Metal varmebehandling proces
Varmebehandlingsprocessen omfatter generelt tre processer til opvarmning, varmekonservering og afkøling, og nogle gange kun to processer til opvarmning og afkøling. Disse processer er indbyrdes forbundne og uafbrudte.
Opvarmning er et af de vigtige trin i varmebehandling. Der er mange opvarmningsmetoder til metalvarmebehandling, den tidligste er brugen af trækul og kul som varmekilder, og derefter anvendelsen af flydende og gasbrændstoffer. Anvendelsen af elektricitet gør opvarmningen nem at kontrollere og fri for miljøforurening. Disse varmekilder kan opvarmes direkte eller indirekte af smeltede salte eller metaller eller endda flydende partikler.
Når metallet opvarmes, og emnet udsættes for luften, er der tendens til oxidation og afkulning (det vil sige, at kulstofindholdet i ståloverfladen reduceres), hvilket har en meget negativ effekt på overfladeegenskaberne af de forarbejdede dele. varmebehandling. Derfor bør metaller generelt opvarmes i en kontrolleret eller beskyttende atmosfære, smeltet salt og vakuum, og kan også beskyttes ved belægning eller emballeringsmetoder.
Varmetemperatur er en af de vigtige procesparametre i varmebehandlingsprocessen. Udvælgelsen og styringen af varmetemperaturen er de vigtigste spørgsmål for at sikre kvaliteten af varmebehandlingen. Opvarmningstemperaturen varierer med det metalmateriale, der skal behandles, og formålet med varmebehandlingen, men det opvarmes generelt til over faseovergangstemperaturen for at opnå. Derudover tager transformationen en vis tid, så når overfladen af metalemnet når den nødvendige opvarmningstemperatur, skal den være ved denne temperatur. Hold det i en vis tid, så temperaturen inde og ude er konsistent, og mikrostrukturen er fuldstændig ændret. Dette tidsrum kaldes holdetiden. Ved brug af opvarmning med høj energitæthed og overfladevarmebehandling,
Køling er også et uundværligt trin i varmebehandlingsprocessen. Kølemetoden varierer med processen, og kølehastigheden styres hovedsageligt. Generelt er afkølingshastigheden for udglødning den langsomste, mens afkølingshastigheden for normalisering er hurtigere, og afkølingshastigheden for bratkøling er hurtigere. Men der er også forskellige krav alt efter ståltypen. For eksempel kan lufthærdende stål hærdes med samme afkølingshastighed som normalisering.
Metalvarmebehandlingsprocessen kan opdeles i overordnet varmebehandling, overfladevarmebehandling, lokal varmebehandling og kemisk varmebehandling. I henhold til de forskellige varmemedier, varmetemperaturer og kølemetoder kan hver type opdeles i flere forskellige varmebehandlingsprocesser. Det samme metal kan opnå mikrostrukturer gennem forskellige varmebehandlingsprocesser, så det har forskellige egenskaber. Stål er meget udbredt i industrien, og stålets mikrostruktur er også meget kompleks, så stålets varmebehandlingsteknologi er forskellig.
Samlet varmebehandling er en metalvarmebehandlingsproces, hvor emnet opvarmes som helhed og derefter afkøles med en passende hastighed for at ændre dets overordnede mekaniske egenskaber. Der er fire grundlæggende processer til den overordnede varmebehandling af stål: udglødning, normalisering, bratkøling og temperering.
Udglødning → Opvarmning af emnet til en passende temperatur, forskellig holdetid i henhold til materialet og emnestørrelsen og derefter langsom afkøling (afkølingshastigheden er den langsomste), formålet er at få metallets indre struktur til at nå eller tæt på ligevægtstilstand for at opnå god procesydelse og ydeevne. , eller forberede strukturen til yderligere bratkøling.
Normalisering → Opvarmning af emnet til en passende temperatur og derefter afkøling i luften, effekten af normalisering svarer til virkningen af udglødning, men den opnåede struktur er finere. Det bruges ofte til at forbedre skæreydelsen af materialer og bruges nogle gange som den endelige varmebehandling til nogle mindre krævende dele.
Bratkøling → Efter at emnet er opvarmet og holdt varmt, afkøles det hurtigt i et bratkølingsmedium såsom vand, olie eller andre uorganiske salte og organiske vandige opløsninger. Efter bratkøling bliver stålet hårdt, men samtidig skørt. Stålpladens skørhed, den bratkølede stålplade holdes ved en passende temperatur over stuetemperatur, men under 710 grader C i lang tid, og afkøles derefter. Denne proces kaldes temperering. Udglødning, normalisering, slukning og temperering er de "fire brande" i den samlede varmebehandling. Blandt dem er quenching og temperering nært beslægtede og bruges ofte ikke sammen.
De "fire brande" har udviklet sig til forskellige varmebehandlingsprocesser, forskellige opvarmningstemperaturer og kølemetoder. For at opnå en vis styrke og sejhed kaldes processen med bratkøling og temperering ved høj temperatur temperering. Nogle legeringer bratkøles for at danne overmættede faste opløsninger, og de holdes ved stuetemperatur eller lidt højere i længere perioder for at øge legeringens hårdhed, styrke eller elektromagnetiske egenskaber. Denne varmebehandlingsproces kaldes ældningsbehandling. Metoden til at kombinere trykbearbejdningsdeformation og varmebehandling effektivt og tæt opnår god styrke og sejhed af emnet. Varmebehandlingen kaldes deformationsvarmebehandling. Varmebehandling i negativt tryk atmosfære eller vakuum kaldes vakuum varmebehandling. Det kan ikke kun gøre arbejdsemnet ikke oxideret og decarburiseret, holde overfladen af emnet ren, forbedre arbejdsemnets ydeevne, men også udføre kemisk varmebehandling gennem en penetrant.
Overfladevarmebehandling er en metalvarmebehandlingsproces, der kun opvarmer overfladen af emnet for at ændre dets overflademekaniske egenskaber. For kun at opvarme emnets overfladelag uden at lade for meget varme trænge ind i emnets indre, skal den anvendte varmekilde have en høj energitæthed, det vil sige at give en stor mængde varmeenergi pr. emnet, således at overfladen eller en del af emnet kan opvarmes på kort tid eller momentant. nå høj temperatur. De vigtigste metoder til overfladevarmebehandling er laservarmebehandling, flammeslukning og induktionsvarmebehandling, almindelige varmekilder såsom flammer såsom oxygenacetylen eller oxygenpropan, induceret strøm, laser- og elektronstråle osv.
Kemisk varmebehandling er en metalvarmebehandlingsproces, der ændrer den kemiske sammensætning, struktur og egenskaber af emnets overflade. Forskellen mellem kemisk varmebehandling og overfladevarmebehandling er, at sidstnævnte ændrer den kemiske sammensætning af emnets overflade. Kemisk varmebehandling er at opvarme og holde emnet i et medium indeholdende kulstof, nitrogen eller andre legeringselementer (gas, væske, fast stof), således at overfladen af emnet infiltreres med kulstof, nitrogen, bor, krom og andre grundstoffer. Efter infiltration af elementer udføres nogle gange andre varmebehandlingsprocesser, såsom bratkøling og temperering. De vigtigste metoder til kemisk varmebehandling er karburering, nitrering, metalopkulning og sammensat karburering.
Varmebehandling er en af de vigtige processer i fremstillingen af mekaniske dele og forme. Generelt kan det garantere og forbedre emnets forskellige egenskaber, såsom slidstyrke, korrosionsbestandighed osv. Det kan også forbedre emnets struktur og spændingstilstand for at lette forskellige varme- og koldebehandlinger.
For eksempel kan hvidt støbejern udglødes i lang tid for at opnå formbart støbejern for at forbedre dets plasticitet. Gearet vedtager den korrekte varmebehandlingsproces, og levetiden kan være flere gange eller snesevis af gange længere end for det uopvarmede gear; desuden har det billige kulstofstål egenskaberne som noget legeret stål gennem infiltration af nogle legeringselementer, som kan erstatte noget varmebestandigt legeret stål. Stål, rustfrit stål; næsten alle forme kræver varmebehandling, før de kan bruges.
