Metallerin termomekanik işlenmesi malzemenin nihai yapısının ve özelliklerinin oluşumunun, artan yoğunluk ve plastik deformasyonun yarattığı yapısal kusurların optimal dağılımı koşulları altında meydana geldiği bir dizi deformasyon, ısıtma ve soğutma işlemidir.
Çeliğin termomekanik işlenmesi esas olarak üç şemaya göre gerçekleştirilir: yüksek sıcaklık (HTMT), düşük sıcaklık (LTMT) ve ön termomekanik işlem (PTMT).
ana fikir yüksek sıcaklık tedavisi haddelemeden sonra haddeleme ve soğutma modlarının seçilmesinden oluşur; bu, bitmiş üründe ince ve düzgün tanecik üretilmesini sağlar.
Düşük sıcaklıkta işlemeçeliğin 1000..L 100 °C'ye ısıtılması, ostenitin yarı kararlı durumunun sıcaklığına (400...600 °C) hızlı soğutma ve bu sıcaklıkta yüksek derecede (%90 ve üzeri) deformasyondan oluşur . Daha sonra martenzit için sertleştirme ve 100...400 °C'de temperleme yapılır. Sonuç, HTMO'ya kıyasla mukavemette önemli bir artış, ancak daha düşük süneklik ve tokluktur. Bu yöntem neredeyse yalnızca alaşımlı çeliklere uygulanabilir.
Ön termomekanik arıtma teknolojik sürecin basitliği ile karakterize edilir: soğuk plastik deformasyon (dislokasyon yoğunluğunu arttırır), yeniden kristalleşme öncesi ısıtma (ferrit yapısının çokgenleşmesini sağlar), su verme ve temperleme.
19. Bakır ve bakır bazlı alaşımlar. Bronz ve pirinç markalama. Bakır bazlı alaşımların sıhhi mühendislikte uygulanması.
Bakır- kırmızı renkte (kırıldığında pembe) viskoz, viskoz bir metal, çok ince katmanlar halinde ışıkta bakıldığında yeşilimsi mavi görünür.
Ortaya çıkan ürünün özellikleri saflığa bağlıdır ve safsızlık içeriğinin seviyesi onun derecesini belirler: MOOk - en az %99,99 bakır, MOK - %99,97, M1K - %99,95, M2k - %99,93 bakır vb. M harfi (bakır) koşullu saflık sayısını ve ardından bakır elde etme yöntemini ve koşullarını belirtir: k - katot; b - oksijensiz; p - deoksidize edilmiş; f - fosfor ile deokside edilmiştir. Bakır ve alaşımlarının mekanik ve teknolojik özelliklerini azaltan zararlı yabancı maddeler kurşun, bizmut, kükürt ve oksijendir. Bakırdaki içerikleri kesinlikle sınırlıdır: bizmut -% 0,005'ten fazla değil, kurşun -% 0,05, vb.
Bakır, demir içermeyen ağır bir metaldir. Yoğunluğu 8890 kg/m3, erime noktası 1083 °C'dir. Saf bakır yüksek elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir.
Bakır, soğuk ve sıcak basınç altında yüksek sünekliğe ve mükemmel işlenebilirliğe, iyi döküm özelliklerine ve tatmin edici kesme işlenebilirliğine sahiptir. Bakırın mekanik özellikleri nispeten düşüktür: çekme mukavemeti 150...200 MPa, bağıl uzama %15...25'tir.
Bakırın çinko ve diğer elementlerle ikili veya çok bileşenli alaşımlarına denir. pirinçler.
Pirinçler L harfi (pirinç) ve ardından bakır yüzdesini belirten rakamlarla işaretlenmiştir. Örneğin L68 pirinci %68 bakır içerir, geri kalanı çinkodur. Pirinç çok bileşenli ise, L harfinden sonra diğer elementlerin (A - alüminyum, F - demir, N - nikel, K - silikon, T - titanyum, Mts - manganez, O - kalay, C) sembolünü koyarlar. - kurşun, C - çinko vb.) ve alaşımdaki ortalama yüzdelerini gösteren sayılar. Dövme ve döküm pirinçlerde harf ve rakamların sırası farklıdır. Dökme pirinçlerde, alaşım bileşeninin ortalama içeriği, adını belirten harften hemen sonra belirtilir.
Bronz- esas olarak çinko ve nikel olmayan kalay, alüminyum, kurşun ve diğer elementlerle bakır alaşımı. Çinko ve nikel bronzlara yalnızca ilave alaşım elementleri olarak katılabilir. Kimyasal bileşime göre bronzlar ikiye ayrılır: kalaydan kalaysıza.
