Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Tepelné spracovanie kovu je zmena vnútornej štruktúry (štruktúry) kovu vplyvom zmeny teplotných podmienok a v dôsledku toho získania potrebných mechanických a fyzikálnych vlastností kovu. Obrovská časť tepelného spracovania prebieha pri kritických teplotách, pri ktorých dochádza k štrukturálnej transformácii v zliatinách.

Tepelné spracovanie kovu sa preto redukuje na tri po sebe idúce operácie a typy:

  • ohrev kovu pri určitej rýchlosti na vopred určenú teplotu;
  • držanie kovu určitý čas pri tejto teplote;
  • chladenie pri danej rýchlosti procesu.

Záleží na tom, ako je potrebné zmeniť vlastnosti určitého oceľového výrobku a aplikovať rôzne typy tepelného spracovania, ktoré sa líšia maximálnou teplotou ohrevu, dobou zadržania a rýchlosťou chladenia. V strojárstve našlo tepelné spracovanie najširšie uplatnenie.

Tepelné spracovanie kovov, zliatin, ocele

Všetky vlastnosti akejkoľvek zliatiny závisia od jej štruktúry. Hlavným spôsobom, ktorý vám umožní zmeniť túto štruktúru je tepelné spracovanie. Jeho základy boli vyvinuté DK Chernovom a neskôr jeho práce podporil Bochvar A.A., Kurdyumova G.V., Gulyaeva A.P.

Tepelné spracovanie kovu a zliatiny je postupnosť operácií, ako je zahrievanie, pridržiavanie a chladenie, ktoré sa vykonávajú v určitom poradí a v určitom režime, aby sa zmenila vnútorná štruktúra zliatiny a získali požadované vlastnosti, zatiaľ čo chemické zloženie kovu sa nemení.

Čo je tepelné spracovanie kovu a zliatiny?

  • Pri žíhaní
  • kalenie
  • zanechať
  • normalizácie

Vtip. Toto je zahrievanie kovu na vysokú teplotu a potom dochádza k pomalému ochladzovaniu. Žíhanie môže byť rôznych typov - to všetko závisí od teploty vykurovacej a chladiacej rýchlosti.

Temperovanie. Tepelné spracovanie ocele, zliatin, kovov, ktoré je založené na rekryštalizácii ocele pri zahrievaní nad kritickú teplotu. Po udržaní ocele pri tejto teplote nasleduje rýchle ochladenie. Takáto oceľ je nerovnovážna štruktúra, a preto po kalení nasleduje - popúšťanie.

Dovolenka . Uskutoční sa po kalení, aby sa znížilo alebo odstránilo zvyškové napätie v oceli a zliatinách, aby sa zvýšila viskozita, aby sa znížila tvrdosť a krehkosť kovu.

Normalizácia. Je to podobné ako žíhanie, jediným rozdielom je, že kov je normalizovaný na vzduchu a žíhaný v peci.

Vykurovanie

Táto operácia je veľmi zodpovedná. Z jeho riadneho správania závisí v prvom rade kvalita produktu a po druhé produktivita práce. Je potrebné vedieť, že počas zahrievania kov mení štruktúru, vlastnosti a všetky vlastnosti povrchovej vrstvy. Pretože interakcia ocele alebo zliatiny so vzduchom oxiduje železo a formuje na povrchu. Hrúbka stupnice závisí od chemického zloženia kovu, teploty a času, počas ktorého sa zahrievala.

Oceľ začne prudko oxidovať, keď sa zahreje na viac ako 900 stupňov, potom sa oxidácia zdvojnásobí - pri zahriatí na 1000 stupňov C a pri teplote 1200 stupňov C - 5 krát.

Aká je oxidácia rôznych ocelí?

Chrómniklová oceľ - označuje sa ako tepelne odolná, pretože prakticky nie je náchylná na oxidáciu.

Legovaná oceľ - tvorí hustú, ale tenkú vrstvu stupnice, ktorá chráni pred ďalšou oxidáciou a nedovoľuje popraskanie počas kovania.

