami. Tento proces sa vykonáva pred vytvrdzovaním.
Majster môže nasýtiť povrch produktu dusíkom. Za týmto účelom sa zahrievajú na 650 stupňov. Pri zahrievaní musí byť obrobok v kryogénnej atmosfére.
Tepelné spracovanie neželezných zliatin
Prezentované typy tepelného spracovania kovov nie sú vhodné pre rôzne druhy zliatin a neželezných kovov. Napríklad pri práci s meďou sa vykonáva rekryštalizačné žíhanie. Bronz sa zahrieva až na 550 stupňov. Pracujú s mosadzou pri 200 stupňoch. Hliník sa najskôr vytvrdzuje, potom sa žíha a starne.
Tepelné spracovanie kovu sa považuje za nevyhnutný proces pri výrobe a ďalšom použití konštrukcií a dielov pre priemyselné zariadenia, automobily, lietadlá, lode a iné zariadenia. Materiál sa stáva pevnejším, odolnejším a odolnejším voči koróznym procesom. Výber technologického postupu závisí od použitého kovu alebo zliatiny.