Bronz, Br harfleriyle işaretlenir ve ardından bakır dışındaki elementlerin alfabetik ve sayısal isimleri gelir. Bronzlardaki elemanların tanımı, pirinç işaretlerkenkiyle aynıdır. Markada bakırın varlığı belirtilmez, içeriği farka göre belirlenir. Basınçla işlenen bronzların kalitelerinde, alaşım elementlerinin isimleri konsantrasyonlarına göre azalan sırada belirtilir ve kalitenin sonunda ortalama konsantrasyonları aynı sırayla gösterilir. Örneğin, BrOTsS4-4-2,5 bronz sınıfı %4 kalay ve çinko, %2,5 kurşun içerir, geri kalanı bakırdır. Dökme bronz derecelerinde (GOST 613 ve 493), alaşım elementinin her tanımından sonra içeriği belirtilir. Döküm ve basınçla işlenmiş bronzların bileşimleri örtüşüyorsa, örneğin BrA9ZZL.
20. Alüminyum ve alüminyum bazlı alaşımlar. Alüminyum bazlı alaşımların sıhhi teknolojide uygulanması.
Alüminyum yoğunluğu 2,7 g/cm3 ve erime noktası 660 °C olan gümüşi beyaz hafif bir metaldir. Birçok agresif ortamda yüksek termal ve elektriksel iletkenlik ve iyi korozyon direnci ile karakterize edilir. Alüminyum ne kadar safsa korozyon direnci de o kadar yüksek olur.
Safsızlık içeriğine bağlı olarak alüminyum gruplara ve kalitelere ayrılır: yüksek saflıkta alüminyum A999 - %99,999 alüminyum, yüksek saflık dereceleri: A995 - %99,995, A99 - %99,99, A97 - %99,97, A95 - %99,95 alüminyum, teknik safsızlık içeriği OD5...1,0% ile saflık: A85, A8, A7, A6, A5, AO. Örneğin, A85 kalitesi, metalin %99,85 alüminyum içerdiği anlamına gelirken, AO sınıfı, %99 alüminyum anlamına gelir. Teknik olarak deforme olabilen alüminyum, ADO ve AD1 olarak işaretlenmiştir. Fe, Si, Cu, Mn, Zn vb. alüminyumda yabancı madde olarak mevcut olabilir.
Teknik özelliklerine göre tüm alüminyum alaşımları ikiye ayrılır: 2 sınıf:
Dökülebilir ve deforme olmaz.
Duraluminler alüminyum, bakır ve magnezyum bazlı bu grubun en yaygın alaşımlarıdır. Duralumin, yüksek mukavemet ve sünekliğin bir kombinasyonu ile karakterize edilir ve sıcak ve soğuk durumlarda kolayca deforme olur.
Siluminler silikon (%4...13 ve bazı markalarda %23'e kadar) ve diğer bazı elementleri içeren alüminyum bazlı bir döküm alaşımları grubunun genel adıdır. Siluminler yüksek döküm özelliklerine, oldukça yüksek mukavemete, arttırılmış korozyon direncine sahiptir ve kolaylıkla işlenebilir.
Sıvı metal ortamının deforme olmuş malzeme üzerindeki etki derecesi, termal ve termomekanik işlemine bağlıdır. Bu etki büyük ölçüde malzemelerin işleme sonucunda elde ettiği mukavemet seviyesi ve tane büyüklüğü ile belirlenir. Bununla birlikte, termal ve termomekanik işlemin etkisi aynı zamanda malzemenin yapısal durumunun bazı özellikleriyle de ilişkilidir.V. G. Markov, sıvı kalayın çeşitli sıcaklıklarda temperlenen perlitik krom-molibden-vanadyum çelikleri üzerindeki etkisini araştırdı. Tüm durumlarda sertleştirme 990°C'de ve temperleme 270, 370, 470, 570, 670 ve 770°C'de gerçekleştirildi; her sıcaklıkta temperleme süresi 1,5 saattir Belirtilen ısıl işlem koşullarına tabi tutulmuş çelik boşluklardan, 6 mm çapında silindirik çalışma parçasına sahip numuneler yapılmış ve bunlar daha sonra 1,25 mm hızda gerilim altında test edilmiştir. /dak. Numuneler sıvı kalay banyosunda ve 250/650°C sıcaklıkta havada test edildi.
Çeliğin sıvı metalin en büyük etkisine düşük ve orta tavlamadan sonra (270/470 ° C sıcaklıkta) maruz kaldığı tespit edilmiştir. Bu tür ısıl işleme tabi tutulan numuneler, plastik deformasyon olmadan kırılgan bir şekilde kırılır, çekme mukavemetleri havadaki akma mukavemetinden 1,5-2 kat daha düşüktür. 570°C'de temperlenen numuneler kalayda bir miktar plastik deformasyon nedeniyle tahrip olur; çekme diyagramları düzgün deformasyon bölgesinde sona erer. 670° C'de temperleme kalayın çelik üzerindeki etkisinin daha da zayıflamasına yol açar. Bu durumda havada ve kalayda test edilen numunelerin akma mukavemeti, çekme mukavemeti ve düzgün uzama değerleri aynıdır; sıvı metalin etkisi yalnızca konsantre uzamadaki azalmayla ifade edilir. 770°C'de temperlenen numunelerde sıvı metal ortamının herhangi bir etkisi görülmedi.
