forhøre

Hvad er metal varmebehandling?

  Metalvarmebehandling er en af ​​de vigtige processer i mekanisk fremstilling. Sammenlignet med andre forarbejdningsteknologier ændrer varmebehandling generelt ikke formen og den samlede kemiske sammensætning af emnet, men ved at ændre den indre mikrostruktur af emnet, eller ændre den kemiske sammensætning på overfladen af ​​emnet, give eller forbedre ydeevnen af ​​emnet. arbejdsemnet. Dens egenskab er at forbedre den iboende kvalitet af emnet, som generelt ikke er synligt for det blotte øje. Som nogle mennesker siger, er mekanisk bearbejdning kirurgi, varmebehandling er medicin, der repræsenterer kernekonkurrenceevnen i et lands fremstillingsindustri.

varmebehandling af kød

Den teknologiske proces

Varmebehandlingsprocessen omfatter generelt opvarmning, varmekonservering, afkøling af tre processer, nogle gange kun opvarmning og afkøling af to processer. Disse processer er indbyrdes forbundne og uafbrydelige.

opvarmning

(opvarmning)

Når metallet opvarmes, udsættes emnet for luften, hvilket ofte sker oxidation og afkulning (det vil sige, at kulstofindholdet på overfladen af ​​ståldele falder), hvilket har en meget negativ effekt på delenes overfladeydelse efter varmebehandling. Som et resultat bør metallet normalt opvarmes i en kontrolleret atmosfære eller beskyttende atmosfære, smeltet salt og vakuum, og det kan også beskyttes ved belægning eller emballeringsmetoder.

Opvarmningstemperaturen er en af ​​de vigtige teknologiske parametre i varmebehandlingsprocessen. Valget og styringen af ​​opvarmningstemperaturen er hovedproblemet for at sikre kvaliteten af ​​varmebehandlingen. Opvarmningstemperaturen varierer med det metalmateriale, der behandles, og formålet med varmebehandlingen, men det opvarmes generelt over faseovergangstemperaturen til opnå højtemperaturvæv.Desuden tager omdannelsen en vis tid, så når overfladen af ​​metalemnet når den krævede opvarmningstemperatur, skal den holdes ved denne temperatur i en vis tid, så de indre og ydre temperaturer er konsistent og mikrostrukturen ændres fuldstændigt. Denne periode kaldes varmekonserveringstiden.

varmekonservering (2)

(varmekonservering)

Ved brug af højenergidensitetsopvarmning og overfladevarmebehandling er opvarmningshastigheden meget hurtig, og generelt er der ingen varmekonserveringstid, mens varmekonserveringstiden for kemisk varmebehandling ofte er længere.

køling

(køling)

Køling er også et uundværligt trin i varmebehandlingsprocessen. Kølemetoden varierer fra proces til proces, hovedsageligt kontrollerer afkølingshastigheden.

Procesklassificering

Varmebehandlingsteknologien af ​​metal kan opdeles i tre typer: integreret varmebehandling, overfladevarmebehandling og kemisk varmebehandling. I henhold til forskellige varmemedier, varmetemperaturer og kølemetoder kan hver kategori opdeles i flere forskellige varmebehandlingsprocesser. Den forskellige mikrostruktur kan opnås ved forskellige varmebehandlingsprocesser for det samme metal, så det har forskellige egenskaber. Jern og stål er det mest udbredte metal i industrien, og mikrostrukturen af ​​jern og stål er den mest komplekse, så der findes mange former for varmebehandlingsteknologi til jern og stål.

Integral varmebehandling er en metalvarmebehandlingsproces, der opvarmer emnet som helhed og derefter afkøler det med en passende hastighed for at opnå den nødvendige metallografiske struktur og ændre dets overordnede mekaniske egenskaber. Overordnet varmebehandling af jern og stål har groft sagt udglødning, normalisering, bratkøling og hærdning fire grundlæggende processer, nemlig de "fire brande" ved varmebehandling.

quenching

Slukningsproces

Hærdningen af ​​stål er en varmebehandlingsproces, hvor stålet opvarmes til den kritiske temperatur over Ac3 (subeutectoid stål) eller Ac1 (hypereutectoid stål), holdes i en periode, hele eller en del af stålet austenitiseres, og derefter stålet afkøles hurtigere end den kritiske afkølingshastighed til under Ms (eller isotermisk nær Ms) til martensit (eller bainit) transformation.

