Përpunimi termo-mekanik i metaleveështë një grup operacionesh të deformimit, ngrohjes dhe ftohjes, si rezultat i të cilave formimi i strukturës përfundimtare dhe vetive të materialit ndodh në kushte të rritjes së densitetit dhe shpërndarjes optimale të papërsosmërive strukturore të krijuara nga deformimi plastik.
Përpunimi termo-mekanik i çelikut kryhet kryesisht sipas tre skemave: temperaturë të lartë (HTMT), temperaturë të ulët (LTMT) dhe trajtim paraprak termo-mekanik (PTMT).
ideja kryesore trajtim me temperaturë të lartë konsiston në zgjedhjen e mënyrave të rrotullimit dhe ftohjes pas rrotullimit, gjë që siguron prodhimin e kokrrave të imta dhe uniforme në produktin e përfunduar.
Përpunimi me temperaturë të ulët përbëhet nga ngrohja e çelikut deri në 1000..L 100 °C, ftohja e shpejtë në temperaturën e gjendjes metastabile të austenitit (400...600 °C) dhe një shkallë e lartë (deri në 90% e lart) deformimi në këtë temperaturë. . Pas kësaj kryhen forcim për martensit dhe kalitje në 100...400 °C. Rezultati është një rritje e konsiderueshme e forcës në krahasim me HTMO, por duktilitet dhe qëndrueshmëri më e ulët. Kjo metodë është e zbatueshme pothuajse vetëm për çeliqet e lidhur.
Trajtimi paraprak termomekanik karakterizohet nga thjeshtësia e procesit teknologjik: deformim i ftohtë plastik (rrit densitetin e dislokimit), ngrohje para rikristalizimit (siguron poligonizimin e strukturës së ferritit), shuarje dhe kalitje.
19. Bakri dhe lidhjet me bazë bakri. Shenja prej bronzi dhe bronzi. Aplikimi i lidhjeve me bazë bakri në inxhinierinë sanitare.
Bakri- një metal viskoz, viskoz me ngjyrë të kuqe (rozë kur thyhet), në shtresa shumë të holla duket blu-gjelbër kur shikohet nga drita.
Vetitë e produktit që rezulton varen nga pastërtia, dhe niveli i përmbajtjes së papastërtive përcakton shkallën e tij: MOOk - të paktën 99,99% bakër, MOK - 99,97%, M1K - 99,95%, M2k - 99,93% bakër, etj. shkronja M (bakri) tregon numrin e kushtëzuar të pastërtisë, dhe më pas shkronja metodën dhe kushtet për marrjen e bakrit: k - katodë; b - pa oksigjen; p - deoksidohet; f - deoksidohet nga fosfori. Papastërtitë e dëmshme që reduktojnë vetitë mekanike dhe teknologjike të bakrit dhe lidhjeve të tij janë plumbi, bismuti, squfuri dhe oksigjeni. Përmbajtja e tyre në bakër është rreptësisht e kufizuar: bismut - jo më shumë se 0,005%, plumb - 0,05%, etj.
Bakri është një metal i rëndë me ngjyra. Dendësia është 8890 kg/m 3, pika e shkrirjes është 1083 °C. Bakri i pastër ka përçueshmëri të lartë elektrike dhe termike.
Bakri ka duktilitet të lartë dhe punueshmëri të shkëlqyer nën presion të ftohtë dhe të nxehtë, veti të mira derdhjeje dhe përpunueshmëri të kënaqshme të prerjes. Vetitë mekanike të bakrit janë relativisht të ulëta: qëndrueshmëria në tërheqje është 150...200 MPa, zgjatja relative është 15...25%.
Quhen lidhjet binare ose shumëkomponente të bakrit me zink dhe elementë të tjerë tunxhja.
Tunxhet shënohen me shkronjën L (tunxh), të ndjekur nga numrat që tregojnë përqindjen e bakrit. Për shembull, bronzi L68 përmban 68% bakër, pjesa tjetër është zink. Nëse bronzi është shumë përbërës, atëherë pas shkronjës L vendosin simbolin për elementët e tjerë (A - alumin, F - hekur, N - nikel, K - silikon, T - titan, Mts - mangan, O - kallaj, C - plumbi, C - zink etj.) dhe numrat që tregojnë përqindjen mesatare të tyre në aliazh. Renditja e shkronjave dhe e numrave është e ndryshme në tunxh të përpunuar dhe të derdhur. Në tunxhet e derdhur, përmbajtja mesatare e përbërësit të aliazhit tregohet menjëherë pas shkronjës që tregon emrin e saj.
Bronzi- një aliazh bakri me kallaj, alumin, plumb dhe elementë të tjerë, nga të cilët zinku dhe nikeli nuk janë kryesorët. Zinku dhe nikeli mund të futen në bronz vetëm si elementë shtesë aliazh. Sipas përbërjes kimike bronzet ndahen në kallaj në pa kallaj.
