Tämä artikkeli tarjoaa melko yksityiskohtaisen selvityksen siitä, mitä uudelleenkiteytyshehkutus on. Lisäksi perehdyttämisessä huomioidaan muunlaisia töitä teräksen kanssa, jotka parantavat sen rakennetta ja metallin työstettävyyttä, vähentävät kovuutta ja vähentävät sisäisiä jännityksiä. Kaikki lejeeringin pääominaisuudet riippuvat lejeeringin rakenteesta, ja rakennetta muuttava menetelmä on lämpökäsittely. Uudelleenkiteytyshehkutuksen ja monia muita lämpökäsittelytyyppejä kehitti D. K. Chernov, ja tämän aiheen kehittivät edelleen G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Lämpökäsittely
Tämä on yhdistelmä erilaisia lämmitystoimintoja erikoislaitteiden ja erikoistekniikan avulla, pitoa ja jäähdytystä, jotka suoritetaan tiukasti tietyssä järjestyksessä ja tarkoissa tiloissa metalliseoksen sisäisen rakenteen muuttamiseksi ja saada halutut ominaisuudet. Lämpökäsittely on jaettu useisiin tyyppeihin. Ensimmäisen hehkutustyyppi, jota käytetään ehdottomasti kaikille metalleille ja seoksille, ei tuo faasimuutoksia kiinteässä tilassa. Uudelleenkiteytyshehkutusta käytetään seuraavien ominaisuuksien saavuttamiseksi.
Kun ensimmäisen tyyppistä hehkutusta kuumennetaan, atomien liikkuvuus lisääntyy, kemiallinen epähomogeenisuus eliminoituu kokonaan tai osittain ja sisäinen jännitys vähenee. Kaikki riippuu lämmityslämpötilasta ja pitoajasta. Hidas jäähtyminen on ominaista tälle. Tämän menetelmän muunnelmia ovat jännityksenpoistohehkutus valun, hitsauksen tai takomisen jälkeen, diffuusiohehkutus ja uudelleenkiteytyshehkutus.
Toinen hehkutus
Tämä hehkutus on tarkoitettu myös metalleille ja seoksille, joissa tapahtuu faasimuutoksia kiinteän olomuodon hehkutuksen aikana - sekä kuumennettaessa että jäähdytettäessä. Tässä tavoitteet ovat hieman laajempia kuin teräksen uudelleenkiteytyshehkutuksen tavoitteet. Toisen tyyppinen hehkutus tuottaa tasapainoisemman rakenteen materiaalin jatkokäsittelyä varten. Rakeisuus häviää, murskautuu, viskositeetti ja plastisuus lisääntyvät, kovuus ja lujuus vähenevät merkittävästi. Tällainen metalli voidaan jo leikata. Lämmitys suoritetaan paljon kriittisiä korkeampiin lämpötiloihin ja jäähdytys tapahtuu uunin mukana - hyvin hitaasti.
Lämpökäsittely sisältää myös metalliseosten kovettamisen lujuuden ja kovuuden vuoksi. Täällä päinvastoin muodostuu epätasapainoinen rakenne, joka lisää näitä parametreja sorbiitin, troostiitin ja martensiitin vuoksi. Käytetyt lämpötilat ovat myös paljon kriittisiä korkeampia, mutta jäähdytys tapahtuu erittäin suurilla nopeuksilla. neljäs lajilämpökäsittely - karkaisu, joka vähentää sisäisiä jännityksiä, vähentää kovuutta ja lisää karkaistujen terästen sitkeyttä ja sitkeyttä. Kun lämmitetään alle kriittisen lämpötilan, jäähdytysnopeus voi olla mikä tahansa. Transformaatiot vähentävät epätasapainoista rakennetta. Näin toimii teräksen uudelleenkiteytyshehkutus.
Tilan valinta
Lämpökäsittely voi olla alustava ja lopullinen. Ensimmäisellä valmistetaan materiaalin ja sen rakenteen ominaisuuksia myöhempiä teknisiä toimenpiteitä varten (työstettävyyden parantaminen, leikkaus, painekäsittely). Lopullinen lämpökäsittely muodostaa kaikki valmiin tuotteen ominaisuudet. Se, miten uudelleenkiteytyshehkutustapa valitaan, riippuu lämpökäsittelyn prosessista ja tavoitteista.
Tarkoittaa lejeeringin tai metallin kuumenemista kiteytyslämpötilan yläpuolelle ja vähintään sata tai kaksisataa astetta. Tätä seuraa altistus tässä lämpötilassa vaaditun ajan. Jäähdytys on tämän prosessin viimeinen vaihe. Tämä tekniikka on jaettu täydelliseen, osittaiseen ja teksturointihehkutukseen, ja valinta riippuu siitä, mikä on uudelleenkiteytyshehkutuksen tarkoitus.
Täysi hehkutus
Käytännössä käytämme useimmiten täyshehkutusta, mutta tässä kannattaa kiinnittää huomiota siihen, että teräksen hehkutus ja karkaisu ovat eri prosesseja. Uudelleenkiteytyshehkutusprosessin aikana suoritetaan tiettyjä toimenpiteitä, jotka edeltävät metallin kylmätyöstämistä paineen alaisena helpottamaan sen kanssa jatkotyöskentelyä, taihehkutus on lämpökäsittelyn lähtötyyppi, kun lopputuote tai puolivalmis tuote saa halutut ominaisuudet. Joko tämä on välioperaatio, esimerkiksi - kylmäkarkaisun tehokkaaseen poistamiseen
Seosalkuaineiden tasaista liukenemista varten matriisissa ja homogeenisen mikrorakenteen saamiseksi, jolla on samat materiaaliominaisuudet, hehkutus suoritetaan erikoisliuoksessa. Rautametallit vaativat uudelleenkiteytyshehkutuksen 950-1200 ºC:n lämpötiloissa käyttämällä Durferrit Glühkohle- tai Durferrit GS 960 -suolaliuosta.
Tavoitteet
Useimmiten terästen uudelleenkiteytyshehkutus suoritetaan materiaalin rakenteen saattamiseksi haluttuihin parametreihin, jotka ovat tarpeen jatkotyössä. Sitä käytetään painekäsittelyn jälkeen, jos hidas uudelleenkiteytyminen ei ole mennyt kokonaan ohi, eikä kovettuminen pääse poistumaan.
Tällaista tekniikkaa käytetään yleensä kuumavalssatuissa seoskeloissa, joissa pohja on alumiinia, sekä levyjen, nauhojen, kalvojen kylmävalssauksen jälkeen erilaisista seoksista ja ei-rautametalleista (tässä on mainittava nikkelin uudelleenkiteytyshehkutus), tangot ja langat, kylmämuovatut teräkset ja kylmävedetyt putket. Erillinen menettely on hehkutus puolivalmisteiden ja ei-rautametallien (mukaan lukien nikkeli) valmistuksessa.
Lämpötilaolosuhteet
Eri materiaalit vaativat erilaisia lämpökäsittelytapoja. Yleensä koko prosessi kestää enintään yhden tunnin uudelleenkiteytyshehkutuksen loppuun saattamiseksi, mutta kunkin lejeeringin lämpötila on oma. Joten magnesiumpohjaiset seokset vaaditaan 300 - 400 °С, nikkeliseokset 800 - 1150 ° С, hiiliteräkset 650 - 710 ° С, joille uudelleenkiteytyshehkutus on pakollinen. Sulamispistettä ei luonnollisesti saavuteta.
Alumiiniseokset eivät tarvitse niin paljon, tarpeeksi 350 - 430 °C, ja puhdas alumiini kiteytyy uudelleen 300 - 500 °C lämpötiloissa. Uudelleenkiteytykseen tarvitaan 670-690 °C titaania, 700-850 °C kupari- ja nikkelikoostumuksia, 600-700 °C pronssia ja messinkiä ja vielä vähemmän puhdasta kuparia, se aloittaa uudelleenkiteytymisen 500 °C:sta.. Tällaisia uudelleenkiteytyshehkutustapoja tarvitaan tietyille metalleille ja seoksille.
Metallien diffuusiokäsittely
Tällaista hehkutusta kutsutaan muuten homogenisoinniksi, ja se suoritetaan dendriittisen segregaation seurausten eliminoimiseksi. Diffuusiohehkutusta tarvitaan seosteräksille, joiden sitkeys- ja sitkeysindeksi on alentunut kiteensisäisen segregaation vuoksi, mikä johtaa lamellaarisiin tai hauraisiin murtumiin. On välttämätöntä saavuttaa tasapainorakenne, ja siksi valumetallin diffuusiokäsittely on välttämätöntä. Lisäksi se parantaa sekä mekaanisia ominaisuuksia että lisää ominaisuuksien tasaisuutta koko lopputuotteessa.
Näin tapahtuuprosessi: ylimääräiset faasit liukenevat, kemiallinen koostumus tasoittuu, huokoset ilmestyvät ja kasvavat, raekoko kasvaa. Tämäntyyppinen lämpökäsittely vaatii metallin pitkän altistuksen kriittistä korkeammissa lämpötiloissa (tässä voidaan puhua 1200 celsiusastetta).
Isoterminen lämpökäsittely
Tällaista hehkutusta suositellaan seosteräksille, joissa austeniitti hajoaa vakiolämpötilassa seoksessa ferriitiksi ja sementiitiksi. Tällaista hajoamista voi tapahtua muun tyyppisessä hehkutuksessa, jos tapahtuu asteittainen jäähtyminen jatkuvan ja peräkkäisen lämpötilan laskun vuoksi. Näin saavutetaan rakenteen tasaisuus, lämpökäsittelyn aika lyhenee.
Isoterminen hehkutuskaavio on seuraava: ensin kuumennetaan indikaattoriin, joka ylittää ylemmän kriittisen pisteen 50-70 astetta, sitten lämpötilaa lasketaan 150 astetta. Tämän jälkeen lämmitetty osa siirretään uuniin tai kylpyyn, jossa lämpötila pidetään enintään 700 °C. Menettelyn kesto riippuu metallin koostumuksesta ja osan geometrisista mitoista. Seosyhdisteet voivat kestää tunteja, kun taas kuumavalssatut hiiliteräslevyt kestävät minuutteja.
Erot
Täydellä hehkutuksella varmistetaan teräksen uudelleenkiteytyminen, mikä vapauttaa metallin erilaisista rakenteellisista vioista. Teräs saa tärkeimmät ja tunnusomaisimmat ominaisuutensa, pehmenee myöhempää leikkausta varten. Tarvelämmitä se ensin 30-50 astetta yli Ac3:n lämpötilaan, lämmitä ja jäähdytä sitten hitaasti.
Altistus kestää useimmiten vähintään puoli tuntia, mutta enintään tunnin terästonnia kohden kuumennusnopeudella 100 celsiusastetta tunnissa. Jäähdytysnopeus vaihtelee riippuen teräksen koostumuksesta ja austeniitin stabiilisuudesta. Jos jäähdytetään nopeasti, ferriittisementiittiä hajotettu rakenne voi olla liian kova.
Jäähdytys
Jäähdytysnopeutta säädetään jäähdyttämällä uunia sen asteittaisella sammutuksella ja avaamalla luukku. Täydellisen hehkutuksen yhteydessä tärkeintä ei ole seoksen ylikuumentaminen. Osittainen hehkutus suoritetaan lämpötiloissa, jotka ovat alle Ac3, mutta hieman yli Ac1.
Sitten teräs kiteytyy osittain uudelleen ja siksi se ei pääse eroon vioista. Näin käsitellään teräkset, joissa ei ole ferriittistä nauhaa, jos niitä on vain pehmennettävä ennen jatkokäsittelyä ja leikkausta. Täydellisen ja epätäydellisen lisäksi on myös teksturoiva uudelleenkiteytyshehkutus.
Hakemus
Joskus hehkutus täydentää kuumatyöstöä (kuumavalssatut kelat, kuten alumiiniseokset, hehkutetaan ennen kylmävalssausta, jotta poistetaan kova työ, jota väistämättä tapahtuu kuumavalssauksen seurauksena).
Tällaista hehkutusta käytetään paljon laajemmin tuotteiden ja puolivalmiiden tuotteiden valmistuksessa seoksista ja puhtaista ei-rautametalleista. Tämä on jo itsenäinen lämpökäsittelytoiminto. Teräksiin verrattuna suuri määrä ei-rautapitoisia metalleja altistetaan kylmätyöstölle, jonka jälkeen uudelleenkiteytyshehkutus on tarpeen.
Teollisuudessa
Jos vaaditaan sementiitin rakeista muotoa, seoksen pitäminen hehkutuksen aikana täydelliseen uudelleenkiteytymiseen asti voi kestää pitkään - useita tunteja. Kylmämuodonmuutokselle, joka yleensä seuraa hehkutusta, on sementiitin rakeinen muoto edullisin, mikä tapahtuu uudelleenkiteytymisen aikana nukleoitumis- ja epämuodostumattomien rakeiden kasvuprosessissa, ja tämä edellyttää kuumennusta tiettyyn lämpötilaan.
Uudelleenkiteytyshehkutus teollisuudessa on ensimmäinen toimenpide, jolla seoksen tai metallin plastisuus saadaan aikaan ennen kylmätyöstämistä. Sitä esiintyy yhtä usein kylmämuodonmuutostoimenpiteiden välissä kovettumisen poistamiseksi ja myös loppulämpökäsittelyprosessina, jotta tuote tai puolivalmis tuote saa tarvitsemansa ominaisuudet.
Kuinka se tapahtuu
Kuumutettuna epämuodostunut metalli lisää atomien liikkuvuutta. Vanhat jyvät venyvät, muuttuvat haavoittuviksi, uudet, jo tasapainossa olevat ja jännitteettomat jyvät syntyvät ja kasvavat intensiivisesti. Ne törmäävät vanhoihin, pitkänomaisiin, imevät ne kasvuunsa, kunnes ne katoavat kokonaan. Teräksen ja metalliseosten uudelleenkiteyttäminen on uudelleenkiteytyshehkutuksen päätavoite. Kun lämmitetään vaaditun lämpötilan saavuttamisen jälkeen, materiaalin myötöraja ja -lujuus laskee melko jyrkästi.
Mutta plastisuus lisääntyy, se parantaa työstettävyyttä. Lämpötilaa, jossa uudelleenkiteytyminen alkaa, kutsutaan kynnysarvoksi.uudelleenkiteytys. Kun se saavutetaan, metalli pehmenee. Lämpötila ei voi olla vakio. Tietyn seoksen tai metallin kohdalla kuumennuksen kesto, esimuodonmuutosaste, alkuperäinen raekoko ja paljon muuta ovat yhtä tärkeitä.