Proces: opvarmning, varmekonservering og afkøling.

Essensen af ​​quenching er transformationen af ​​martensit eller bainit med superafkølet austenit for at opnå martensit eller bainit struktur.

Formålet med bratkøling: (1) i høj grad at forbedre stålets stivhed, hårdhed, slidstyrke, udmattelsesstyrke og sejhed for at opfylde de forskellige krav til forskellige mekaniske dele og værktøjer; (2) Gennem bratkøling for at imødekomme ferromagnetismen , korrosionsbestandighed og andre specielle fysiske og kemiske egenskaber af nogle specialstål.

Anvendelse: Bratkøleprocessen er mest udbredt, såsom værktøj, måleværktøj, forme, lejer, fjedre og biler, traktorer, dieselmotorer, skærende værktøjsmaskiner, pneumatisk værktøj, boremaskiner, landbrugsmaskiner og værktøj, petroleumsmaskiner, kemiske maskiner , tekstilmaskiner, fly og andre dele bruges i bratkølingsprocessen.

Det bratkølende medium

kødvarmebehandling 1

Det medium, der anvendes til bratkøling af arbejdsemnet, kaldes bratkølende kølemedium (eller bratkølingsmedium). Det ideelle bratkølingsmedium bør have den betingelse, at arbejdsemnet kan bratkøles til martensit uden at forårsage for meget bratkølingsspænding.

De almindeligt anvendte bratkølingsmedier er vand, vandig opløsning, mineralolie, smeltet salt, smeltet alkali og så videre.

Lavt vand

Vand er et bratkølende medium med en stærk kølekapacitet.

Fordele: bred kilde, lav pris, den stabile sammensætning er ikke let at forringe.

Fejl: ustabil kølekapacitet, let at gøre emnet deformeret eller revner. I "næse"-området af C-kurven (omkring 500 ~ 600 ℃), er vandet i dampfilmstadiet, og afkølingen er ikke hurtig nok, hvilket vil danne et "blødt punkt". Dog i martensitten overgangstemperaturområde (300 ~ 100 ℃), vandet er i kogestadiet, og afkølingen er for hurtig, hvilket har tendens til at gøre martensitovergangshastigheden for hurtig og generere stor indre spænding, hvilket fører til deformation og endda revnedannelse af emnet. Når vandtemperaturen stiger, indeholder vandet mere gas eller vand blandet med uopløselige urenheder (såsom olie, sæbe, mudder osv.), hvilket vil reducere dets køleevne betydeligt.

Anvendelse: Velegnet til bratkøling og afkøling af emner af kulstofstål med lille sektionsstørrelse og enkel form.

● Lage og lud

Tilsæt en passende mængde salt og alkali i vandet, lav højtemperaturemnet nedsænket i kølemediet, i dampfilmfasen udfældet salt og alkalikrystal og sprænges straks, dampfilmen vil blive ødelagt, overfladen af ​​emnet oxid sprænges også, for at forbedre mediets køleevne i højtemperaturområdet, er dets defekt det korrosive medium.

Anvendelse: Under normale omstændigheder er koncentrationen af ​​saltvand 10 %, koncentrationen af ​​vandig kaustisk sodaopløsning er 10 % ~ 15 %. Kan bruges som et bratkølingsmedium til emner af kulstofstål og lavlegeret konstruktionsstål, brugstemperaturen bør ikke overstiger 60 ℃, efter bratkøling skal rengøres rettidigt og anti-rust behandling.

Lav olie

Kølemediet er normalt mineralolie (mineralolie). Såsom olie, transformerolie og dieselolie. Olien er generelt 10, 20, 30 olie, jo større olie, jo større viskositet, jo højere flammepunkt, jo lavere kølekapacitet, den tilsvarende stigning i brugstemperaturen.

Slukkende måde

● Enkelt flydende bratkøling

Det er en bratkølingsoperation, hvor austenitkemiske dele nedsænkes i et bratkølingsmedium og afkøles til stuetemperatur. Slukningsmediet af en enkelt væske inkluderer vand, saltlage, alkalisk vand, olie og et specielt fremstillet quenchingmiddel.