Bronzi shënohet me shkronjat Br, të ndjekur nga emërtimet alfabetike dhe numerike të elementeve që përmbajnë përveç bakrit. Emërtimi i elementeve në bronz është i njëjtë si kur shënohet bronzi. Prania e bakrit në markë nuk tregohet, dhe përmbajtja e tij përcaktohet nga ndryshimi. Në klasat e bronzeve të përpunuara me presion, emrat e elementëve aliazh tregohen në rend zbritës të përqendrimit të tyre, dhe në fund të shkallës përqendrimet mesatare të tyre tregohen në të njëjtën sekuencë. Për shembull, klasa bronzi BrotsS4-4-2.5 përmban 4% kallaj dhe zink, 2.5% plumb, pjesa tjetër është bakër. Në klasat e bronzeve të derdhur (GOST 613 dhe 493), pas çdo përcaktimi të një elementi aliazh tregohet përmbajtja e tij. Nëse përbërjet e bronzeve të derdhjes dhe të përpunuara me presion mbivendosen, për shembull BrA9ZZL.
20. Alumini dhe lidhjet me bazë alumini. Aplikimi i lidhjeve me bazë alumini në teknologjinë sanitare.
Aluminiështë një metal i lehtë argjend-bardhë me densitet 2,7 g/cm3 dhe pikë shkrirjeje 660 °C. Karakterizohet nga përçueshmëri e lartë termike dhe elektrike dhe rezistencë e mirë ndaj korrozionit në shumë mjedise agresive. Sa më i pastër të jetë alumini, aq më e lartë është rezistenca ndaj korrozionit.
Në varësi të përmbajtjes së papastërtive, alumini ndahet në grupe dhe klasa: alumini me pastërti të lartë A999 - 99,999% alumin, nota të pastërtisë së lartë: A995 - 99,995%, A99 - 99,99%, A97 - 99,97%, A95 - 99% alumini. pastërti me përmbajtje papastërtie OD5...1.0%: A85, A8, A7, A6, A5, AO. Për shembull, shkalla A85 do të thotë që metali përmban 99,85% alumin, dhe shkalla AO do të thotë 99% alumin. Alumini teknik i deformueshëm është i shënuar ADO dhe AD1. Fe, Si, Cu, Mn, Zn, etj. mund të jenë të pranishëm si papastërti në alumin.
Sipas karakteristikave teknike, të gjitha lidhjet e aluminit ndahen në 2 klasa:
I derdhur dhe jo i deformueshëm.
Duraluminet janë lidhjet më të zakonshme të këtij grupi, me bazë alumini, bakri dhe magnezi. Duralumin karakterizohet nga një kombinim i forcës dhe duktilitetit të lartë, dhe deformohet lehtësisht në gjendje të nxehtë dhe të ftohtë.
Siluminatështë emri i përgjithshëm për një grup lidhjesh derdhjeje me bazë alumini që përmban silikon (4... 13% dhe në disa marka deri në 23%) dhe disa elementë të tjerë. Siluminat kanë veti të larta derdhjeje, forcë mjaft të lartë, rezistencë të rritur ndaj korrozionit dhe mund të përpunohen lehtësisht.
Shkalla e ndikimit të mediumit të lëngët metalik në materialin e deformuar varet nga trajtimi termik dhe termomekanik i tij. Në një masë të madhe, ky ndikim përcaktohet nga niveli i forcës dhe madhësisë së kokrrizave që fitojnë materialet si rezultat i përpunimit. Megjithatë, efekti i trajtimit termik dhe termomekanik shoqërohet gjithashtu me disa veçori të gjendjes strukturore të materialit.V. G. Markov hetoi efektin e kallajit të lëngshëm në çeliqet pearlitike krom-molibden-vanadium të kalitur në temperatura të ndryshme. Në të gjitha rastet, kalitja u krye në 990°C dhe kalitja në 270, 370, 470, 570, 670 dhe 770°C; Kohëzgjatja e kalitjes në çdo temperaturë ishte 1.5 orë.Nga boshllëqet e çelikut që i ishin nënshtruar kushteve të përcaktuara të trajtimit termik, u bënë kampione me një pjesë pune cilindrike me diametër 6 mm, të cilat u testuan më pas në tension me shpejtësi 1.25 mm. /min. Mostrat u testuan në një banjë me kallaj të lëngshëm dhe në ajër në një temperaturë prej 250/650°C.
Është vërtetuar se çeliku është i ekspozuar ndaj ndikimit më të madh të metalit të lëngshëm pas kalitjes së ulët dhe mesatare (në një temperaturë prej 270/470 ° C). Mostrat që i janë nënshtruar një trajtimi të tillë nxehtësie dështojnë në mënyrë të brishtë, pa deformim plastik, forca e tyre në tërheqje është 1,5-2 herë më e ulët se forca e rendimentit në ajër. Mostrat e kalitura në 570°C shkatërrohen në kanaçe nga disa deformime plastike; diagrami i tërheqjes së tyre përfundon në zonën e deformimit uniform. Kalitja në 670°C çon në një dobësim të mëtejshëm të ndikimit të kallajit në çelik. Në këtë rast, forca e rrjedhshmërisë, qëndrueshmëria në tërheqje dhe zgjatja uniforme e mostrave të testuara në ajër dhe në kallaj janë të njëjta; ndikimi i metalit të lëngshëm shprehet vetëm në ulje të zgjatjes së koncentruar. Mostrat e kalitura në 770°C nuk zbuluan ndonjë ndikim të mediumit të lëngët metalik.
