Hierdie artikel sal 'n redelik gedetailleerde weergawe verskaf van wat herkristallisasie uitgloeiing is. Daarbenewens, vir vertroudheid, sal ander soorte werk met staal oorweeg word, wat die struktuur en metaalwerkbaarheid daarvan verbeter, hardheid verminder en interne spanning verlig. Al die hoofeienskappe van die legering hang af van die struktuur van die legering, en die metode wat die struktuur verander, is hittebehandeling. Herkristallisasie uitgloeiing en baie ander tipes hittebehandeling is ontwikkel deur D. K. Chernov, verder is hierdie onderwerp ontwikkel deur G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Hittebehandeling
Dit is 'n kombinasie van verskeie verhittingsbewerkings met behulp van spesiale toerusting en spesiale tegnologie, met vashou en verkoeling, wat streng in 'n sekere volgorde en onder presiese modusse uitgevoer word om die interne struktuur van die legering te verander en verkry die verlangde eienskappe. Hittebehandeling word in verskeie tipes verdeel. Ontgloeiing van die eerstesoort, wat vir absoluut enige metale en legerings gebruik word, bring nie fasetransformasies in die vaste toestand nie. Herkristallisasie uitgloeiing word gebruik om die volgende eienskappe te bereik.
Wanneer uitgloeiing van die eerste soort verhit word, neem die mobiliteit van atome toe, chemiese inhomogeniteit word heeltemal of gedeeltelik uitgeskakel, en interne spanning neem af. Dit hang alles af van die verhittingstemperatuur en houtyd. Stadige afkoeling is kenmerkend hier. Variasies van hierdie metode is spanningsverligting uitgloeiing na giet, sweis of smee, diffusie uitgloeiing en herkristallisasie uitgloeiing.
Tweede uitgloeiing
Hierdie uitgloeiing is ook bedoel vir metale en legerings wat fase-transformasies ondergaan tydens vastestof-uitgloeiing – beide wanneer dit verhit word en wanneer dit afgekoel word. Hier is die doelwitte ietwat wyer as dié wat deur herkristallisasie-gloeiing van staal nagestreef word. Uitgloeiing van die tweede soort lei tot 'n meer gebalanseerde struktuur vir verdere verwerking van die materiaal. Korreligheid verdwyn, word vergruis, viskositeit en plastisiteit neem toe, hardheid en sterkte word aansienlik verminder. Sulke metaal kan reeds gesny word. Verhitting word uitgevoer tot temperature baie hoër as die kritieke, en verkoeling vind saam met die oond plaas - baie stadig.
Hittebehandeling sluit ook verharding van legerings vir sterkte en hardheid in. Hier word inteendeel 'n nie-ewewigstruktuur gevorm, wat hierdie parameters verhoog as gevolg van sorbiet, troostiet en martensiet. Die temperature wat gebruik word, is ook baie hoër as die kritieke, maar die verkoeling vind teen baie hoë snelhede plaas. vierde soorthittebehandeling - tempering, wat interne spanning verlig, hardheid verminder en die taaiheid en rekbaarheid van geharde staal verhoog. Wanneer dit verhit word tot temperature onder kritiek, kan die verkoelingstempo enige wees. Transformasies verminder die nie-ewewigstruktuur. Dit is hoe herkristallisasie uitgloeiing van staal werk.
Moduskeuse
Hittebehandeling kan voorlopig en finaal wees. Die eerste word gebruik om die eienskappe van die materiaal en sy struktuur voor te berei vir verdere tegnologiese bewerkings (verbetering van bewerkbaarheid, sny, drukbehandeling). Die finale hittebehandeling vorm al die eienskappe van die finale produk. Hoe die herkristallisasie-gloeimodus gekies word, hang af van die proses en doelwitte van die hittebehandeling.
Impliseer die verhitting van 'n legering of metaal bo die kristallisasietemperatuur, en nie minder nie as honderd of tweehonderd grade. Dit word gevolg deur blootstelling by hierdie temperatuur vir die vereiste tyd. Verkoeling is die finale stadium van hierdie proses. Hierdie tegnologie word verdeel in volle, gedeeltelike en teksturerende uitgloeiing, en die keuse hang af van wat die doel van herkristallisasie uitgloeiing is.
