Temperovanie ocele: typy a charakteristiky, technologické vlastnosti a krehkosť, tepelná úprava zliatin

Anonim
Uvoľňovanie kovu sa nazýva technologický proces tepelného spracovania zliatiny kalenej ocele. Umožňuje dokončiť fázové transformácie v mikroštruktúre (martenzit), ktorá získava najstabilnejší stav. Faktom je, že v procese kalenia vznikajú vnútorné pnutia v kovovom - axiálnom, radiálnom, tangenciálnom. Aby sa eliminovali ich negatívne vplyvy, ako sú krehkosť a nízka ťažnosť, výrobky sa zohrievajú v peciach pri rôznych teplotách (od 250 ° C do 650 ° C), udržiavajú sa po stanovenú dobu (od 15 minút do 1, 5 hodiny) a potom sa pomaly ochladia.

Komplex týchto opatrení vedie k uvoľňovaniu prebytočného uhlíka, k reštrukturalizácii a objednávaniu kovovej konštrukcie, k eliminácii defektov v jej kryštalickej štruktúre. Spracované materiály získavajú daný súbor mechanických vlastností, z ktorých hlavnými sú zvýšenie plasticity a zníženie krehkosti pri zachovaní dostatočnej úrovne pevnosti.

Typy dovolenkovej ocele

  1. Nízka.
  2. Priemer.
  3. Vysoká.

Koncept nízkej dovolenky .

Aby sa znížilo vnútorné napätie, zvyčajne sa vykonáva nízke popúšťanie ocele zahrievaním na 250 ° C počas 1 až 2, 5 hodiny. Časť prebytočného uhlíka sa uvoľňuje z kovu počas procesu difúzie, pričom sa z nich vytvárajú karbidové častice vo forme dosiek a tyčí. Nerovnovážna štruktúra zhášania martenzitu sa mení na rovnovážny temperovaný martenzit. To sa dosahuje stabilizáciou veľkosti výrobkov, zvýšenou viskozitou a pevnosťou a ukazovatele tvrdosti zostávajú takmer nezmenené.

Železo-uhlíkové a nízkolegované ocele sú vystavené nízkoteplotnému temperovaniu na výrobu rezných a meracích nástrojov, ktoré nemajú dynamické zaťaženie. Vykonáva sa hlavne pre ocele vytvrdené vysokofrekvenčnými prúdmi, ako aj pre zliatiny, ktorých povrch bol predtým nasýtený uhlíkom a dusíkom.

Ponúka priemernú dovolenku .

Vykonáva sa pri teplotách od 350 ° C do 500 ° C a poskytuje vysokú elasticitu a relaxačnú odolnosť. Všetok prebytok uhlíka sa uvoľňuje z ocele a karbid sa premieňa na cementit. Martensit sa už úplne rozložil a reštrukturalizácia kovovej konštrukcie (polygonizácia) a jej zlepšenie (rekryštalizácia) ešte nezačali. Nová kombinácia sa nazýva troostmartenzit a je charakterizovaná zrýchlením difúznych procesov. Kryštálová mriežka zliatiny sa zmení na kubickú a vnútorné pnutia klesajú ešte viac.

Chladenie kovu sa uskutočňuje vo vode, čo tiež zvyšuje limit vytrvalosti. Stredne teplotné popúšťanie je potrebné pri výrobe pružných častí: pružiny, perkusné nástroje a pružiny.

Technológia dovolenky .

Pri teplotách nad 500 ° C dochádza k štrukturálnym zmenám v uhlíkových zliatinách, ktoré už nesúvisia s fázovými transformáciami. Konfigurácia a rozmery častíc kryštálov podliehajú zmenám, ich zrná sa zväčšujú a forma má tendenciu byť rovnobežná. Komplexné tepelné spracovanie, vrátane kalenia a vysokého popúšťania ocele, vo vede o materiáloch sa nazýva zlepšenie a kryštálová štruktúra kovu po tomto sa nazýva temperovanie sorbitolom. Považuje sa za najúčinnejší, pretože sa dosahuje ideálna kombinácia viskozity, ťažnosti a pevnosti zliatiny. Tvrdosť je však trochu znížená, takže neexistuje žiadna nádej na zlepšenie odolnosti proti opotrebeniu.