Uhlíková oceľ - stráca asi 2 - 4 mm uhlíka z povrchu pri zahrievaní. To je veľmi zlé pre kov, pretože stráca svoju pevnosť, tvrdosť a oceľ sa zhoršuje pri popúšťaní. A najmä oduhličenie je veľmi škodlivé pre kovanie malých častí, po ktorom nasleduje kalenie. Aby sa zabránilo vzniku trhlín na vysoko legovanej a vysoko uhlíkovej oceli, musia sa pomaly ohrievať.

Uistite sa, že sa odkazuje na diagram "železo-uhlík", kde je určená teplota pre začiatok a koniec kovania. To by malo byť urobené tak, aby kov, keď sa zahrieva, nezískal hrubozrnnú štruktúru a neznížil jeho plasticitu.

Prehriatie obrobku však môže byť korigované tepelným spracovaním, ale to vyžaduje dodatočnú energiu a čas. Ak sa kov zohreje na ešte vyššiu teplotu, povedie to k vyhoreniu, ktoré dosiahne bod, v ktorom je väzba medzi zrnami v kovovom telese porušená a pri kovaní je úplne zničená.

vyhorenia

Toto je najviac nezvratné manželstvo . Pri zohrievaní kovu alebo zliatiny dbajte na monitorovanie teploty, času a konca ohrevu. Troska sa zvyšuje, ak sa doba zahrievania predlžuje a pri rýchlom alebo intenzívnom zahriatí sa môžu objaviť praskliny.

Vyhorenie zliatiny nastáva v dôsledku difúzie kyslíka na hraniciach zŕn, kde sa bezprostredne vytvárajú oxidy, ktoré pri vysokej teplote zliatiny rozdeľujú zrno a súčasne pevne klesá. A plasticita v tomto okamihu dosahuje nulu. Toto manželstvo je okamžite odoslané do taviarne.

Čo je tepelné spracovanie kovov a zliatin

Tepelné spracovanie je rozdelené na:

  • tepelné;
  • termomechanickej;
  • chemického tepla

Tepelné spracovanie zahŕňa hlavné typy - žíhanie 1. druhu, žíhanie druhého druhu, kalenie a popúšťanie. Normalizácia sa nevzťahuje na všetky druhy ocele, všetko závisí od stupňa dopingu.

Pri všetkých typoch tepelného spracovania je rozdielna teplota zahrievania, trvanie expozície pri tejto teplote a rýchlosť ochladzovania po expozícii.

Prvým typom žíhania je difúzne žíhanie, žíhanie na odľahčenie napätia.

Druhý typ žíhania je rozdelený na neúplné, úplné, izotermické žíhanie, sféroidizáciu, normalizáciu.

Kalenie sa používa na tvrdé, odolné a odolné výrobky .

Chemické tepelné spracovanie

Toto je také tepelné spracovanie ocele, ktoré je spojené so saturáciou povrchu produktu - uhlíka, dusíka, hliníka, kremíka, chrómu atď., Ktoré tvoria pevné roztoky substitúcie železom. Sú trvanlivejšie a energeticky náročnejšie ako oceľ nasýtená železom a uhlíkom.

Chemicko-tepelné spracovanie pri vytváraní priaznivých zvyškových tlakových napätí na povrchu zvyšuje životnosť a spoľahlivosť výrobku. Zvyšuje tiež odolnosť proti korózii, tvrdosť .

Táto úprava má za cieľ zmeniť zloženie ocele v určitej vrstve. Tieto metódy zahŕňajú:

  • cementácia - touto metódou je horná vrstva ocele obohatená uhlíkom. Zároveň sa objavia produkty s kombinovanými vlastnosťami - mäkké jadro a pevná povrchová vrstva;
  • Nitridovanie je obohatenie povrchovej vrstvy dusíkom tak, aby sa zvýšila odolnosť výrobku voči korózii a únava produktu;
  • boronácia je nasýtenie povrchových vrstiev ocele bórom, týmto spôsobom produkt zvyšuje odolnosť proti opotrebeniu, najmä v trení a suchom sklze. Okrem toho je pri vyvŕtaní vylúčená schopnosť zachytiť alebo zvariť časti v studenom stave. Detaily po borizácii sú veľmi odolné voči kyselinám a zásadám;
  • Aluminizácia je saturácia ocele hliníkom. To sa robí preto, aby oceľ odolávala agresívnym plynom - anhydrid kyseliny sírovej, sírovodík;
  • chrómovanie - saturácia chrómovej povrchovej vrstvy ocele. Chrómovanie nízko uhlíkových ocelí nemá takmer žiadny vplyv na ich pevnostné charakteristiky. Chrómovanie ocele s vyšším obsahom chrómu sa nazýva pokovovanie tvrdým chrómom, pretože karbid chrómu sa tvorí na povrchu častí, ktorý má:
    • vysoká tvrdosť
    • rezistencia voči šupinateniu
    • odolnosť voči korózii
    • zvýšená odolnosť voči opotrebeniu

Kryogénne ošetrenie

Ide o vytvrdzovanie tepelného spracovania kovov a zliatin pri kryogénnych, veľmi nízkych teplotách - pod -153 ° C. Predtým sa toto tepelné spracovanie nazývalo "spracovanie za studena" alebo "tepelné spracovanie kovu pri teplote pod nulou". Tieto názvy však celkom neodrážali celú podstatu kryogénneho spracovania.

Jeho podstata je nasledovná: obrobky sa umiestnia do kryogénneho procesora, kde sa pomaly ochladia, a potom sa diely počas určitej doby udržiavajú pri teplote -196 ° C. Potom sa postupne opäť vracajú na teplotu miestnosti. Keď tento proces pokračuje, dochádza k štrukturálnym zmenám v kove. Vďaka tomu sa zvyšuje odolnosť proti opotrebeniu, cyklická pevnosť, odolnosť proti korózii a erózii.

Základné vlastnosti získané počas spracovania ako chladenie za studena sa zachovávajú po celú dobu životnosti obrobku, a preto nevyžadujú opätovné spracovanie.

Samozrejme, že kryogénna technológia nenahradí metódy tepelného vytvrdzovania a počas spracovania za studena poskytne materiál nové vlastnosti.

Nástroje ošetrené extrémne nízkymi teplotami umožňujú podnikom znížiť náklady, pretože:

  • zvyšuje odolnosť nástrojov, častí a mechanizmov proti opotrebeniu;
  • zníženie počtu sobášov;
  • Znížené náklady na opravu a výmenu technologických zariadení a nástrojov.

Bolo to sovietsky vedci, ktorí umožnili plne oceniť vplyv spracovania za studena na kov a zliatinu a položili základy pre použitie tejto metódy.

V tomto čase je spôsob kryogénneho spracovania produktov široko používaný vo všetkých priemyselných odvetviach.

Strojárstvo a kovoobrábanie:

  • zvyšuje životnosť zariadení a nástrojov až o 300%;
  • zvyšuje odolnosť materiálu voči opotrebeniu;
  • zvyšuje cyklickú silu;
  • zvyšuje odolnosť proti korózii a erózii;
  • odstraňuje zvyškové napätie.

Špeciálne vybavenie a doprava:

  • zvyšuje životnosť brzdového kotúča o 250%;
  • zvyšuje účinnosť brzdového systému;
  • zvyšuje cyklickú pevnosť závesných pružín a iných elastických prvkov o 125%;
  • zvyšuje zdroje a výkon motora;
  • znižuje náklady na prevádzku vozidiel.

Obranný priemysel:

  • zvyšuje životnosť kmeňov až do 200%;
  • redukuje účinok barelového tepla na výsledky vypaľovania;
  • zvyšuje zdrojové uzly a mechanizmy.

Ťažobný a spracovateľský priemysel:

  • zvyšuje odolnosť rezných nástrojov do 200%;
  • znižuje abrazívne opotrebovanie zostáv a mechanizmov;
  • zvyšuje odolnosť zariadenia voči korózii a erózii;
  • zvyšuje zdroje priemyselných a banských zariadení.