Volledige uitgloeiing
In die praktyk gebruik ons meestal volle uitgloeiing, maar hier moet jy aandag gee aan die feit dat staalgloeiing en verharding verskillende prosesse is. Tydens die herkristallisasie-gloeiproses word sekere prosedures uitgevoer wat die koue bewerking van die metaal onder druk voorafgaan om verdere werk daarmee te vergemaklik, ofuitgloeiing is die uitset tipe hittebehandeling, wanneer die finale produk of semi-finale produk die verlangde eienskappe ontvang. Óf dit is byvoorbeeld 'n intermediêre bewerking - vir die effektiewe verwydering van koue verharding
Vir eenvormige oplossing van legeringselemente in die matriks en om 'n homogene mikrostruktuur met dieselfde materiaal eienskappe te verkry, word uitgloeiing in 'n spesiale oplossing uitgevoer. Ysterhoudende metale vereis herkristallisasie-uitgloeiing by temperature tussen 950 en 1200ºC deur 'n Durferrit Glühkohle of Durferrit GS 960 soutoplossing te gebruik.
Doelwitte
Dikwels word herkristallisasie-uitgloeiing van staal uitgevoer om die struktuur van die materiaal tot die verlangde parameters te bring wat nodig is vir verdere werk. Dit word gebruik na drukbehandeling, as die stadige herkristallisasie nie heeltemal verby is nie, en dit nie toelaat dat die verharding verwyder word nie.
Sulke tegnologie word gewoonlik gebruik vir warmgewalste legeringsrolle, waar die basis aluminium is, asook na koue rol van velle, stroke, folies van verskeie legerings en nie-ysterhoudende metale (hier is dit nodig om te noem nikkel herkristallisasie uitgloeiing), stawe en drade, koudgevormde staal en koudgetrekte pype. 'n Afsonderlike prosedure is uitgloeiing in die vervaardiging van half-afgewerkte produkte en produkte van nie-ysterhoudende metale (insluitend nikkel).
Temperatuurtoestande
Verskillende materiale vereis verskillende hittebehandelingsmodusse. Gewoonlik neem die hele proses nie meer as een uur om die herkristallisasie-uitgloeiing te voltooi nie, maar die temperatuurregime vir elke legering is sy eie. Dus, magnesium-gebaseerde legerings word benodig van 300 tot 400 ° С, nikkellegerings word benodig van 800 tot 1150 ° С, koolstofstaal word benodig van 650 tot 710 ° С, waarvoor herkristallisasie-gloeiing verpligtend is. Die smeltpunt word natuurlik nie bereik nie.
Aluminiumlegerings het nie soveel nodig nie, genoeg van 350 tot 430 °C, en suiwer aluminium herkristalliseer by temperature van 300 tot 500 °C. Van 670 tot 690 °C word titaan benodig vir herkristallisasie, van 700 tot 850 °C koper- en nikkelsamestellings word benodig, van 600 tot 700 °C brons en koper word benodig, en nog minder suiwer koper, dit begin herkristallisasie vanaf 500 °C. Sulke maniere van herkristallisasie-uitgloeiing word vereis vir sekere metale en legerings.
Diffusieverwerking van metale
Hierdie tipe uitgloeiing word andersins homogenisering genoem, en dit word uitgevoer om die gevolge van dendritiese segregasie uit te skakel. Diffusie uitgloeiing is nodig vir legeringstaal waar die rekbaarheid en taaiheidsindeks verminder word as gevolg van intrakristallyne segregasie, wat lei tot lamellêre of bros frakture. Dit is nodig om 'n ewewigstruktuur te bereik, en daarom is diffusiebehandeling van gegote metaal nodig. Daarbenewens verbeter dit beide meganiese eienskappe en verhoog dit die eenvormigheid van eienskappe regdeur die voltooide produk.
Hier is wat gebeurproses: oortollige fases word opgelos, die chemiese samestelling word gelyk gemaak, porieë verskyn en groei, die korrelgrootte neem toe. Hierdie tipe hittebehandeling vereis 'n lang blootstelling van die metaal by temperature bo kritiek (hier kan ons van 1200 grade Celsius praat).
Isotermiese hittebehandeling
Hierdie tipe uitgloeiing word aanbeveel vir legeringstaal waar, by 'n konstante temperatuur, austeniet in ferriet en sementiet in die mengsel ontbind. Sulke ontbinding kan in ander tipes uitgloeiing plaasvind as daar 'n geleidelike afkoeling is as gevolg van 'n konstante en opeenvolgende afname in temperatuur. Sodoende word die eenvormigheid van die struktuur bereik, die tyd vir hittebehandeling word verminder.