Kështu, një rritje në temperaturën e kalitjes çon në një ulje të efektit të metalit të lëngshëm në vetitë mekanike të çelikut pearlitik. Arsyeja kryesore për dobësimin e efektit është në këtë rast, me sa duket, për shkak të një rënie të forcës së çelikut. Kështu, forca në tërheqje në ajër ndryshon vazhdimisht nga afërsisht 130 kg/mm2 pas kalitjes në 270°C në 55 kg/mm2 pas kalitjes në 670°C.
Modele të ngjashme të ndikimit të trajtimit termik të çelikut 30KhGSA në madhësinë e efektit të ekspozimit ndaj kallajit të lëngshëm dhe saldimit kallaj-plumb u krijuan në punime, rezultatet e tyre janë diskutuar më lart (shih Tabelën 35). Puna vuri në dukje se kalitja në temperaturë të lartë e çeliqeve pearlitike krom-nikel dhe karbon redukton ndjeshmërinë e tyre ndaj efekteve të saldimeve të shkrira.
Autorët e punës hetuan efektin e merkurit në temperaturën e dhomës në vetitë mekanike të lidhjeve të aluminit që forcojnë dispersionin në varësi të kohëzgjatjes së plakjes. Në Fig. 88 tregon rezultatet e testimit të një aliazh alumini të lidhur me 4,5% Cu, 0,6% Mn dhe 1,5% Mg. Mund të shihet se një rritje në kohëzgjatjen e plakjes së lidhjes, e shoqëruar me ngurtësim në ajër, çon në një rënie të mprehtë të forcës së saj në një mjedis me merkur të lëngshëm. Është interesante që edhe një forcim i lehtë i aliazhit në fillim të procesit të plakjes shkakton një ndikim të fortë të metalit të lëngshëm. Kjo tregon varësinë e ndikimit të mediumit të lëngët metalik në gjendjen strukturore të materialit.
Një natyrë paksa e ndryshme e ndikimit të metalit të lëngshëm (merkur me 2% Na) është vërejtur gjatë plakjes së aliazhit Cu - 2% Be. Nga Fig. 89 rrjedh se testimi i një aliazhi në metal të lëngshëm nuk shtrembëron (cilësisht) natyrën e efektit të plakjes në forcën e tij të rrjedhshmërisë. Në këtë rast, vërehen fazat e zakonshme të ngurtësimit dhe më pas zbutjes (me ekspozim në rritje) që lidhen me plakjen e tepërt të aliazhit. Për sa i përket ndikimit të metalit të lëngshëm në zgjatjen relative të materialit, ai ishte i ngjashëm me efektin në forcën e vendosur në punim, d.m.th. efekti i mjedisit, i shprehur në një ulje të zgjatjes relative, rritet me ngurtësimin e lidhjes dhe është më i madh në forcimin maksimal. Mbi plakja e aliazhit çon në një ulje të efektit të brishtësisë së veshjes së metalit të lëngshëm.
Në Fig. 89 tregon gjithashtu rezultatet e testimit të një aliazh bakri-beril që i nënshtrohet forcimit të punës pas shuarjes. Ky trajtim promovon forcimin edhe më të madh të aliazhit gjatë plakjes, por ulja e zgjatjes relative është shumë më pak e theksuar. Për shembull, reduktimi më i madh i zgjatjes pas shuarjes dhe forcimit të punës ishte rreth 60%, ndërsa vetëm pas shuarjes ishte afër 100%.
Përdorimi i ngurtësimit të ftohtë pas trajtimit termik të aliazhit, siç tregohet në punime, zakonisht nuk shkakton një ndryshim në shkallën e ekspozimit ndaj metalit të lëngshëm. Kështu, ngurtësimi i një aliazh bakri-beril pas shuarjes dhe plakjes në 370°C për 0,5 dhe 12 orë, d.m.th., para dhe pas kulmit të ngurtësimit (shih Fig. 89), nuk çon në forcimin ose dobësimin e ndikimit të mediumi i lëngët metalik. Aliazhi që iu nënshtrua ngurtësimit maksimal gjatë trajtimit termik (shuarje dhe plakje në 370°C për 1 orë) tregoi ekspozim të shtuar ndaj mjedisit me rritjen e shkallës së ngurtësimit.
Përpunimi termo-mekanik i një materiali në disa raste bën të mundur rritjen e forcës së tij në një mjedis metalik të lëngshëm. Puna hulumtoi efektin e trajtimit termomekanik në vetitë mekanike të çelikut 40X në ajër dhe në kontakt me eutektikën Pb-Sn. Janë testuar mostra cilindrike me diametër 10 mm me prerje rrethore. Materiali u përpunua në zonën e koncentruesit të stresit. Mostra u instalua në një makinë speciale dhe u ngroh duke kaluar një rrymë elektrike përmes saj në temperaturën e austenitizimit; më pas u ftoh në një temperaturë prej 400/600 ° C, në të cilën koncentratori u rrotullua me rula profili. Thellësia fillestare e prerjes së bërë në torno ishte 1 mm, rrezja në majë ishte 0,2 mm dhe këndi ishte 0,8 rad. Duke u rrotulluar me rula, thellësia e prerjes u rrit në 1.5 mm, rrezja mbeti e pandryshuar. Pasi u fut, kampioni u shua në vaj dhe më pas kalitej. Krahas trajtimit termomekanik me rula është përdorur edhe trajtimi me deformim përdredhës të kampionit. U vlerësua gjithashtu ndikimi i ngurtësimit të ftohtë në temperaturën e dhomës në efektin e metalit të lëngshëm në çelik pas shuarjes dhe normalizimit.