Böylece temperleme sıcaklığının artması, sıvı metalin perlitik çeliğin mekanik özellikleri üzerindeki etkisinin azalmasına neden olur. Etkinin zayıflamasının ana nedeni bu durumda görünüşe göre çeliğin mukavemetindeki azalmadır. Böylece havadaki çekme mukavemeti, 270°C'de temperleme sonrasında yaklaşık 130 kg/mm2'den, 670°C'de temperleme sonrasında 55 kg/mm2'ye sürekli olarak değişir.
30KhGSA çeliğinin ısıl işleminin sıvı kalay ve kalay-kurşun lehimin etkisinin büyüklüğü üzerindeki benzer etki modelleri çalışmalarda belirlenmiş olup, sonuçları yukarıda tartışılmıştır (bkz. Tablo 35). Çalışma, perlitik krom-nikel ve karbon çeliklerinin yüksek sıcaklıkta temperlenmesinin, erimiş lehimlerin etkilerine karşı hassasiyetlerini azalttığını kaydetti.
Çalışmanın yazarları, oda sıcaklığındaki cıvanın, yaşlanma süresine bağlı olarak dispersiyonla sertleşen alüminyum alaşımlarının mekanik özellikleri üzerindeki etkisini araştırdı. İncirde. Şekil 88, %4,5 Cu, %0,6 Mn ve %1,5 Mg ile alaşımlanan bir alüminyum alaşımının test sonuçlarını göstermektedir. Alaşımın yaşlanma süresindeki artışın, havada sertleşmeyle birlikte sıvı cıva ortamında mukavemetinde keskin bir düşüşe yol açtığı görülebilir. Yaşlanma sürecinin başlangıcında alaşımın hafif bir güçlenmesinin bile sıvı metal üzerinde güçlü bir etkiye neden olması ilginçtir. Bu, sıvı metal ortamının etkisinin malzemenin yapısal durumuna bağımlılığını gösterir.
Cu - %2 Be alaşımının yaşlandırılması sırasında sıvı metalin (%2 Na içeren cıva) etkisinin biraz farklı bir doğası gözlemlendi. Şek. 89'dan, bir alaşımın sıvı metal içinde test edilmesinin, yaşlanmanın akma mukavemeti üzerindeki etkisinin doğasını (niteliksel olarak) bozmadığı sonucu çıkmaktadır. Bu durumda, alaşımın aşırı yaşlanmasıyla ilişkili olağan sertleşme ve ardından yumuşama (artan maruz kalma ile) aşamaları gözlenir. Sıvı metalin malzemenin göreceli uzaması üzerindeki etkisine gelince, bu, işte belirlenen mukavemet üzerindeki etkiye benzerdi; yani, göreceli uzamadaki bir azalmayla ifade edilen çevrenin etkisi, alaşım sertleştikçe artar ve maksimum sertleşmede en yüksektir. Alaşımın aşırı yaşlanması, sıvı metal kaplamanın kırılganlık etkisinin azalmasına yol açar.
İncirde. Şekil 89 ayrıca su verme sonrasında iş sertleştirmesine tabi tutulan bir bakır-berilyum alaşımının test sonuçlarını da göstermektedir. Bu işlem, alaşımın yaşlanma sırasında daha fazla güçlenmesini sağlar, ancak göreceli uzamadaki azalma çok daha az belirgindir. Örneğin, su verme ve iş sertleşmesi sonrasında uzamadaki en büyük azalma yaklaşık %60 iken, tek başına su verme sonrasında bu oran %100'e yakındı.
Alaşımın ısıl işleminden sonra soğuk sertleştirmenin kullanılması, çalışmalarda gösterildiği gibi, genellikle sıvı metale maruz kalma derecesinde bir değişikliğe neden olmaz. Bu nedenle, bir bakır-berilyum alaşımının su verme ve 370° C'de 0,5 ve 12 saat süreyle yaşlandırma sonrasında sertleşmesi, yani sertleşme zirvesinden önce ve sonra (bkz. Şekil 89), bakır-berilyum alaşımının etkisinin güçlendirilmesine veya zayıflatılmasına yol açmaz. sıvı metal ortamı. Isıl işlem (su verme ve 370°C'de 1 saat süreyle yaşlandırma) sırasında maksimum sertleşmeye uğrayan alaşım, sertleşme derecesinin artmasıyla birlikte çevreye daha fazla maruz kalma gösterdi.