Fordele: enkel betjening, befordrende for realisering af mekanisering og automatisering.

Ulemper: Kølehastigheden er begrænset af mediets køleegenskaber og påvirker bratkølingskvaliteten.

Anvendelse: Enkelt – flydende bratkøling er kun egnet til et emne af kulstofstål med en enkel form.

● Dobbelt flydende bratkøling

Den austenitkemiske komponent nedsænkes først i et medium med en stærk kølekapacitet. Inden stålkomponenten når bratkølingsmediets temperatur, tages den straks ud og afkøles derefter i et andet medium med svag køleevne, såsom vand før olie, vand før luft osv..Dobbeltvæske bratkøling reducerer tendensen til deformation og revner, som er svære at mestre i drift og har visse begrænsninger i anvendelsen.

● Martensitgraderet bratkøling

Det er at nedsænke de kemiske austenitdele i det flydende medium (saltbad eller alkalibad) ved stålets martensitpunkt med en lidt højere eller lavere temperatur og holde den passende tid. Efter at de indre og ydre lag af ståldelene har nået middeltemperaturen, tages de ud til luftkøling for at opnå martensitstrukturen quenching-processen, også kendt som graderet quenching.

Fordele: Den graderede bratkøling kan effektivt reducere faseovergangsspændingen og termisk stress og reducere bratkølingsdeformationen og revne-tendensen på grund af luftafkøling, efter at den graderede temperatur forbliver på samme temperatur i og uden for emnet.

Anvendelse: Velegnet til emner af legeret stål og højlegeret stål med høje deformationskrav, og også til emner af kulstofstål med lille tværsnitsstørrelse og kompleks form.

● Bainit isotermisk quenching

Det er en quenching-proces, nogle gange kaldet isotermisk quenching, hvor ståldele austenitiseres og hurtigt afkøles til isotermisk bainit-omdannelsestemperaturområde (260 ~ 400 ℃) for at omdanne austenit til bainit, og den generelle varmekonserveringstid er 30 ~ 60 min.

● Sammensat bratkøling

Arbejdsemnet blev afkølet til under Ms for at opnå 10 % ~ 20 % martensit og derefter isotermisk i det lavere bainittemperaturområde. Denne kølemetode kan opnå M+B-strukturen af ​​emnet med et stort tværsnit. Martensitten dannet under præ-quenching kan fremme bainit-transformation og temperere martensit ved isotermisk. Sammensat bratkøling for et emne af legeret værktøjsstål kan undgå den første type af temperamentsskørhed og reducere det resterende Austenitvolumen, det vil sige tendensen til deformation og revner.

hærdning

Tempereringsproces

Anløbning er en varmebehandlingsproces, hvor det bratkølede emne genopvarmes til en passende temperatur under den lavere kritiske temperatur og afkøles til stuetemperatur i luft, vand, olie og andre medier efter at have holdt i en periode.

Formålet med hærdning:(1) eliminere den resterende spænding af emnet under bratkøling for at forhindre deformation og revner;(2) Juster hårdheden, styrken, plasticiteten og sejheden af ​​emnet for at opfylde ydeevnekravene;(3) Stabilisere strukturen og størrelse for at sikre nøjagtigheden;(4) Forbedre og forbedre bearbejdningsydelsen.

Klassificering af temperering

● Lav temperatur temperering

Refererer til hærdning af emnet ved 150~250℃.

Formål: At opretholde høj hårdhed og slidstyrke af det bratkølede emne og reducere restspænding og skørhed ved bratkøling.

Tempereret martensit er det væv, der opnås ved temperering af martensit ved lave temperaturer.

Anvendelse: skæreværktøj, måleværktøj, forme, rullelejer, karburerings- og overfladehærdende dele mv.

● Moderat varme

Henviser til hærdning af emnet mellem 350 ~ 500 ℃.

Formål: At opnå høj elasticitet og flydegrænse, passende sejhed. Tempereringstrochtitten opnås efter temperering, hvilket betyder, at ferritmatrixen dannet ved temperering af martensit er fordelt i den komplekse fasestruktur af ekstremt fint sfærisk carbid (eller cementit).

Anvendelse: fjeder, smedning, slagværktøj osv.