Die isotermiese uitgloeiskema is soos volg: verhit eers tot 'n indikator wat die boonste kritieke punt met 50-70 grade sal oorskry, en verlaag dan die temperatuur met 150 grade. Daarna word die verhitte deel na 'n oond of bad oorgedra, waar die temperatuur nie meer as 700 °C gehandhaaf word nie. Die duur van die prosedure sal afhang van die samestelling van die metaal en die geometriese afmetings van die onderdeel. Allooiverbindings kan ure neem, terwyl warmgewalste koolstofstaalplate minute neem.
Verskille
Met volle uitgloeiing word herkristallisasie van staal verseker, wat die metaal van verskeie strukturele defekte verlig. Staal ontvang sy belangrikste en kenmerkende eienskappe, versag vir daaropvolgende sny. Behoefteverhit dit eers tot 'n temperatuur bo Ac3 met 30-50 grade, maak dit warm en koel dit dan stadig af.
Blootstelling duur meestal minstens 'n halfuur, maar nie meer as 'n uur per ton staal met 'n verhittingstempo van 100 grade Celsius per uur nie. Die afkoeltempo wissel na gelang van die samestelling van die staal en van die stabiliteit van die austeniet. As dit vinnig afgekoel word, kan die ferritiese-sementiet-verspreide struktuur te hard wees.
Verkoel
Die afkoeltempo word gereguleer deur die oond met sy geleidelike afskakeling af te koel en die deur oop te maak. Met volle uitgloeiing is die belangrikste ding om nie die legering te oorverhit nie. Gedeeltelike uitgloeiing word uitgevoer by temperature onder Ac3, maar effens bo Ac1.
Dan sal die staal gedeeltelik herkristalliseer, en daarom sal dit nie van gebreke ontslae raak nie. Dit is hoe staal sonder ferritiese bande behandel word, as dit net versag moet word voor verdere verwerking en sny. Benewens vol en onvolledig, is daar ook teksturerende herkristallisasie-uitgloeiing.
Aansoek
Soms komplementeer uitgloeiing warm bewerking (warmgewalste spoele, soos aluminiumlegerings, word uitgegloei voor koue wals om harde werk te verwyder wat waarskynlik sal plaasvind as gevolg van warm wals).
Uitgloeiing van hierdie tipe word baie meer algemeen gebruik in die vervaardiging van produkte en half-afgewerkte produkte van legerings en suiwer nie-ysterhoudende metale. Dit is reeds 'n onafhanklike hittebehandelingsoperasie. In vergelyking met staal word 'n groot aantal nie-ysterhoudende metale aan koue bewerking onderwerp, waarna herkristallisasie-uitgloeiing nodig is.
In bedryf
As 'n korrelvorm van sementiet benodig word, kan dit 'n lang tyd duur - 'n paar uur om die legering te hou tydens uitgloeiing tot volledige herkristallisasie. Vir koue vervorming, wat gewoonlik op uitgloeiing volg, is dit die korrelvorm van sementiet wat die gunstigste is, wat plaasvind tydens herkristallisasie in die proses van kernvorming en groei van onvervormde korrels, en dit vereis verhitting tot 'n sekere temperatuur.
Herkristallisasie-uitgloeiing in die industrie is die aanvanklike bewerking om plastisiteit aan 'n legering of metaal te gee voor koue bewerking. Dit is nie minder dikwels teenwoordig in die interval tussen koue vervormingsbewerkings om verharding te verwyder nie, en ook as 'n uitset finale hittebehandelingsproses sodat die produk of semi-afgewerkte produk die eienskappe verkry wat dit benodig.
Hoe dit gebeur
Wanneer dit verhit word, verhoog die vervormde metaal die beweeglikheid van atome. Ou korrels word uitgerek, raak kwesbaar, nuwe korrels, reeds gebalanseerd en vry van spanning, word intensief gebore en groei. Hulle bots met ou, langwerpiges en absorbeer hulle in hul groei totdat hulle heeltemal verdwyn. Herkristallisasie van staal en legerings is die hoofdoel van herkristallisasie uitgloeiing. Wanneer dit verhit word nadat die vereiste temperatuur bereik is, neem die opbrengssterkte en sterkte van die materiaal redelik skerp af.
Maar plastisiteit neem toe, dit werk om bewerkbaarheid te verbeter. Die temperatuur waarby herkristallisasie begin word die drempel genoem.herkristallisasie. Wanneer dit bereik word, word die metaal sag. Temperatuur kan nie konstant wees nie. Vir 'n bepaalde legering of metaal speel die duur van verhitting, die mate van voorvervorming, die aanvanklike korrelgrootte en nog baie meer 'n ewe belangrike rol.