Bazı durumlarda bir malzemenin termomekanik olarak işlenmesi, sıvı metal ortamında mukavemetinin arttırılmasını mümkün kılar. Çalışma, termomekanik işlemin havadaki ve Pb-Sn ötektik ile temas halindeki 40X çeliğin mekanik özellikleri üzerindeki etkisini araştırdı. Dairesel kesimli 10 mm çapında silindirik numuneler test edildi. Malzeme stres yoğunlaştırıcı alanında işlendi. Numune özel bir makineye yerleştirildi ve içinden elektrik akımı geçirilerek ostenitizasyon sıcaklığına kadar ısıtıldı; daha sonra 400/600 ° C sıcaklığa soğutuldu ve burada yoğunlaştırıcı profil silindirleri ile yuvarlandı. Tornada yapılan kesimin başlangıç derinliği 1 mm, tepe yarıçapı 0,2 mm ve açısı 0,8 rad idi. Silindirlerle yuvarlanarak kesim derinliği 1,5 mm'ye çıkarıldı, yarıçap değişmeden kaldı. Numune çalıştırıldıktan sonra yağda söndürüldü ve ardından temperlendi. Yuvarlanan silindirlerle termomekanik işleme ek olarak numunenin burulma deformasyonu ile işleme de uygulandı. Oda sıcaklığında soğuk sertleştirmenin, su verme ve normalleştirme sonrasında sıvı metalin çelik üzerindeki etkisi üzerindeki etkisi de değerlendirildi.
Şekil 2'de gösterilenlerden. 90 çekme diyagramı, 400 ve 500 ° C sıcaklıklarda sertleştirilmiş numunelerin elastik bölgedeki sıvı metalin etkisi altında tahrip edildiğini ve mukavemette çoklu bir düşüş yaşandığını göstermektedir. Numunelerin soğuk sertleştirilmesi, oda sıcaklığında merdanelerle haddelenmesi ve burulma kullanılarak termomekanik işlem uygulanmasıyla mukavemette bir miktar artış elde edilir. Mukavemetteki en büyük artış, numunelerin merdanelerle yuvarlanması kullanılarak yapılan termomekanik işlemle elde edilir. Bununla birlikte, havada test edildiğinde bu tür bir işlem numunelerin sünekliğinde keskin bir artış sağlasa da, eriyik içinde test edildiğinde numuneler kırılgan bir şekilde başarısız olur. 40X çeliği için etkili olduğu ortaya çıkan termomekanik işlem yönteminin, havada veya Pb-Sn ötektik eriyiğinde test edildiğinde 2X13 çeliği için olumlu sonuç vermediğini belirtmek gerekir. Bu durumda sıvı metalin etki derecesi, su verme ve temperleme sonrası ile yaklaşık olarak aynıydı ve çeliğe aynı seviyede mukavemet ve süneklik kazandırıyordu.
Yukarıdaki veriler, termal veya termomekanik işlem sonucunda bir malzemenin mukavemetinin arttırılmasının genellikle sıvı metale daha fazla maruz kalmaya yol açtığını göstermektedir. Stres yoğunlaştırıcının silindirlerle yuvarlanmasından sonra Pb-Bi ötektiğinde 40X çeliğin güçlendirilmesinin etkisi, aynı modda termomekanik işlemden bu yana, ancak deformasyonla birlikte esas olarak numunenin yüzey katmanındaki basınç streslerinin ortaya çıkmasıyla ilişkilidir. Numunenin burulması benzer sonuçlara yol açmaz. Dispersiyonla güçlendirilmiş alaşımların test edilmesi durumunda yapısal faktör, görünüşe göre sıvı metal ortamının etki derecesini etkilemektedir. Çevrenin bu alaşımlar üzerindeki etkisinde bir artış beklenmelidir, çünkü bunlarda, dislokasyonların hareketine ciddi engeller oluşturan ince dağılmış çökeltiler alanında önemli stres konsantrasyonları görünebilir.
02.01.2020
Madencilik ve işleme endüstrisindeki cihazlar arasında silindirli kırıcılar bulunmaktadır. Bu tür ilk makine 1908'de Büyük Britanya'da yapıldı. Kreinder madeninde...
02.01.2020
Modern bir ofisin normal işleyişini uygun mobilyalar olmadan hayal etmek zordur. Buna masalar, koltuklar, sandalyeler, çeşitli raflar ve...
02.01.2020
Köpük beton, işlem sırasında sertleşen ve projenin gerektirdiği şekillerde kesilen sıvı beton karışımıdır. Köpük beton, çimento, kum, vb. karışımından yapılır.
30.12.2019
Yeni çıkmış iletişim yöntemleri boş zaman düzeyini etkiliyor modern insanlar. Günümüzde kumar kullanıcıları eğlenmek istiyor......
30.12.2019
Modern inşaatta kazıklı temeller yaygın olarak kullanılmaktadır. Hem özel binaların hem de perakende satış dahil büyük gayrimenkul projelerinin inşaatı sırasında buna başvuruyorlar...
30.12.2019
İnternet, risk ve heyecan sevenler için birçok fırsat sunuyor. Slot makineleri en popüler kumar şeklidir....
29.12.2019
Dolap mobilyaları bugün mevcut olanlar arasında en popüler seçenektir. Bu tür mobilyaların özelliği ahşap panellerden yapılmış olmasıdır.
Termo-mekanik işlem, metalin ısıya maruz kalması sırasında yapının oluşumunu etkileyen plastik deformasyonu içerir. Plastik deformasyon dağılımın doğasını değiştirir ve kristal kafes kusurlarının yoğunluğunu arttırır, bu da faz dönüşümleri sırasında yapı oluşumunun doğasını büyük ölçüde etkiler. Böylece TMT'den sonra alaşımda kristal yapıdaki kusur yoğunluğunun arttığı bir yapı oluşmakta ve bu da yeni mekanik özelliklerin kazanılmasına yol açmaktadır.