Nga ato të paraqitura në Fig. 90 diagrame tërheqëse tregojnë se në temperaturat 400 dhe 500 ° C, mostrat e ngurtësuara shkatërrohen nën veprimin e metalit të lëngshëm në rajonin elastik, duke përjetuar një rënie të shumëfishtë të forcës. Një rritje e caktuar e forcës arrihet me forcimin e ftohtë të mostrave, rrotullimin me rula në temperaturën e dhomës dhe trajtimin termomekanik duke përdorur rrotullim. Rritja më e madhe e forcës arrihet me përpunimin termomekanik duke përdorur rrotullimin e mostrave me rula. Megjithatë, edhe pse kur testohet në ajër, një trajtim i tillë jep një rritje të mprehtë të duktilitetit të mostrave, kur testohen në shkrirje, mostrat dështojnë në mënyrë të brishtë. Duhet të theksohet se metoda e trajtimit termomekanik, e cila rezultoi efektive për çelikun 40X, nuk dha një rezultat pozitiv për çelikun 2X13 as kur u testua në ajër dhe as në një shkrirje eutektike Pb-Sn. Shkalla e ndikimit të metalit të lëngshëm në këtë rast ishte afërsisht e njëjtë me atë pas shuarjes dhe kalitjes, duke i dhënë të njëjtin nivel fortësie dhe duktiliteti çelikut.
Të dhënat e mësipërme tregojnë se rritja e forcës së një materiali si rezultat i trajtimit termik ose termomekanik zakonisht çon në rritjen e ekspozimit ndaj metalit të lëngshëm. Efekti i forcimit të çelikut 40X në eutektikën Pb-Bi pas rrotullimit të koncentratorit të stresit me rula është i lidhur padyshim kryesisht me shfaqjen e sforcimeve shtypëse në shtresën sipërfaqësore të kampionit, pasi trajtimi termomekanik në të njëjtën mënyrë, por me deformim të mostra me rrotullim, nuk çon në rezultate të ngjashme. Faktori strukturor me sa duket ndikon në shkallën e ndikimit të mediumit të lëngët metalik në rastin e testimit të lidhjeve të forcuara nga dispersioni. Duhet pritur një rritje e ndikimit të mjedisit në këto lidhje, pasi në to mund të shfaqen përqendrime të konsiderueshme të stresit në zonën e precipitateve të shpërndara imët, të cilat janë pengesa serioze për lëvizjen e dislokimeve.
02.01.2020
Pajisjet në industrinë e minierave dhe përpunimit përfshijnë thërrmuesit me rul. Makina e parë e tillë u ndërtua në Britaninë e Madhe në vitin 1908. Në minierën Kreinder...
02.01.2020
Është e vështirë të imagjinohet funksionimi normal i një zyre moderne pa mobilje të përshtatshme. Këtu përfshihen tavolina, kolltuqe, karrige, rafte të ndryshëm dhe...
02.01.2020
Betoni i shkumëzuar është një përzierje e lëngshme betoni që ngurtësohet gjatë procesit dhe pritet në format e kërkuara për projektin. Betoni i shkumës është bërë nga një përzierje e çimentos, rërës,...
30.12.2019
Metodat e reja të komunikimit ndikojnë në nivelin e kohës së lirë njerëzit modernë. Sot, përdoruesit e lojërave të fatit duan të kenë një shpërthim......
30.12.2019
Në ndërtimet moderne, bazat e shtyllave përdoren gjerësisht. Ata i drejtohen atij gjatë ndërtimit të ndërtesave private dhe projekteve të mëdha të pasurive të paluajtshme, duke përfshirë shitjen me pakicë...
30.12.2019
Interneti hap shumë mundësi për dashamirët e rrezikut dhe eksitimit. Makinat e fatit janë forma më e njohur e lojërave të fatit....
29.12.2019
Mobiljet e kabinetit sot janë opsioni më i popullarizuar midis të gjitha atyre ekzistuese. E veçanta e këtij lloji të mobilieve është se janë bërë me panele druri,...
Përpunimi termo-mekanik përfshin deformimin plastik, i cili ndikon në formimin e strukturës gjatë ekspozimit termik të metalit. Deformimi plastik ndryshon natyrën e shpërndarjes dhe rrit dendësinë e defekteve të rrjetës kristalore, e cila nga ana tjetër ndikon shumë në natyrën e formimit të strukturës gjatë transformimeve fazore. Kështu, pas TMT, në aliazh formohet një strukturë me një densitet të shtuar të defekteve në strukturën kristalore, e cila çon në përvetësimin e vetive të reja mekanike.
Për çelikun, përdoren kryesisht dy lloje të përpunimit termomekanik: me temperaturë të ulët dhe me temperaturë të lartë.
Gjatë LTMT, austeniti i superftohur deformohet në rajonin e qëndrueshmërisë së tij të rritur, por domosdoshmërisht nën temperaturën në të cilën fillon rikristalizimi. Pas kësaj, ai kthehet në martensit (Fig. 53). Kalitja e ulët përdoret si trajtimi përfundimtar i nxehtësisë.
Arsyeja e forcimit të çelikut gjatë LTMT është trashëgimia e strukturës së dislokimit të austenitit të deformuar nga martenziti. Dislokimet nuk zhduken gjatë formimit të martensitit, por kalohen nga faza fillestare në të renë, d.m.th. martenziti trashëgon nënstrukturën e austenitit të deformuar. Dendësia e lartë e dislokimeve të fiksuar nga atomet e karbonit dhe përfshirjet e karbitit rezulton në forcë të lartë me një nivel të pranueshëm duktiliteti.
Oriz. 53 Qarku i temperaturës së ulët (LTMO)
përpunimi termomekanik i çelikut
LTMT është i zbatueshëm vetëm për çeliqet e aliazhuar me një nivel të mjaftueshëm të qëndrueshmërisë së austenitit të superftohur. Për më tepër, kryerja e trajtimit shkencor dhe teknik kërkon praninë e pajisjeve të fuqishme deformuese.
Gjatë HTMT, austeniti deformohet në rajonin e qëndrueshmërisë së tij në temperaturë të lartë dhe më pas ngurtësohet në martensit (Fig. 54). Ngurtësimi pasohet nga kalitja e ulët.
Oriz. 54 Qarku i temperaturës së lartë (HTMO)
përpunimi termomekanik i çelikut.
Modaliteti HTMT është zgjedhur në mënyrë që në fillim të transformimit martenzitik austeniti të ketë një strukturë të zhvilluar poligonizuar. Shkalla e deformimit nuk duhet të jetë shumë e madhe, në mënyrë që të mos shkaktojë rikristalizim, i cili redukton ngurtësimin. Pas përfundimit të deformimit, ngurtësimi i menjëhershëm është i nevojshëm për të parandaluar rikristalizimin statik dhe për të ruajtur strukturën e deformuar në fillim të transformimit martensitik. Kristalet martensitike nuk shtrihen përtej nënkokrrizave të austenitit, gjë që shkakton rafinim të konsiderueshëm të tyre dhe një gamë të lartë vetive.
Avantazhi më i rëndësishëm i HTMO është aftësia për të rritur njëkohësisht forcën dhe rezistencën ndaj thyerjes. Për më tepër, pajisje të fuqishme të specializuara nuk kërkohen për të kryer VTMO.
6. Trajtimi kimiko-termik i çelikut
6.1. karakteristikat e përgjithshme trajtimi kimiko-termik i çelikut
Trajtimi kimiko-termik (CHT) është ngopja sipërfaqësore e çelikut me disa elementë kimikë, përkatësisht jometale dhe metale (për shembull, karboni, azoti, alumini, krom, etj.) përmes difuzionit të tyre në gjendje atomike nga mjedisi i jashtëm. në temperaturë të lartë. Gjatë këtyre proceseve, përbërja kimike, mikrostruktura dhe vetitë e shtresave sipërfaqësore të produkteve ndryshojnë domosdoshmërisht. Gjatë trajtimit kimik, pjesët që përpunohen nxehen në një mjedis kimikisht aktiv. Parametrat kryesorë të përpunimit janë temperatura e ngrohjes dhe koha e mbajtjes. CTO zakonisht kryhet për një periudhë të gjatë kohore. Temperatura e procesit zgjidhet në mënyrë specifike për çdo lloj përpunimi.
Proceset parësore të çdo lloji të CTO janë disociimi, thithja dhe difuzioni.
Shkëputje - zbërthim përbërje kimike për të marrë elementë kimikë në një gjendje më aktive, atomike. Absorbimi është thithja e atomeve të jometaleve të specifikuara nga sipërfaqja e pjesës. Difuzioni është lëvizja e një elementi të zhytur thellë në produkt. Shpejtësitë e të tre proceseve duhet të jenë në përputhje me njëra-tjetrën. Për thithjen dhe difuzionin, është e nevojshme që elementi ngopjes të ndërveprojë me metalin bazë për të formuar ose një zgjidhje të ngurtë ose një përbërje kimike, pasi në mungesë të kësaj, trajtimi kimiko-termik është i pamundur.
Llojet kryesore të trajtimit kimiko-termik të çelikut janë karburizimi, nitrizimi, nitrokarburizimi, cianidimi dhe metalizimi me difuzion.