● Høj temperatur temperering

Refererer til emnets hærdning over 500 ℃.

Formål: At opnå bedre omfattende mekaniske egenskaber for styrke, plasticitet og sejhed.

Efter anløbning opnås den hærdede Soxhlet, hvilket betyder, at ferritmatrixen dannet ved anløbning af Martensit fordeles i den komplekse fasestruktur af fint sfærisk carbid (inklusive cementit).

Er ilden

Normalisering

Normaliseringsproces

Normalisering er en metalvarmebehandlingsproces, hvor stålet opvarmes til 30-50 ℃ over den kritiske temperatur (temperaturen for fuldstændig austenitisering) og derefter tages ud af ovnen for at blive afkølet i luft eller med en vandspray, spray, eller luftblæsning efter at have holdt stålet i passende tid.

Mål:(1) at gøre kornforfining og carbidfordeling ensartet;(2) Fjerne den indre belastning af materialet;(3) Øge materialets hårdhed.

Fordele:(1) normaliserende afkølingshastighed er lidt hurtigere end udglødningsafkølingshastighed, så det opnåede perlit lamelrum er mindre, den normaliserende struktur er finere end udglødet struktur, så dens hårdhed og styrke er højere;(2) Ekstern afkøling af en normaliserende struktur ovn optager ikke udstyr og har høj produktivitet.

Anvendelse: kun egnet til kulstofstål og lav- og mellemlegeret stål, ikke til højlegeret stål. Fordi austenitten af ​​højlegeret stål er meget stabil, vil luftkøling også resultere i martensitvæv.

Det specifikke formål

(1) For lavkulstofstål og lavlegeret stål kan normalisering forbedre dets hårdhed for at forbedre dets bearbejdelighed;

(2) For medium kulstofstål kan normalisering erstatte hærdningsbehandling for at forberede højfrekvent bratkøling og reducere deformation af ståldele og forarbejdningsomkostninger;

(3) For stål med højt kulstofindhold kan normalisering eliminere netværkets cementitstruktur og lette sfæroidiserende udglødning;

(4) Normalisering kan anvendes i stedet for bratkøling til store stålsmedninger eller stålstøbegods med skarpe ændringer i snit for at reducere tendensen til deformation og revner eller for at forberede bratkøling;

(5) For de hærdede kontrareparationsdele af stål kan påvirkningen af ​​overophedning elimineres ved at normalisere, så stålet kan genkøles;

(6) Det bruges til støbejern for at øge perlitlegemet og forbedre støbningens styrke og slidstyrke.

Annealing

Udglødningsproces

Processen med varmebehandling, hvor et metal eller en legering opvarmes til en passende temperatur, holdes i en vis periode og derefter langsomt afkøles (normalt når ovnen afkøles), kaldes udglødning.

Essensen af ​​annealing er at opvarme stål til austenitisering til perlittransformation, og det annealede væv er det næsten afbalancerede.

Formål med udglødning:

(1) Reducer hårdheden af ​​stål, forbedre plasticiteten og lette bearbejdning og kolddeformationsbehandling;

(2) Ensartet stålkemisk sammensætning og struktur, forfine korn, forbedre stålydeevne eller forberede til bratkølingsstruktur;

(3) Eliminer intern stress og arbejdshærdning for at forhindre deformation og revner.

Glødemetode

1. Fuldstændig udglødning

Proces: Opvarm stålet til Ac3 over 20 ~ 30 ℃, efter at have holdt det i en periode, afkøl det langsomt (sammen med ovnen) for at opnå en varmebehandlingsproces (fuldstændig austenitisering) med en næsten afbalanceret struktur. I den faktiske produktion vil udglødningskøling til omkring 500 ℃ blive taget ud af ovnen til luftkøling for at forbedre produktiviteten.

Formål: At forfine korn, ensartet struktur, eliminere indre spændinger, reducere hårdhed og forbedre bearbejdeligheden af ​​stål. Mikrostrukturen af ​​subeutectoid stål efter fuldstændig udglødning er F+P.

Anvendelse: Komplet udglødning bruges hovedsageligt til subeutectoid stål (WC =0.3~0.6%), generelt medium kulstofstål og lav- og mediumkulstoflegeret stålstøbegods, smedegods og varmvalsede profiler, og nogle gange brugt til deres svejsninger.

Ufuldstændig udglødning

Proces: Opvarm stålet til Ac1~Ac3(subeutectoid stål) eller Ac1~Accm(hypereutektoid stål) efter varmekonservering og langsom afkøling for at opnå en varmebehandlingsproces, der er tæt på ligevægtsstrukturen.

Anvendelse: det bruges hovedsageligt til at opnå sfærisk perlitstruktur af hypereutectoid stål for at eliminere intern stress, reducere hårdhed og forbedre bearbejdeligheden.

3. Isotermisk glødning

Proces: Opvarm stålet til en temperatur højere end Ac3(eller Ac1). Efter at have holdt stålet i et passende tidsrum, afkøles det hurtigt til en vis temperatur i perlitområdet, og der udføres isotermisk vedligeholdelse for at omdanne austenit til perlit og luftkøles derefter til stuetemperatur.

Formål: I lighed med fuld udglødning er transformationen let at kontrollere.

Anvendelse: velegnet til mere stabile stål: højkulstofstål (wc> 0.6%), legeret værktøjsstål, højlegeret stål (samlet mængde af legeringselementer > 10%). Isoterm udglødning er også fordelagtig for at opnå ensartet struktur og egenskaber. Det er dog ikke egnet til store sektionsståldele og store mængder ladning, fordi isotermisk udglødning ikke er let at få indersiden af ​​arbejdsemnet eller batchemnet til at nå isotermisk temperatur.

4. Spheroidiserende glødning

Proces: En varmebehandlingsproces til sfærificering af karbider i stål for at opnå granulær perlit. Ved opvarmning til en temperatur over Ac1 på 20~30℃ bør holdetiden ikke være for lang, generelt er 2~4 timer passende. Kølemetoden er normalt ovnkøling eller omkring 20 ℃ under Ar1 i lang tid isotermisk.

Formål: At reducere hårdhed, ensartet struktur og forbedre bearbejdeligheden som forberedelse til bratkøling.

Anvendelse: Anvendes hovedsageligt i eutectoid stål og hypereutectoid stål, såsom kulstofværktøjsstål, legeret værktøjsstål, lejestål osv. Sfæroidal perlit opnås ved sfæroidal udglødning. I sfæroid perlit er cementitten sfærisk med fine partikler spredt på ferritmatrixen. Sammenlignet med lameller har sfærisk perlit en lavere hårdhed og er let at bearbejde, og austenitkorn er ikke nemme at være grove og mindre tilbøjelige til at deformeres og revner under bratkøling og opvarmning.

5. Diffusionsudglødning (ensartet udglødning)

Proces: En varmebehandlingsproces, hvor barren, støbningen eller smedningen opvarmes til en temperatur lidt under fastfaselinjens temperatur i lang tid og derefter afkøles langsomt for at eliminere kemisk inhomogenitet.

Formål: At eliminere dendritsegregeringen og den regionale segregation under størkning og homogenisere sammensætningen og strukturen.

Anvendelse: Anvendes i nogle højkvalitets legeret stål og seriøse segregationslegerede stålstøbegods og ingots. Opvarmningstemperaturen ved diffusionsglødning er meget høj, normalt 100 ~ 200 ℃ over Ac3 eller Accm. Den specifikke temperatur afhænger af segregationsgraden og ståltypen. Holdetiden er generelt 10 ~ 15 timer. Efter diffusionsudglødning kræves fuldstændig udglødning og normaliseringsbehandling for at forfine strukturen.

6. Stressaflastningsglødning

Proces: Opvarm stålet til en vis temperatur under Ac1 (generelt 500 ~ 650 ℃), hold varmen, og afkøl derefter med ovnen.

Stressudglødningstemperaturen er lavere end A1, så stressudglødningen forårsager ikke vævsændring.

Formål: At eliminere resterende intern stress.

Anvendelse: Anvendes hovedsageligt til at eliminere restspænding fra støbegods, smedegods, svejsedele, varmvalsede dele, koldtrukne dele osv. Hvis disse spændinger ikke elimineres, kan de forårsage deformation eller revner i stålet efter en vis tidsperiode eller under efterfølgende bearbejdning.

Del denne artikel til din platform:

fejl:

Få et citat