Çelik için esas olarak iki tür termomekanik işlem kullanılır: düşük sıcaklık ve yüksek sıcaklık.
LTMT sırasında aşırı soğutulmuş östenit, artan stabilite bölgesinde deforme olur, ancak zorunlu olarak yeniden kristalleşmenin başladığı sıcaklığın altında. Bundan sonra martenzite dönüşür (Şek. 53). Son ısıl işlem olarak düşük temperleme kullanılır.
LTMT sırasında çeliğin güçlendirilmesinin nedeni, deforme olmuş östenitin dislokasyon yapısının martenzit tarafından devralınmasıdır. Martensit oluşumu sırasında dislokasyonlar kaybolmaz, ancak orijinal fazdan yeni faza aktarılır. Martensit deforme olmuş ostenitin altyapısını devralır. Karbon atomları ve karbür kalıntılarıyla sabitlenen yüksek yoğunluktaki dislokasyonlar, kabul edilebilir düzeyde süneklik ile yüksek mukavemet sağlar.
Pirinç. 53 Düşük sıcaklık devresi (LTMO)
çeliğin termomekanik işlenmesi
LTMT yalnızca yeterli düzeyde aşırı soğutulmuş ostenit stabilitesine sahip alaşımlı çelikler için geçerlidir. Ayrıca bilimsel ve teknik tedavinin gerçekleştirilmesi, güçlü deformasyon ekipmanlarının varlığını gerektirir.
HTMT sırasında östenit, yüksek sıcaklık stabilitesi bölgesinde deforme olur ve ardından martenzite sertleşir (Şekil 54). Sertleşmeyi düşük temperleme takip eder.
Pirinç. 54 Yüksek sıcaklık devresi (HTMO)
Çeliğin termomekanik işlenmesi.
HTMT modu, martensitik dönüşümün başlangıcında östenitin gelişmiş bir poligon yapıya sahip olacağı şekilde seçilir. Sertleşmeyi azaltan yeniden kristalleşmeye neden olmamak için deformasyon derecesi çok büyük olmamalıdır. Deformasyonun tamamlanmasından sonra, statik yeniden kristalleşmeyi önlemek ve martensitik dönüşümün başlangıcında deforme olmuş yapıyı korumak için derhal sertleşme gereklidir. Martensitik kristaller, ostenit alt taneciklerinin ötesine uzanmaz, bu da onların önemli ölçüde inceltilmesine ve çok çeşitli özelliklere sahip olmasına neden olur.
HTMO'nun en önemli avantajı hem mukavemeti hem de kırılma tokluğunu aynı anda artırabilmesidir. Ayrıca VTMO'yu gerçekleştirmek için güçlü özel ekipmana gerek yoktur.
6. Çeliğin kimyasal-ısıl işlemi
6.1. Genel özellikleriÇeliğin kimyasal-ısıl işlemi
Kimyasal-termal işlem (CHT), çeliğin belirli kimyasal elementlerle, yani metal olmayanlar ve metallerle (örneğin, karbon, nitrojen, alüminyum, krom vb.) dış ortamdan atomik durumda difüzyon yoluyla yüzey doygunluğudur. yüksek sıcaklıkta. Bu işlemler sırasında ürünlerin kimyasal bileşimi, mikro yapısı ve yüzey katmanlarının özellikleri zorunlu olarak değişmektedir. Kimyasal işlem sırasında işlenen parçalar kimyasal olarak aktif bir ortamda ısıtılır. Ana işlem parametreleri ısıtma sıcaklığı ve bekletme süresidir. CTO genellikle uzun bir süre boyunca gerçekleştirilir. İşlem sıcaklığı her işlem türü için özel olarak seçilir.
Her tür CTO'nun birincil süreçleri ayrışma, emilim ve yayılmadır.
Ayrışma - ayrışma kimyasal bileşik kimyasal elementleri daha aktif, atomik bir durumda elde etmek. Emilim, belirtilen metal olmayan atomların parçanın yüzeyi tarafından emilmesidir. Difüzyon, emilen bir elementin ürünün derinliklerine doğru hareketidir. Her üç işlemin hızları birbiriyle tutarlı olmalıdır. Emilim ve difüzyon için, doymuş elementin baz metal ile etkileşime girerek katı bir çözelti veya kimyasal bir bileşik oluşturması gerekir, çünkü bunun yokluğunda kimyasal-termal işlem imkansızdır.
Çeliğin kimyasal-termal işleminin ana türleri karbürizasyon, nitrürleme, nitrokarbürizasyon, siyanürleme ve difüzyon metalizasyonudur.
Atomların demir kafes içine yayılma hızı aynı değildir ve ortaya çıkan fazların bileşimine ve yapısına bağlıdır. Demir ile ara katı çözeltiler oluşturan karbon veya nitrojen ile doyurulduğunda difüzyon, ara katı çözeltiler oluşturan metallerle doyurulduğunda olduğundan daha hızlı ilerler. Bu nedenle bu durumda daha yüksek sıcaklıklar ve daha uzun işlem süreleri kullanılır, ancak buna rağmen nitrürlemeye ve özellikle karbürlemeye göre daha küçük bir katman kalınlığı elde edilir.
Çeliğin bir veya başka bir elementle doyurulmasıyla elde edilen difüzyon katmanının kalınlığını belirlerken, genellikle değiştirilmiş bir bileşimle tam değeri belirtilmez, yalnızca belirli bir sertliğe veya yapıya olan derinlik (etkili kalınlık) gösterilir.
Isıl işlemin aksine, kimyasal-termal ve termomekanik işlem, termal etkilere ek olarak sırasıyla metal üzerinde kimyasal ve deformasyon etkilerini de içerir. Bu, ısıl işlem sırasında yapı ve özelliklerdeki değişikliklerin genel resmini karmaşıklaştırır.
Kimyasal-termal ve termomekanik işlemlere yönelik ekipmanlar, kural olarak, ısıl işlemin kendisinden daha karmaşıktır. Geleneksel ısıtma cihazlarına ek olarak, örneğin kontrollü bir atmosfer oluşturmaya yönelik kurulumları, plastik deformasyon ekipmanlarını içerir.
Aşağıda kimyasal-termal ve termomekanik işlemler sırasında yapı ve özelliklerdeki genel değişiklik modellerini ve bunların çeşitlerini ele alıyoruz.
"Metallerin ısıl işlem teorisi",
I.I.Novikov
HTMT sırasında ostenit, termodinamik stabilite bölgesinde deforme olur ve ardından martenzite sertleşir (alaşımlı çelik işleme şeması için şekle bakın). Sertleşmeden sonra düşük temperleme yapılır. Deformasyon (haddeleme dövme) ısıtmalı geleneksel ısıl işlemin temel amacı, sertleşme için özel ısıtmayı ortadan kaldırmak ve böylece ekonomik bir etki elde etmektir. HTMT'nin temel amacı mekanik özellikleri iyileştirmektir...
Tekrarlanan ısıl işlem sırasında M. L. Bernstein tarafından keşfedilen HTMT'den sertleşmenin kalıtım (“geri çevrilebilirlik”) olgusu büyük ilgi çekicidir. Çeliğin söndürme için ısıtma sıcaklığında kısa bir süre maruz bırakılarak yeniden sertleştirilmesi veya HTMT ile güçlendirilmiş çeliğin önce yüksek tavlamaya tabi tutulması ve ardından yeniden sertleştirilmesi durumunda HTMT'den gelen sertleşmenin korunduğu ortaya çıktı. Örneğin HTMT sonrası 37XH3A çeliğinin rejime göre çekme mukavemeti...
Çeliklerin TMT süreçleri, yapısal mukavemeti arttırmanın yeni yollarının araştırılmasıyla bağlantılı olarak 50'li yılların ortalarında yoğun bir şekilde incelenmeye başlandı. Düşük sıcaklıkta termomekanik işlem (LTMT) LTMT sırasında aşırı soğutulmuş östenit, artan stabilite bölgesinde deforme olur, ancak her zaman yeniden kristalleşmenin başlangıç sıcaklığının altında olur ve daha sonra (martensite dönüşür. Bundan sonra düşük temperleme gerçekleştirilir (değil) şekilde gösterilmiştir).İşleme şeması...
HTMO'nun kullanımı aşağıdaki faktörlerle sınırlıdır. Alaşım, su verme için o kadar dar bir ısıtma sıcaklığı aralığına sahip olabilir ki, sıcak şekillendirme sıcaklığını bu kadar dar sınırlar içinde (örneğin, D16 duralumin için ± 5 °C dahilinde) korumak pratik olarak imkansızdır. Sıcak deformasyon için en uygun sıcaklık aralığı, sertleşme için ısıtma sıcaklığı aralığından önemli ölçüde düşük olabilir. Örneğin alüminyum alaşımlarını preslerken...
PTMT'nin özü, yeniden kristalleşmemiş bir durumda sıcak deformasyondan sonra elde edilen yarı mamul ürünün, söndürme için ısıtıldığında bile yeniden kristalleşmemiş bir yapıyı muhafaza etmesidir. PTMT, sıcak deformasyon ve sertleştirme için ısıtma işlemlerinin ayrılması açısından HTMT'den farklıdır (bkz. yaşlandırma alaşımlarının termomekanik işlem şemaları). PTMO, alüminyum alaşımlarından yarı mamul ürünlerin üretim teknolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Uzun zaman önceydi...
HTMT sırasında, sıcak deformasyon, deformasyon ısıtması ile sertleştirme ve yaşlandırma gerçekleştirilir (bkz. yaşlandırma alaşımlarının termomekanik işlem şemaları). Sıcak deformasyon sırasında dislokasyon yoğunluğu artar ve sıcak sertleşme meydana gelir; bu, deformasyon sırasında dinamik poligonizasyon ve dinamik yeniden kristalleşmenin gelişmesi sonucunda kısmen veya tamamen giderilebilir. Gerilim-gerinim eğrisi artan akış gerilimine sahip bir bölüme sahiptir...
Şekil yaşlanan alaşımların TMT'sinin ana diyagramlarını göstermektedir. Pürüzlü çizgiler plastik deformasyonu gösterir. Yaşlanan alaşımların termomekanik işlemine yönelik şemalar Düşük sıcaklıkta termomekanik işlem (LTMT) Yaşlanan alaşımların LTMT'si ilk termomekanik işlemdir (30s) ve endüstride en yaygın kullanılanıdır. NTMO'nun temel amacı mukavemet özelliklerini arttırmaktır. HTMT'de alaşım ilk önce geleneksel su verme işlemine tabi tutulur...
Öncelikle soğuk deformasyonun bölge yaşlanması üzerindeki etkisini ele alalım. Dislokasyon yoğunluğunu ve boşluk konsantrasyonunu artırarak deformasyonun bölge yaşlanmasını hızlandıracağı görülmektedir. Ancak birincisi, bölgeler dislokasyonlar üzerinde değil, homojen bir şekilde çekirdeklenir ve ikinci olarak dislokasyonlar, boş yerlerin boşaltılması için etkili alanlardır. Çok güçlü plastik deformasyon boşluk konsantrasyonunu (boşluk sayısının atom sayısına oranı) yalnızca 10-6 oranında artırır.
LTMO kullanımının etkinliği, yaşlanma sırasında hangi güçlendirme aşamasının serbest bırakıldığına göre belirlenir. Bu nedenle, örneğin, Al - Cu - Mg alaşımları (sertleştirme maddesi - S fazı) için yapay yaşlandırma öncesinde deformasyonun getirilmesinden kaynaklanan ek güçlendirme, Al - Cu alaşımlarından (sertleştirme maddesi - faz θ') daha fazladır. Soğuk deformasyondan sonra yaşlandırma için ısıtıldığında, kural olarak yeniden kristalleşme meydana gelmez, ancak...
değiştirmek için özellikler metale göre bir alaşım oluşturabilir ve ona başka bileşenler ekleyebilirsiniz. Bununla birlikte, metal bir ürünün parametrelerini değiştirmenin başka bir yolu da vardır - metalin ısıl işlemi. Onun yardımıyla malzemenin yapısını etkileyebilir ve özelliklerini değiştirebilirsiniz.
Metalin ısıl işlemi, bir parçadaki artık gerilimi gidermenize, malzemenin iç yapısını değiştirmenize ve performansı artırmanıza olanak tanıyan bir dizi işlemdir. Metalin kimyasal bileşimi ısıtma sonrasında değişmez. İş parçası eşit şekilde ısıtıldığında malzeme yapısının tane boyutu değişir.
Hikaye
Metalin ısıl işlem teknolojisi eski çağlardan beri insanlık tarafından bilinmektedir. Orta Çağ'da demirciler kılıçları su kullanarak ısıtıp soğutuyorlardı. 19. yüzyılda insanlar dökme demiri işlemeyi öğrendi. Demirci konteynere metal koyuyor buzla dolu ve üzerine şeker serpilir. Daha sonra 20 saat süren tekdüze ısıtma süreci başlar. Bundan sonra dökme demir kütük dövülebilir.
19. yüzyılın ortalarında Rus metalurji uzmanı D.K. Chernov, bir metal ısıtıldığında parametrelerinin değiştiğini belgeledi. Bu bilim adamından malzeme bilimi bilimi geldi.
Isıl işleme neden ihtiyaç duyulur?
Metalden yapılmış ekipman parçaları ve iletişim üniteleri sıklıkla ağır yüklere maruz kalır. Basınca maruz kalmanın yanı sıra kritik sıcaklıklara da maruz kalabilirler. Bu tür koşullara dayanabilmek için malzemenin aşınmaya dayanıklı, güvenilir ve dayanıklı olması gerekir.
Satın alınan metal yapılar her zaman yüklere uzun süre dayanamaz. Metalurji ustaları bunların daha uzun süre dayanmasını sağlamak için ısıl işlem kullanır. Isıtma sırasında ve sonrasında metalin kimyasal bileşimi aynı kalır ancak özellikleri değişir. Isıl işlem işlemi malzemenin korozyon direncini, aşınma direncini ve mukavemetini arttırır.
Isıl İşlemin Faydaları
Uzun süreli kullanım için yapıların imalatı söz konusu olduğunda metal boşlukların ısıl işlemi zorunlu bir işlemdir. Bu teknolojinin bir takım avantajları vardır:
- Metalin artan aşınma direnci.
- Bitmiş parçalar daha uzun süre dayanır ve kusurlu iş parçalarının sayısı azalır.
- Korozyon süreçlerine karşı direnci artırır.
Isıl işlem sonrasında metal yapılar ağır yüklere dayanabilir ve kullanım ömrü artar.