Audio a hudobné nástroje: \ t

  • znižuje skreslenie signálu v vodičoch;
  • zlepšuje hudobný výkon, jasnosť a jasnosť zvuku;
  • rozširuje ponuku hudobných nástrojov.

Kryogénne spracovanie sa používa takmer vo všetkých odvetviach, kde je potrebné zvýšiť zdroje, zvýšiť pevnosť a odolnosť proti opotrebeniu, ako aj zvýšiť produktivitu.

Čo je tepelné spracovanie?

Spoľahlivosť a trvanlivosť kovových konštrukcií, zariadení, potrubí závisí od kvality výrobných komponentov, súčiastok, prvkov, z ktorých sa skladajú. Počas prevádzky sú vystavené štatistickým, dynamickým a cyklickým zaťaženiam a vplyvu agresívnych médií. Musia pracovať pri nízkych a vysokých teplotách a sú v podmienkach rýchleho opotrebovania .

Preto prevádzka akýchkoľvek kovových výrobkov priamo závisí od odolnosti proti opotrebeniu, pevnosti, tepelnej a koróznej odolnosti prvkov, z ktorých sa skladajú.

Pre zlepšenie všetkých týchto vlastností je potrebné zvoliť správny materiál pre diely, zlepšiť ich konštrukciu, odstrániť montážne nepresnosti a zlepšiť metódy spracovania za tepla a chladu.

Takéto vysoké požiadavky sa zriedkavo stretávajú s materiálmi v stave dodávky Hlavná časť dodaných konštrukčných prvkov vyžaduje stabilizáciu prevádzkových vlastností tak, aby sa časom nemenili. Na zlepšenie mechanických a fyzikálno-chemických vlastností kovových materiálov sa používa tepelné spracovanie . Toto je postupnosť ohrevu, pridržiavania a chladenia kovov a zliatin.

Vykonáva sa zmena štruktúry a vlastností kovov a zliatin v danom smere. Tepelné spracovanie sa používa na zmenu štruktúry fázového zloženia a redistribúcie zložiek, veľkosti a tvaru kryštalických zŕn, typov defektov, ich počtu a distribúcie. A to všetko robí pomerne ľahké získať požadovanú vlastnosť materiálu.

Nezabudnite si uvedomiť, že vlastnosti kovu a zliatin závisí nielen na štruktúre, ale aj na chemickom zložení, ktoré sa tvorí v priebehu metalurgického a zlievarenského procesu.

Úlohou tepelného spracovania je eliminácia vnútorného napätia v kove a zliatine, zlepšenie mechanických a prevádzkových vlastností a ďalšie.

Tepelne spracovaná oceľ, liatina, zliatina na báze neželezných kovov .

Musíte vedieť, že materiály s rovnakým chemickým zložením pri vykonávaní rôznych spôsobov tepelného spracovania, môžete získať niekoľko úplne odlišných štruktúr, ktoré budú mať úplne odlišné vlastnosti. Zlepšením mechanických vlastností tepelným spracovaním sa môžu použiť zliatiny jednoduchšieho zloženia. Prípustné namáhanie, znižovanie hmotnosti súčiastok a mechanizmov, zvyšovanie ich spoľahlivosti a trvanlivosti možno dosiahnuť aj pomocou tepelného spracovania.

Pri nízkych nákladoch na tepelné spracovanie môže mať výsledok obrovský vplyv na zložitosť a náklady na prácu v priľahlých výrobných miestach. Mnohí výrobcovia nevykonávajú tepelné spracovanie výrobkov, čím znižujú celý proces výroby výrobkov. Niekedy je to odôvodnené a niekedy to tak nie je.

Vždy je potrebné nielen dôkladne premýšľať nad celým procesom volumetrického a lokálneho tepelného spracovania, ale aj prísne dodržiavať ich režimy, aby sa dosiahli optimálne štruktúry a vysoká úroveň fyzikálnych, mechanických a prevádzkových vlastností výrobkov, aby sa zabezpečila ich spoľahlivá a dlhodobá práca.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie: