- Kalenie ocele
- Voľba teploty pre kalenie
- Rýchlosť chladenia
- Vlastnosti ocele: kaliteľnosť a kaliteľnosť
- Typy kalenia ocele
- Spôsoby chladenia pri kalení
- Vady pri kalení ocele
- záver
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Bez tepelného spracovania pri práci s kovmi nemôže robiť. Pretože, ako dobre sa tepelné spracovanie uskutočňovalo, závisí od kvalitatívnych charakteristík kovového produktu. Jeho pevnosť a odolnosť v prevádzke. V tomto článku sa môžete naučiť, ako správne vykonávať tepelné spracovanie (kalenie) výrobkov z ocele.
Kalenie ocele
Kalenie je tepelné spracovanie kovu. Skladá sa zo zahrievania kovu na kritickú teplotu, pri ktorej sa mení kryštálová mriežka materiálu, alebo na teplotu, pri ktorej sa fáza rozpúšťa v matrici, ktorá existuje pri nízkej teplote.
Je dôležité pochopiť:
- Po dosiahnutí kritickej teploty sa kov podrobí rýchlemu ochladeniu.
- Po vytvrdnutí získava oceľ štruktúru martenzitu (menom Adolph Martens), a preto sa stáva tvrdou.
- V dôsledku vytvrdnutia sa zvyšuje pevnosť ocele. Kov sa stáva ešte tvrdším a odolnejším voči opotrebeniu.
- Je potrebné rozlišovať bežné ochladzovanie materiálu a kalenie, aby sa získal nadbytok voľných pracovných miest.
Režimy kalenia sa líšia rýchlosťou procesu a teplotou ohrevu. Existujú tiež rozdiely v trvaní expozície pri danej teplote a rýchlosti ochladzovania.
Voľba teploty pre kalenie
Rozhodnutie o teplote, pri ktorej sa vykonáva kalenie kovu, je spôsobené chemickým zložením ocele.
Kalenie je dvojakého typu:
- dokončiť;
- neúplná.
Na základe diagramu kritických bodov je možné vidieť, že počas procesu úplného vytvrdnutia by mala byť hypoeekektoidná oceľ zahrievaná nad Ac3 o 30 - 50 stupňov Celzia . Výsledkom je, že oceľ bude mať jednotnú austenitovú štruktúru. Následne sa pod vplyvom chladiaceho procesu zmení na martenzit. 
Obrázok č. Kritické body .
Neúplné kalenie sa častejšie používa pre nástrojovú oceľ. Cieľom neúplného vytvrdnutia je dosiahnuť teplotu, pri ktorej prebieha proces tvorby nadbytočných fáz. Ohrev ocele prebieha v teplotnom intervale od Ac1 - Ac2 . Súčasne zostane určité množstvo feritu po vytvrdnutí ocele v štruktúre martenzitu.
Na vytvrdzovanie pro-eutektoidnej ocele je lepšie lepiť na teplotu 20 - 30 stupňov vyššiu ako Ac1 - neúplné vytvrdnutie. V dôsledku toho zostane počas zahrievania a chladenia cementit, čo zvyšuje tvrdosť martenzitu. Počas vytvrdzovania by sa pro-eutektoidná oceľ nemala zahrievať nad jej normálnu teplotu. Môže to ovplyvniť tvrdosť.
Rýchlosť chladenia
Štruktúra martenzitu sa získa rýchlym ochladzovaním austenitu v čase, keď teplota ocele prispieva k najnižšej stabilite austenitu (približne 650 až 550 ° C).
Pri prechode do teplotnej zóny, v ktorej dochádza k martenzitickej transformácii (pod 240 stupňov), sa používa pomalé ochladzovanie. Výsledkom je , že výsledné štrukturálne namáhania sa vyrovnávajú, zatiaľ čo tvrdosť výsledného martenzitu sa neznižuje.
Pre úspešné tepelné spracovanie je veľmi dôležité zvoliť tvrdiace médium. Ako kaliace médium sa často môže použiť nasledujúce:
- voda;
- roztok hydroxidu sodného (5 až 10%) alebo soľ;
- minerálny olej.
Pre kalenie uhlíkovej ocele je lepšie použiť vodu, ktorej teplota je 18 stupňov. Na kalenie legovanej ocele vhodným olejom.
Vlastnosti ocele: kaliteľnosť a kaliteľnosť
Nemiešajte dôležité vlastnosti ocele - kaliteľnosť a kaliteľnosť.
kaliteľnosť
Táto charakteristika indikuje schopnosť ocele po vytvrdnutí získať tvrdosť. Existujú typy ocele, ktoré sa ťažko kalia a po procese tepelného spracovania sa oceľ stáva nedostatočne tvrdou. Hovorí sa o takomto materiáli - „neprijal som kalenie“.