Çeliğin ısıl işlem çeşitleri
Metalurjide üç tür çelik işleme kullanılır: teknik, termomekanik ve kimyasal-termal. Sunulan ısıl işlem yöntemlerinin her biri ayrı ayrı tartışılmalıdır.
Tavlama
Teknik metal işlemenin bir türü veya başka bir aşaması. Bu işlem, metal bir iş parçasının belirli bir sıcaklığa kadar eşit şekilde ısıtılmasını ve ardından doğal olarak soğutulmasını içerir. Tavlamadan sonra metalin iç gerilimi ve heterojenliği ortadan kalkar. Malzeme sıcaklığın etkisi altında yumuşar. Gelecekte işlenmesi daha kolaydır.
İki tür tavlama vardır:
- Birinci tür. Metaldeki kristal kafeste hafif bir değişiklik var.
- İkinci tür. Malzemenin yapısında faz değişiklikleri başlar. Metalin tamamen tavlanması da denir.
Bu işlem sırasındaki sıcaklık aralığı 25 ila 1200 derece arasındadır.
Sertleşme
Teknik işlemenin başka bir aşaması. İş parçasının mukavemetini arttırmak ve sünekliğini azaltmak için metal sertleştirme yapılır. Ürün kritik sıcaklıklara kadar ısıtılır ve ardından çeşitli sıvıların bulunduğu bir banyoya daldırılarak hızla soğutulur. Sertleşme türleri:
- İki aşamalı soğutma. Başlangıçta iş parçası su ile 300 dereceye kadar soğutulur. Bundan sonra parça yağla dolu bir banyoya yerleştirilir.
- Bir sıvı kullanma. Küçük parçaların işlenmesi durumunda yağ kullanılır. Büyük iş parçaları su ile soğutulur.
- Kademeli. Isıtmadan sonra iş parçası erimiş tuzlarda soğutulur. Bundan sonra tamamen soğuyana kadar temiz havaya serilir.
Ayrıca izotermal sertleşme tipini de ayırt edebilirsiniz. Adım yöntemine benzer ancak iş parçasının erimiş tuzlarda tutulma süresi değişir.
Termo-mekanik tedavi
Bu, çeliklerin tipik bir ısıl işlem modudur. Bu teknolojik süreçte basınç oluşturan ekipmanlar, ısıtma elemanları ve soğutma tankları kullanılır. Farklı sıcaklıklarda iş parçası ısıtılır ve bundan sonra plastik deformasyon meydana gelir.
Tatil
Bu, çeliğin teknik ısıl işleminin son aşamasıdır. Bu işlem sertleştikten sonra gerçekleştirilir. Metalin viskozitesi artar ve iç gerilim azalır. Malzeme daha dayanıklı hale gelir. Farklı sıcaklıklarda gerçekleştirilebilir. Bu sürecin kendisini değiştirir.
Kriyojenik tedavi
Isıl işlem ile kriyojenik maruziyet arasındaki temel fark, ikincisinin iş parçasının soğutulmasını içermesidir. Bu işlem sonunda parçalar daha sağlam hale gelir, temperleme gerektirmez, daha iyi taşlanır ve parlatılır.
Soğutma ortamıyla etkileşime girdiğinde sıcaklık eksi 195 dereceye düşer. Soğutma hızı malzemeye bağlı olarak değişebilir. Ürünü istenilen sıcaklığa soğutmak için soğuk üreten bir işlemci kullanılır. İş parçası eşit şekilde soğutulur ve belirli bir süre haznede kalır. Daha sonra çıkarın ve kendi başına oda sıcaklığına kadar ısınmasına izin verin.
Kimyasal-ısıl işlem
İş parçasının ısıtıldığı ve çeşitli kimyasal elementlere maruz bırakıldığı başka bir ısıl işlem türü. İş parçasının yüzeyi temizlenir ve kimyasal bileşiklerle kaplanır. Bu işlem sertleşmeden önce gerçekleştirilir.
Master, ürünün yüzeyini nitrojenle doyurabilir. Bunu yapmak için 650 dereceye kadar ısıtılırlar. Isıtıldığında iş parçası kriyojenik bir atmosferde olmalıdır.
Demir dışı alaşımların ısıl işlemi
Sunulan metal ısıl işlem türleri, çeşitli alaşım türleri ve demir dışı metaller için uygun değildir. Örneğin bakırla çalışırken yeniden kristalleştirme tavlaması yapılır. Bronz 550 dereceye kadar ısınır. Pirinçle 200 derecede çalışırlar. Alüminyum başlangıçta sertleştirilir, daha sonra tavlanır ve yaşlanır.
Metalin ısıl işlemi, endüstriyel ekipmanlar, arabalar, uçaklar, gemiler ve diğer ekipmanlar için yapı ve parçaların imalatında ve daha fazla kullanımında gerekli bir süreç olarak kabul edilir. Malzeme daha güçlü, daha dayanıklı ve korozyon işlemlerine karşı daha dayanıklı hale gelir. Teknolojik prosesin seçimi kullanılan metal veya alaşıma bağlıdır.