Vyznačuje sa tepelným spracovaním
Na dodanie požadovaných vlastností kovovej časti sa podrobí tepelnému spracovaniu. Počas tohto procesu dochádza k štrukturálnej zmene materiálu .
Kovové výrobky používané v domácnosti musia byť odolné voči vonkajším vplyvom. Aby sa to dosiahlo, musí byť kov zosilnený vystavením vysokej teplote. Takéto spracovanie mení tvar kryštálovej mriežky, minimalizuje vnútorné napätie a zlepšuje jeho vlastnosti.
Druhy tepelného spracovania ocele
Tepelné spracovanie ocele sa redukuje na tri stupne: vykurovanie, pridržiavanie a rýchle ochladzovanie. Existuje niekoľko typov tohto procesu, ale ich hlavné štádiá zostávajú rovnaké.
Rozlišujú sa tieto typy tepelného spracovania:
- Technické (temperovanie, kalenie, kryogénne spracovanie, starnutie).
- Termomechanické, pri ktorom sa používa nielen vysoká teplota, ale aj fyzikálne účinky na kov.
- Chemicko-tepelné zahrňuje tepelné spracovanie kovu s následným vystavením povrchu dusíkom, chrómom alebo uhlíkom.
žíhanie
Toto je výrobný proces ohrevu kovu na vopred určenú teplotu a potom pomalé ochladzovanie, ku ktorému dochádza prirodzene. Výsledkom tohto postupu je eliminácia heterogenity kovu, zníženie vnútorného napätia a zníženie tvrdosti zliatiny, čo značne uľahčuje jeho spracovanie. Existujú dva typy žíhania: prvý a druhý druh.
Počas žíhania prvého druhu sa fázový stav zliatiny mierne mení. Má odrody:
- Homogenizovaná - teplota je 1100 - 1200 ° C, kov je v týchto podmienkach od 7 do 14 hodín.
- Rekryštalizácia - teplota žíhania 100 - 200 ° C, tento postup sa používa pre nitovanú oceľ.
Pri žíhaní druhého druhu dochádza k zmene fázy v kove. Proces má niekoľko typov:
Plné žíhanie - kov sa zahrieva o 25 - 40 ° C nad kritickú hodnotu pre tento materiál a je chladený špeciálnou rýchlosťou.- Nedokončené - zliatina sa zahrieva na kritický bod a chladí sa dlhú dobu.
- Difúzne - žíhanie sa vykonáva pri teplote 1100 - 1200 ° C.
- Izotermické - ohrev kovu nastáva ako pri úplnom žíhaní, ale ochladzovaní pod kritickú teplotu, ochladzovanie na čerstvom vzduchu.
- Normalizovaný - kov je plne žíhaný a ochladzovaný na vzduchu.
kalenie
Toto je proces manipulácie s kovmi, aby sa dosiahla martenzitická transformácia, ktorá zabezpečuje zvýšenú pevnosť a zníženú ťažnosť produktu. Počas kalenia sa zliatina zohrieva na kritickú hodnotu, ako pri žíhaní, ale proces chladenia sa uskutočňuje oveľa rýchlejšie a na tento účel sa používa kúpeľ s kvapalinou. Existuje niekoľko typov kalenia:
- Kalenie v jednej kvapaline, pre malé časti olej, a pre veľké časti - voda.
- Prerušované vytvrdzovanie - znižovanie teploty prebieha v dvoch stupňoch: rýchle ochladenie na teplotu 300 ° C s použitím vody a potom sa výrobok umiestni do oleja alebo na čerstvom vzduchu.
- Osadené - keď kov dosiahne požadovanú teplotu, ochladzuje sa v roztavených soliach a potom na čerstvom vzduchu.
- Izotermická - podobná rýchlosti, sa líši v čase expozície.
- Kalenie so samovoľným popúšťaním, zliatina nie je úplne ochladená, takže v strede je teplá oblasť. Výsledkom je, že kov má zvýšenú pevnosť a vysokú viskozitu. Táto kombinácia je skvelá pre bicie nástroje.
Nesprávne vytvrdnutie môže viesť k nasledujúcim chybám:
- dekarbonizácie;
- trhliny;
- deformácie alebo vodítka.
Hlavná príčina vodítka a prasklín - nerovnomerná zmena veľkosti dielu počas chladenia alebo kúrenia. Môžu tiež nastať s prudkým nárastom sily na určitých miestach. Najlepším spôsobom, ako sa vyhnúť týmto problémom, je pomaly ochladzovať kov na hodnotu martenzitickej transformácie.
Vodítko a deformácia sa vyskytujú pri nerovnomernom ochladzovaní zakrivených častí. Tieto defekty sú pomerne malé a môžu byť opravené brúsením. Predbežné žíhanie súčiastok a ich postupné a rovnomerné vykurovanie zabráni deformácii.
K oduhličeniu kovu dochádza v dôsledku horenia uhlíka pri dlhšom zahrievaní. Intenzita procesu závisí od teploty ohrevu, čím je vyššia, tým rýchlejšie. Na fixáciu sa predmet zahrieva v neutrálnom prostredí (muflová pec).
Stupnica na kovovom povrchu vedie k intoxikácii a deformácii výrobku. To znižuje rýchlosť ohrevu a sťažuje obrábanie. Mierka sa odstráni chemickými alebo mechanickými prostriedkami. Aby sa zabránilo ich vzhľadu, musíte použiť špeciálnu pastu (100 g tekutého skla, 25 g grafitu, 75 g žiaruvzdorného ílu, 14 g boraxu, 100 g vody, 30 g karborundu). Kompozícia sa aplikuje na produkt a nechá sa úplne vyschnúť a potom sa zahrieva ako obvykle.
dovolená
Zjemňuje účinky vytvrdzovania, zmierňuje namáhanie, znižuje krehkosť, zvyšuje viskozitu. Dovolenka sa vykonáva zahrievaním súčiastky, vytvrdením na kritickú teplotu. V závislosti od teploty je možné získať stavy trostitu, martenzitu, sorbitolu. Líšia sa od podobných stavov v kalení vo vlastnostiach a štruktúre, ktorá je viac zdôraznená. To zvyšuje ťažnosť a pevnosť zliatiny. Kov s bodkovanou štruktúrou má vyššiu rázovú pevnosť.
V závislosti od teploty sa tieto typy dovoleniek rozlišujú: nízke, stredné, vysoké.
Pre presné stanovenie teploty pomocou tabuľky farieb. Film oxidu železitého dáva kovu rôzne farby. Zdá sa, že ak je výrobok čistý a zohriaty na 210 ° C, s rastúcou teplotou sa hrúbka filmu zvyšuje.
Pri nízkom popúšťaní (teploty do 300 ° C) zostáva zloženie zliatiny martenzit, ktorý mení štruktúru materiálu. Okrem toho sa uvoľňuje karbid železa. To zvyšuje odolnosť ocele a znižuje jej tvrdosť. Pri nízkom popúšťaní sa kov ochladí v soľnom a olejovom kúpeli.
Vysoké popúšťanie výrazne zlepšuje mechanické vlastnosti ocele, zvyšuje viskozitu, ťažnosť, pevnosť. Široko sa používa na výrobu pružín, tyčí motora, kovacích zápustiek, náprav automobilov. Pre jemnozrnnú zliatinovú oceľ sa temperovanie vykonáva bezprostredne po normalizácii.
Na zvýšenie obrobiteľnosti kovu sa jeho normalizácia vykonáva pri vysokej teplote (970 ° C), čo zvyšuje jeho tvrdosť. Na zníženie tohto parametra urobte vysokú dovolenku.
Kryogénne ošetrenie
Zmeny v štruktúre kovu možno dosiahnuť nielen pri vysokej teplote, ale aj pri nízkej teplote. Spracovanie zliatin pri teplotách pod 0 ° C je široko používané v rôznych priemyselných odvetviach. Proces prebieha pri teplote 195 ° C.
Výhody kryogénneho spracovania:
- Znižuje množstvo austenitu, vďaka čomu sú rozmery dielov stabilné.
- Nevyžaduje následnú dovolenku, ktorá skracuje výrobný cyklus.
- Po tejto úprave sú diely prístupnejšie na brúsenie a leštenie.
Chemické tepelné spracovanie
Chemické tepelné spracovanie zahŕňa nielen vystavenie vysokým teplotám, ale aj chemické. Výsledkom tohto postupu je zvýšená pevnosť a odolnosť kovu voči opotrebeniu, ako aj odolnosť voči ohňu a kyselinám.
Existujú také typy spracovania:
- Cementovanie.
- Nitridácia.
- Karbonitridaci.
- Boridovacími.
Cementácia ocele je proces dodatočného spracovania kovov uhlíkom pred kalením a popúšťaním. Po zákroku sa odolnosť výrobku zvyšuje krútením a ohybom.
Pred začatím cementácie sa povrch dôkladne očistí, po ktorom sa natrie špeciálnymi zlúčeninami. Postup sa vykonáva po úplnom vyschnutí povrchu.
Existuje niekoľko typov cementácie: kvapalina, tuhá látka, plyn. V prvej forme sa používa špeciálna pec, v ktorej sa naleje 75% sóda, 10% karbid kremíka, 15% chlorid sodný. Potom sa výrobok ponorí do nádoby. Proces prebieha 2 hodiny pri teplote 850 ° C.
Tvrdé cementovanie je vhodné vykonávať v domácej dielni. Na to použite špeciálnu pastu na báze uhličitanu sodného, sadzí, kyseliny šťaveľovej sodného a vody. Výsledná kompozícia sa aplikuje na povrch a čaká na sušenie. Potom sa produkt umiestni do pece na 2 hodiny pri teplote 900 ° C.
Pri cementácii plynom sa používajú zmesi plynov obsahujúce metán. Postup sa uskutočňuje v špeciálnej komore pri teplote 900 ° C.
Nitridovanie ocele je proces nasýtenia kovového povrchu dusíkom zahriatím na 650 ° C v atmosfére amoniaku. Po spracovaní zliatina zvyšuje svoju tvrdosť a tiež získava odolnosť voči korózii. Nitridovanie, na rozdiel od cementácie, umožňuje udržiavať vysokú pevnosť pri vysokých teplotách. A výrobky sa pri ochladení nezvlnia. Nitridácia kovov je široko používaná v priemysle na zabezpečenie odolnosti výrobku proti opotrebeniu, zvýšenie tvrdosti a ochranu pred koróziou.
Karbonitridácia ocele spočíva v spracovaní povrchu uhlíkom a dusíkom pri vysokej teplote s ďalším kalením a popúšťaním. Postup sa môže uskutočňovať pri teplote 850 ° C v plynnom prostredí. Karbonitridovanie sa používa pre nástrojové ocele.
Pri vyvrtávaní ocele sa na kovový povrch nanesie vrstva bóru. Postup sa uskutočňuje pri teplote 910 ° C. Takéto spracovanie sa používa na zvýšenie trvanlivosti nástrojov na razenie a vŕtanie.
Termomechanické spracovanie
Pri použití tejto metódy aplikujte vysokoteplotnú a plastickú deformáciu. Existujú tieto typy termomechanického spracovania:
- Vysoká teplota.
- Nízka teplota.
- Predbežný.
Pri vysokoteplotnom spracovaní dochádza k deformácii kovu po zahriatí. Zliatina sa zahreje nad teplotu rekryštalizácie. Potom sa vykoná kalenie popúšťaním.
Spracovanie kovov pri vysokých teplotách:
- Zvyšuje viskozitu.
- Eliminuje krehkosť.
Takto spracované sú konštrukčné, nástrojové, uhlíkové, pružinové, legované ocele.
Počas nízkoteplotného spracovania sa predvalok po ochladení udržiava na teplote pod hodnotou rekryštalizácie a nad martenzitickou transformáciou. V tejto fáze vykonajte plastickú deformáciu. Takéto spracovanie nedáva kovu počas temperovania stabilitu a na jeho realizáciu je potrebné výkonné zariadenie.
Pre realizáciu termomechanického spracovania je potrebné použiť špeciálne zariadenia pre tlak, vykurovanie a chladenie obrobku.
Tepelné spracovanie neželezných zliatin
Neželezné kovy sa vo svojich vlastnostiach líšia, preto uplatňujú svoje vlastné typy tepelného spracovania. Na vyrovnanie chemického zloženia medi sa podrobí rekryštalizačnému žíhaniu. Mosadz sa spracováva pri nízkej teplote (200 ° C). Bronz je žíhaný pri 550 ° C. Horčík sa vytvrdzuje, žíha a starne, hliník sa podrobí obdobnému spracovaniu.
V železnej a neželeznej metalurgii sa široko využívajú rôzne druhy tepelného spracovania kovov. Používajú sa na získanie požadovaných vlastností zliatin, ako aj na úsporu nákladov. Pre každý postup a kov sa zvolia vlastné hodnoty teploty.