Shpejtësia e difuzionit të atomeve në rrjetën e hekurit nuk është e njëjtë dhe varet nga përbërja dhe struktura e fazave që rezultojnë. Kur ngopet me karbon ose azot, të cilat formojnë tretësira të ngurta intersticiale me hekurin, difuzioni vazhdon më shpejt sesa kur ngopet me metale duke formuar tretësira të ngurta intersticiale. Prandaj, në këtë rast përdoren temperatura më të larta dhe kohë më të gjata përpunimi, por pavarësisht kësaj, përftohet një trashësi më e vogël e shtresës se sa me azotimin dhe veçanërisht karburizimin.
Gjatë përcaktimit të trashësisë së shtresës së difuzionit të marrë nga ngopja e çelikut me një ose një element tjetër, zakonisht nuk tregohet vlera e tij e plotë me një përbërje të ndryshuar, por vetëm thellësia në një fortësi ose strukturë të caktuar (trashësia efektive).
Në ndryshim nga vetë trajtimi termik, trajtimi kimiko-termik dhe termomekanik, përveç efekteve termike, përfshijnë, përkatësisht, efekte kimike dhe deformuese në metal. Kjo e ndërlikon pamjen e përgjithshme të ndryshimeve në strukturë dhe veti gjatë trajtimit termik.
Pajisjet për trajtime kimiko-termike dhe termomekanike janë, si rregull, më komplekse sesa për vetë trajtimin termik. Përveç pajisjeve konvencionale të ngrohjes, ai përfshin, për shembull, instalime për krijimin e një atmosfere të kontrolluar, pajisje për deformim plastik.
Më poshtë shqyrtojmë modelet e përgjithshme të ndryshimeve në strukturë dhe veti gjatë trajtimeve kimiko-termike dhe termomekanike dhe varietetet e tyre.
"Teoria e trajtimit termik të metaleve",
I.I.Novikov
Gjatë HTMT, austeniti deformohet në rajonin e qëndrueshmërisë së tij termodinamike dhe më pas ngurtësohet në martensit (shih figurën për skemën e përpunimit të çelikut të aliazhuar). Pas ngurtësimit, kryhet një kalitje e ulët. Qëllimi kryesor i trajtimit konvencional termik me ngrohje me deformim (falsifikim me rrotullim) është të eliminojë ngrohjen speciale për forcim dhe në këtë mënyrë të marrë një efekt ekonomik. Qëllimi kryesor i HTMT është të përmirësojë vetitë mekanike...
Me interes të madh është dukuria e trashëgimisë ("kthyeshmëria") e ngurtësimit nga HTMT e zbuluar nga M. L. Bernstein gjatë trajtimit të përsëritur termik. Doli që forcimi nga HTMT ruhet nëse çeliku ri-forcohet me një ekspozim të shkurtër në temperaturën e ngrohjes për shuarje ose nëse çeliku i forcuar me HTMT fillimisht i nënshtrohet kalitjes së lartë dhe më pas riforcohet. Për shembull, qëndrueshmëria në tërheqje e çelikut 37XH3A pas HTMT sipas regjimit...
Proceset e TMT të çeliqeve filluan të studiohen intensivisht në mesin e viteve '50 në lidhje me kërkimin e mënyrave të reja për të rritur forcën strukturore. Trajtimi termomekanik me temperaturë të ulët (LTMT) Gjatë LTMT, austeniti i superftohur deformohet në rajonin e qëndrueshmërisë së tij të rritur, por gjithmonë nën temperaturën e fillimit të rikristalizimit dhe më pas (shndërrohet në martensit. Pas kësaj, kryhet kalitja e ulët (jo treguar në figurë).Skema e përpunimit...
Përdorimi i HTMO kufizohet nga faktorët e mëposhtëm. Lidhja mund të ketë një gamë kaq të ngushtë të temperaturave të ngrohjes për shuarje, saqë është praktikisht e pamundur të ruhet temperatura e formimit të nxehtë brenda kufijve kaq të ngushtë (për shembull, brenda ± 5 °C për D16 duralumin). Gama optimale e temperaturës për deformimin e nxehtë mund të jetë dukshëm më e ulët se diapazoni i temperaturës së ngrohjes për forcim. Për shembull, kur shtypni lidhjet e aluminit...
Thelbi i PTMT është se produkti gjysëm i gatshëm i marrë pas deformimit të nxehtë në një gjendje jo të rikristalizuar ruan një strukturë jo të rikristalizuar edhe kur nxehet për shuarje. PTMT ndryshon nga HTMT në atë që operacionet e deformimit të nxehtë dhe ngrohjes për forcim janë të ndara (shih figurën Skemat e përpunimit termomekanik të lidhjeve të vjetruara). PTMO përdoret gjerësisht në teknologjinë e prodhimit të produkteve gjysëm të gatshme nga lidhjet e aluminit. Ishte shumë kohë më parë ...
Gjatë HTMT kryhet deformim i nxehtë, ngurtësim me ngrohje me deformim dhe plakje (shih figurën Skemat e përpunimit termomekanik të lidhjeve të plakjes). Gjatë deformimit të nxehtë rritet densiteti i dislokimit dhe ndodh ngurtësimi i nxehtë, i cili gjatë vetë deformimit mund të hiqet pjesërisht ose plotësisht si rezultat i zhvillimit të poligonizimit dinamik dhe rikristalizimit dinamik. Kurba sforcim-deformim ka një seksion të rritjes së stresit të rrjedhës,...