Trvanie vysokej dovolenky sa pohybuje od 1 do 6 hodín a závisí od veľkosti ozubených kolies, ložísk, kľukových hriadeľov, puzdier, skrutiek a skrutiek z konštrukčných a stredne uhlíkových ocelí. Tieto výrobky v priebehu prevádzky vnímajú rázové zaťaženie a prácu v tlaku, ťahu a ohybe a kladú sa osobitné požiadavky na ich pevnosť, odolnosť, pevnosť v ťahu a rázovú pevnosť.

Fenomén krehkosti dovolenky

Pri skúmaní podstaty procesu je možné konštatovať, že s každým zvýšením teploty popúšťania sa zvýši aj húževnatosť. Ale pri obrábaní oceľových zliatin v určitých teplotných rozsahoch dochádza k náhlemu poklesu húževnatosti bez zmeny iných mechanických vlastností. Tento jav je označený termínom "krehkosť krehkosti" a je vysvetlený nasledovne:

  1. Dovolenka krehkosť Ι druh - nezvratný proces. Pri teplotách od 250 ° C do 300 ° C začínajú byť martenzitové karbidy nerovnomerne rozložené, čo vedie k dramatickému rozdielu v sile na povrchu zŕn kryštálov a vnútri nich. To podlieha všetkým typom zliatin ocele, bez ohľadu na zloženie a rýchlosť ochladzovania na konci popúšťania. Tento fenomén sa nedá odstrániť a aby sa tomu zabránilo, jednoducho sa snažia pri týchto teplotách nespracovať spracovanie.
  2. Dovolenka krehkosť ΙΙ druh je reverzibilný proces. Vyskytuje sa pri spomalení chladenia niektorých ocelí legovaných chrómom, mangánom a niklom, ktoré boli uvoľnené pri teplotách nad 500 ° C. Dôvodom je opäť uvoľňovanie a difúzna redistribúcia karbidov, ako aj fosfidov a nitridov. Aby sa potlačil vývoj reverzibilnej krehkosti, používa sa opätovné temperovanie s olejovým chladením a rýchlosť jeho chladenia by mala byť čo najvyššia. K riešeniu tohto problému prispievajú aj aditíva v legovanej oceli do 1% volfrámu alebo do 0, 3% molybdénu. Zaujímavé je, že ak sa počas prevádzky časti opäť zahrejú na teploty nad 500 ° C, opakuje sa krehkosť krehkosti, preto sa to nazýva reverzibilné.

Tepelné spracovanie nástrojových zliatin

Prakticky pre všetky kovy je toto tvrdenie pravdivé: ako stúpa teplota popúšťania, znižuje sa pevnosť a zvyšuje sa ťažnosť. Jedinou výnimkou sú vysokorýchlostné ocele používané pri výrobe nástrojov. Na zaistenie najlepších vlastností tepelnej odolnosti a odolnosti proti opotrebeniu sú legované karbidotvornými prvkami: molybdén, kobalt, volfrám a vanád. A pre kalenie použite ohrev na teploty nad 1200 ° C, čo vám umožňuje úplne úplne rozpustiť vytvorené karbidy.

Tepelné vodivosti samotného železa a jeho legujúcich prvkov sa značne líšia, preto, aby sa zabránilo deformácii a praskaniu počas zahrievania, mali by sa vykonať teplotné pauzy. K tomu dochádza pri dosiahnutí 800 ° C a 1050 ° C a pri veľkých objektoch je predpísaný prvý interval pri teplote 600 ° C. Doba zastavenia sa pohybuje od 5 do 20 minút, čo umožňuje najlepšie podmienky na rozpúšťanie karbidov. Chladenie sa najčastejšie vykonáva v oleji.

Postupné tepelné spracovanie ocele v roztavených soliach, kde sa kalenie vykonáva pri teplote asi 500 ° C, môže významne znížiť deformáciu. Na zvýšenie tvrdosti produktov nasleduje dvojité popúšťanie pri 570 ° C. Trvanie procesu je 1 hodina a jeho režim je ovplyvnený chemickými vlastnosťami legujúcich prvkov a teplotou, ktorá určuje rýchlosť uvoľňovania karbidov.