Schopnosť tvrdosti v martenzite je spojená so stupňom skreslenia jeho kryštálovej mriežky. Nižší obsah uhlíka v martenzite prispieva k menšiemu skresleniu v kryštálovej mriežke, a preto bude tvrdosť ocele nižšia. Ak oceľ obsahuje uhlík menší ako 0, 3%, potom je kaliteľnosť takejto zliatiny nízka a zvyčajne nie sú tieto zliatiny vystavené kaleniu.
kaliteľnosť
Táto vlastnosť môže povedať, ako hlboko oceľ kalila. Pri vytvrdzovaní sa povrch oceľového dielca ochladzuje rýchlejšie ako jadro . Je to preto, že povrch je v priamom kontakte s chladiacou kvapalinou, ktorá sa zahrieva. Centrálna časť oceľovej časti prenáša svoje teplo cez hrúbku kovu a povrchu, kde je absorbovaná chladiacou kvapalinou.
Kaliteľnosť je ovplyvnená kritickou rýchlosťou kalenia - čím nižšia je (rýchlosť), tým hlbšie je kalcinovaná oceľ. Napríklad hrubozrnná oceľ, ktorá má nízku kritickú rýchlosť kalenia, sa kalcinuje hlbšie ako jemnozrnná oceľ, ktorá má vysokú kritickú rýchlosť kalenia.
Hĺbka kaliteľnosti závisí od počiatočnej štruktúry vytvrdenej zliatiny, teploty ohrevu a kaliaceho média. Kaliteľnosť ocele je určená lomom, mikroštruktúrou a tvrdosťou.
Typy kalenia ocele
Existuje mnoho spôsobov, ako kaliť kov. Ich výber je daný zložením ocele, povahou výrobku, potrebnou tvrdosťou a podmienkami chladenia. Často sa používa krok, izotermické a ľahké vytvrdzovanie.
Kalenie v jednom médiu
S odkazom na graf chladiacich kriviek pre rôzne metódy kalenia vidíte, že krivka 1 zodpovedá kaleniu na rovnakom médiu, pričom je ľahké vykonať také kalenie. Nie je však vhodný pre každý oceľový diel. V dôsledku rýchleho poklesu teploty dochádza v teplotnom rozsahu k zmene teploty a kolísaniu vnútorného napätia. Z toho môže oceľová časť deformovať a prasknúť.
Obrázok č. Chladiace krivky .
Vysoký obsah uhlíka v oceľových častiach môže spôsobiť objemové zmeny štrukturálnych napätí, čo zase ohrozuje vznik trhlín.
Zaevtektoidny ocele, ktoré majú jednoduchý tvar, je lepšie tvrdiť v rovnakom prostredí. Na kalenie zložitejších foriem sa používa kalenie v dvoch médiách alebo kalenie v krokoch.
Kalenie vo dvoch médiách (na obrázku 2, to je krivka 2) sa používa pre nástroje vyrobené z ocele s vysokým obsahom uhlíka. Samotná metóda spočíva v tom, že oceľ je najprv ochladená vo vode na 300-400 stupňov, po ktorej je prenesená do olejovitého prostredia, kde prichádza až do úplného ochladenia.
Krok vytvrdzovania
Pri stupňovitom kalení (krivka 3) sa oceľový diel najskôr umiestni do soľného kúpeľa. Teplota samotného kúpeľa musí byť vyššia ako teplota, pri ktorej dochádza k martenzitickej transformácii (240 - 250 stupňov) . Po soľnom kúpeli sa oceľ zmieša s olejom alebo do vzduchu. Pomocou stupňovitého kalenia sa nemôžete obávať, že sa časť deformuje alebo že sa v ňom tvoria trhliny.
Neexistencia takéhoto kalenia znamená, že sa môže použiť len pre polotovary z uhlíkovej ocele s malým prierezom (8–10 mm). Stupňové kalenie je možné použiť pre diely z legovanej ocele s veľkým prierezom (do 30 mm).
Izotermické kalenie
Krivka 4 zodpovedá izotermickému vytvrdzovaniu na grafe, vytvrdzovanie sa vykonáva podobne ako krok vytvrdzovania. V horúcom kúpeli je však oceľ staršia. To sa robí takým spôsobom, aby sa spôsobila úplná dezintegrácia austenitu . V diagrame sa rýchlosť uzávierky zobrazuje na čiare v tvare S s bodmi a a b. Oceľ, ktorá prešla izotermickým vytvrdzovaním, môže byť chladená v ľubovoľnej miere. Chladiace médium môže slúžiť ako roztavené soli.
Výhody izotermického kalenia:
- oceľ sa takmer neprekrýva;
- žiadne praskliny;
- viskozity.
Jasné kalenie
Na takéto vytvrdzovanie sa vyžaduje špeciálne vybavená pec, vybavená ochranným prostredím. Pri výrobe, aby sa získal čistý a jasný povrch pre kalenú oceľ, by sa malo použiť stupňovité vytvrdnutie. Potom sa zliatina ochladzuje v roztavenej lúhovej alkálii. Pred procesom kalenia sa oceľový diel zahrieva v soľnom kúpeli chloridu sodného s teplotou 30 - 50 stupňov nad bodom Ac1 (pozri „Schéma kritických bodov“). Chladenie súčiastky prebieha v kúpeli na 180 - 200 stupňov. Chladiacim médiom je zmes pozostávajúca zo 75% zmesi hydroxidu draselného, 25% hydroxidu sodného, ku ktorému sa pridá 6–8% vody (podľa hmotnosti soli).
Zhášanie s vlastnou dovolenkou
Používa sa pri výrobe nástrojovej ocele. Základnou myšlienkou kalenia je odstrániť oceľový diel z chladiaceho média až do úplného ochladenia. K záchvatu dochádza v určitom bode. V jadre oceľovej časti je uložené určité množstvo tepla. Na jeho náklady a následnú dovolenku . Potom, čo oceľový výrobok dosiahne požadovanú teplotu na temperovanie v dôsledku vnútorného tepla, oceľ sa umiestni do kaliacej kvapaliny na konečné chladenie.
Č. 3 - T je čelo prílivu .
Dovolenka je riadená farbami nádychu (pozri obr. Č. 3), ktorá je vytvorená na hladkom kovovom povrchu pri 220–330 stupňoch.
Pomocou samovoľného kalenia sa vyrábajú kladivá, sekáče, kladivá a iné nástroje, ktoré vyžadujú vysokú tvrdosť na povrchu pri zachovaní vnútornej viskozity.
Spôsoby chladenia pri kalení
Počas rýchleho ochladzovania oceľových výrobkov počas kalenia existuje riziko veľkých vnútorných napätí, čo vedie k deformácii materiálu a niekedy k praskaniu. Aby sa tomu zabránilo, je lepšie, ak je to možné, chladiť oceľové diely v oleji. Uhlíková oceľ, pre ktorú takéto chladenie nie je možné, sa najlepšie ochladí vo vode.
Okrem chladiaceho prostredia je vnútorné napätie oceľových výrobkov ovplyvnené tým, ako sú ponorené do chladiaceho média. Ide o:
výrobky s hrubou a tenkou časťou, je lepšie ponoriť sa do kaliacej kvapaliny, najprv s objemnou časťou;- ak má výrobok podlhovastý tvar (vŕtačky, kohútiky), musíte sa prísne ponoriť vertikálne, inak sa môžu deformovať.
Niekedy je potrebné tvrdiť nie celú časť, ale len jej časť. Potom sa aplikuje lokálne vytvrdnutie. Výrobok sa úplne nezohreje, ale celá časť sa ponorí do kaliacej kvapaliny.
Vady pri kalení ocele
Nedostatočná tvrdosť . Vyskytuje sa vtedy, keď bola teplota na nízku teplotu, nízka rýchlosť uzávierky pri prevádzkovej teplote alebo sa vyskytla nedostatočná rýchlosť ochladzovania. Môžete ju opraviť: aplikovať energickejšie prostredie; urobiť žíhanie a potom stvrdnúť.- Prehriatie . Vyskytuje sa, ak sa oceľový diel zahreje na teplotu, ktorá presahuje povolenú teplotu. Pri prehriatí sa vytvára hrubá štruktúra, ktorá vedie k krehkosti dielu. Môžete ju upevniť: žíhaním a vytvrdzovaním pri správnej teplote.
- Vyhorenie Keď sa oceľový diel zahreje na vysokú teplotu v blízkosti bodu topenia (1200 - 1300 stupňov) v oxidačnej atmosfére. Kyslík preniká do oceľových výrobkov, na hraniciach zŕn sa tvoria oxidy. Takáto oceľ nie je korigovaná.
- Oxidácia a oduhličenie . V tomto prípade sa na povrchu oceľových častí tvoria oxidy (oxidy) a v povrchových vrstvách ocele sa spaľuje uhlík. Toto manželstvo nemožno stanoviť. Na zabránenie manželstva používajte pece s ochrannou atmosférou.
- Pokrútenie a praskliny . Vyskytujú sa v dôsledku vnútorného napätia. Trhliny sú nenapraviteľné chyby. Pokrivenie sa dá odstrániť narovnaním alebo narovnaním.
záver
Najdôležitejšou vecou pri kalení kovov je jasné dodržiavanie technológie. Akákoľvek odchýlka na strane vedie k nežiaducim následkom. Ak urobíte všetko správne, potom aj doma môžete vykonávať proces kalenia ocele.