Figura tregon diagramet kryesore të TMT të lidhjeve të vjetruara. Linjat e dhëmbëzuara tregojnë deformim plastik. Skemat për trajtimin termomekanik të lidhjeve të vjetruara Trajtimi termomekanik me temperaturë të ulët (LTMT) LTMT i lidhjeve të plakjes është trajtimi i parë termomekanik (vitet 30) dhe më i përdoruri në industri. Qëllimi kryesor i NTMO është të rrisë vetitë e forcës. Në HTMT, aliazhi së pari i nënshtrohet shuarjes konvencionale, ...
Le të shqyrtojmë së pari efektin e deformimit të ftohtë në plakjen e zonës. Duket se deformimi, duke rritur densitetin e dislokimit dhe përqendrimin e vendeve të lira, duhet të përshpejtojë plakjen e zonës. Por, së pari, zonat bërthamohen në mënyrë homogjene, dhe jo në dislokime, dhe së dyti, dislokimet janë vende efektive për kullimin e vendeve të lira. Deformimi plastik shumë i fortë rrit përqendrimin e vakancave (raporti i numrit të vendeve të lira me numrin e atomeve) me vetëm 10–6....
Efektiviteti i përdorimit të LTMO përcaktohet nga cila fazë forcuese lirohet gjatë plakjes. Kështu, për shembull, forcimi shtesë nga futja e deformimit para plakjes artificiale për lidhjet Al - Cu - Mg (agjent forcues - faza S) është më i madh se për lidhjet Al - Cu (agjent forcues - faza θ´). Kur nxehet për plakje pas deformimit të ftohtë, rikristalizimi, si rregull, nuk ndodh, por ...
në mënyrë që të ndryshojë specifikimet metal, mund të krijoni një aliazh bazuar në të dhe të shtoni përbërës të tjerë në të. Sidoqoftë, ekziston një mënyrë tjetër për të ndryshuar parametrat e një produkti metalik - trajtimi termik i metalit. Me ndihmën e tij, ju mund të ndikoni në strukturën e materialit dhe të ndryshoni karakteristikat e tij.
Trajtimi termik i metalit është një seri procesesh që ju lejojnë të hiqni stresin e mbetur nga një pjesë, të ndryshoni strukturën e brendshme të materialit dhe të përmirësoni performancën. Përbërja kimike e metalit nuk ndryshon pas ngrohjes. Kur pjesa e punës nxehet në mënyrë të njëtrajtshme, madhësia e kokrrizave të strukturës së materialit ndryshon.
Histori
Teknologjia e trajtimit të nxehtësisë së metaleve ka qenë e njohur për njerëzimin që nga kohërat e lashta. Gjatë Mesjetës, farkëtarët ngrohnin dhe ftohnin boshllëqet e shpatës duke përdorur ujë. Nga shekulli i 19-të, njerëzit mësuan të përpunonin gize. Farkëtari që vendos metalin në enë plot me akull, dhe sipër spërkatet me sheqer. Më pas fillon procesi i ngrohjes uniforme që zgjat 20 orë. Pas kësaj, bileta prej gize mund të falsifikohej.
Në mesin e shekullit të 19-të, metalurgu rus D.K. Chernov dokumentoi se kur një metal nxehet, parametrat e tij ndryshojnë. Nga ky shkencëtar doli shkenca e shkencës së materialeve.
Pse nevojitet trajtimi termik?
Pjesët e pajisjeve dhe njësitë e komunikimit të bëra prej metali shpesh i nënshtrohen ngarkesave të rënda. Përveç ekspozimit ndaj presionit, ato mund të ekspozohen ndaj temperaturave kritike. Për t'i bërë ballë kushteve të tilla, materiali duhet të jetë rezistent ndaj konsumit, i besueshëm dhe i qëndrueshëm.
Strukturat metalike të blera nuk janë gjithmonë në gjendje t'i rezistojnë ngarkesave për një kohë të gjatë. Për t'i bërë ato të zgjasin shumë më gjatë, mjeshtrit e metalurgjisë përdorin trajtim termik. Gjatë dhe pas ngrohjes, përbërja kimike e metalit mbetet e njëjtë, por karakteristikat ndryshojnë. Procesi i trajtimit të nxehtësisë rrit rezistencën ndaj korrozionit, rezistencën ndaj konsumit dhe forcën e materialit.
Përfitimet e trajtimit të nxehtësisë
Trajtimi termik i boshllëqeve metalike është një proces i detyrueshëm kur bëhet fjalë për prodhimin e strukturave për përdorim afatgjatë. Kjo teknologji ka një sërë përparësish:
- Rritja e rezistencës ndaj konsumit të metalit.
- Pjesët e përfunduara zgjasin më shumë, dhe numri i pjesëve të defektit të punës zvogëlohet.
- Përmirëson rezistencën ndaj proceseve korrozioni.
Pas trajtimit termik, strukturat metalike mund të përballojnë ngarkesa të rënda dhe jeta e tyre e shërbimit rritet.
Llojet e trajtimit termik të çelikut
Në metalurgji përdoren tre lloje të përpunimit të çelikut: teknik, termomekanik dhe kimiko-termik. Secila nga metodat e paraqitura të trajtimit të nxehtësisë duhet të diskutohet veçmas.
Pjekja
Një lloj ose një fazë tjetër e përpunimit teknik të metaleve. Ky proces përfshin ngrohjen uniforme të një pjese metalike në një temperaturë të caktuar dhe ftohjen e saj të mëvonshme në mënyrë natyrale. Pas pjekjes, stresi i brendshëm i metalit dhe heterogjeniteti i tij zhduken. Materiali zbutet nën ndikimin e temperaturës. Është më e lehtë për t'u përpunuar në të ardhmen.
Ekzistojnë dy lloje të pjekjes:
- Lloji i parë. Ka një ndryshim të vogël në rrjetën kristalore në metal.
- Lloji i dytë. Fillojnë ndryshimet fazore në strukturën e materialit. Quhet gjithashtu pjekja e plotë e metalit.
Gama e temperaturës gjatë këtij procesi është nga 25 në 1200 gradë.
Forcim
Një fazë tjetër e përpunimit teknik. Forcimi i metaleve kryhet për të rritur forcën e pjesës së punës dhe për të zvogëluar duktilitetin e saj. Produkti nxehet në temperatura kritike dhe më pas ftohet shpejt duke u zhytur në një banjë me lëngje të ndryshme. Llojet e ngurtësimit:
- Ftohje me dy faza. Fillimisht, pjesa e punës ftohet në 300 gradë me ujë. Pas kësaj, pjesa vendoset në një banjë të mbushur me vaj.
- Duke përdorur një lëng. Nëse përpunohen pjesë të vogla, përdoret vaj. Pjesët e mëdha të punës ftohen me ujë.
- U hap. Pas ngrohjes, pjesa e punës ftohet në kripëra të shkrirë. Pas kësaj, vendoset në ajër të pastër derisa të ftohet plotësisht.
Ju gjithashtu mund të dalloni llojin izotermik të forcimit. Është e ngjashme me metodën e hapit, por koha e mbajtjes së pjesës së punës në kripërat e shkrira ndryshon.
Trajtimi termo-mekanik
Ky është një mënyrë tipike e trajtimit termik të çeliqeve. Ky proces teknologjik përdor pajisje që krijojnë presion, elementë ngrohjeje dhe rezervuarë ftohës. Në temperatura të ndryshme, pjesa e punës nxehet, dhe pas këtij deformimi plastik ndodh.
Pushime
Kjo është faza përfundimtare e trajtimit teknik termik të çelikut. Ky proces kryhet pas ngurtësimit. Viskoziteti i metalit rritet dhe stresi i brendshëm lehtësohet. Materiali bëhet më i qëndrueshëm. Mund të kryhet në temperatura të ndryshme. Kjo ndryshon vetë procesin.
Trajtimi kriogjenik
Dallimi kryesor midis trajtimit të nxehtësisë dhe ekspozimit kriogjenik është se ky i fundit përfshin ftohjen e pjesës së punës. Në fund të kësaj procedure, pjesët bëhen më të forta, nuk kërkojnë kalitje dhe bluhen dhe lustrohen më mirë.
Kur ndërveproni me median ftohëse, temperatura bie në minus 195 gradë. Shkalla e ftohjes mund të ndryshojë në varësi të materialit. Për të ftohur produktin në temperaturën e dëshiruar, përdoret një procesor që gjeneron të ftohtë. Pjesa e punës ftohet në mënyrë të barabartë dhe mbetet në dhomë për një periudhë të caktuar kohe. Pas kësaj, nxirreni dhe lëreni të ngrohet vetë në temperaturën e dhomës.
Trajtimi kimiko-termik
Një tjetër lloj trajtimi termik, në të cilin pjesa e punës nxehet dhe ekspozohet ndaj elementëve të ndryshëm kimikë. Sipërfaqja e pjesës së punës pastrohet dhe lyhet me përbërje kimike. Ky proces kryhet para ngurtësimit.
Mjeshtri mund të ngopë sipërfaqen e produktit me azot. Për ta bërë këtë, ato nxehen në 650 gradë. Kur nxehet, pjesa e punës duhet të jetë në një atmosferë kriogjenike.
Trajtimi termik i lidhjeve me ngjyra
Llojet e paraqitura të trajtimit termik të metaleve nuk janë të përshtatshme për lloje të ndryshme të lidhjeve dhe metaleve me ngjyra. Për shembull, kur punoni me bakër, kryhet pjekja e rikristalizimit. Bronzi nxehet deri në 550 gradë. Punojnë me tunxh në 200 gradë. Alumini fillimisht ngurtësohet, më pas pjeket dhe plaket.
Trajtimi termik i metalit konsiderohet një proces i domosdoshëm në prodhimin dhe përdorimin e mëtejshëm të strukturave dhe pjesëve për pajisje industriale, makina, avionë, anije dhe pajisje të tjera. Materiali bëhet më i fortë, më i qëndrueshëm dhe më rezistent ndaj proceseve korrozioni. Zgjedhja e procesit teknologjik varet nga metali ose aliazhi i përdorur.