Болат күйдүрүү жылуулук менен дарылоонун бир түрү катары. Металл технологиясы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Жаңы материалдарды түзүү жана алардын касиеттерин көзөмөлдөө - бул металл технологиясынын искусствосу. Анын куралдарынын бири жылуулук дарылоо болуп саналат. Бул процесстер эритмелердин мүнөздөмөлөрүн жана ошого жараша колдонуу аймактарын өзгөртүүгө мүмкүндүк берет. Болотту күйдүрүү - продуктулардагы өндүрүш кемчиликтерин жоюу, алардын бекемдигин жана ишенимдүүлүгүн жогорулатуу үчүн кеңири колдонулган вариант.

Тапшырмаларды иштетүү жана анын түрлөрү

Кыздоо операциялары төмөнкү максаттарда аткарылат:

• кристаллдык структураны оптималдаштыруу, легирлөөчү элементтерди иреттөө;
• процесстин температурасынын тез өзгөрүүсүнөн улам ички бурмалоону жана стрессти азайтуу;
• кийинки кесүү үчүн объекттердин ийкемдүүлүгүн жогорулатуу.

Классикалык операция «толук күйгүзүү» деп аталат, бирок анын көрсөтүлгөн касиеттерине жана милдеттеринин өзгөчөлүктөрүнө жараша бир катар түрлөрү бар: толук эмес, төмөн, диффузиялык (гомогенизация),изотермиялык, кайра кристаллдашуу, нормалдаштыруу. Алардын баары принцибинде окшош, бирок болотторду жылуулук менен иштетүү режимдери бир топ айырмаланат.

Жылуулук менен иштетүү диаграмманын негизинде

Температуранын оюнуна негизделген кара металлургиядагы бардык кайра куруулар темир-көмүртек эритмелеринин диаграммасына айкын дал келет. Бул көмүртектүү болоттун же чоюндун микроструктурасын, ошондой эле конструкциялардын өзгөрүү чекиттерин жана ысытуу же муздатуу таасири астында алардын өзгөчөлүктөрүн аныктоо үчүн көрсөтмө курал.

Металл технологиясы бул график менен көмүртектүү болотторду күйдүрүүнүн бардык түрлөрүн жөнгө салат. Толук эмес, төмөн, ошондой эле кайра кристаллдашуу үчүн "баштапкы" температуранын маанилери PSK сызыгы, тактап айтканда, анын критикалык чекити Ac₁. Болотту толук күйгүзүү жана нормалдаштыруу GSE диаграмма сызыгына, анын Ac₃ жана Ac_{m критикалык чекиттерине термикалык жактан багытталган. Диаграмма ошондой эле белгилүү бир жылуулук менен дарылоо ыкмасынын көмүртектин курамы боюнча материалдын түрү менен байланышын жана аны белгилүү бир эритме үчүн ишке ашыруунун тиешелүү мүмкүнчүлүгүн так аныктайт.}

Толук күйгүзүү

Объекттер: гипоэвтектоиддик эритмеден жасалган куюулар жана согуулар, ал эми болоттун курамы көмүртекти 0,8% чейин толтурушу керек.

Максат:

• бир тектүү эмес ири бүртүкчөлүү феррит-перлит курамын бир тектүү майда бүртүкчөлөргө алып келүүчү куюу жана ысык басым аркылуу алынган микроструктуранын максималдуу өзгөрүшү;
• катуулукту азайтуу жана андан ары иштетүү үчүн ийкемдүүлүктү жогорулатуукесүү.

Технология. Болоттун күйүү температурасы Ac_{3 критикалык чекитинен 30-50˚С жогору. Металл белгиленген жылуулук мүнөздөмөсүнө жеткенде, алар бир нече убакытка чейин ушул деңгээлде сакталат, бул бардык зарыл болгон кайра түзүүлөрдү аяктоого мүмкүндүк берет. Ири перлит жана феррит бүртүкчөлөрү толугу менен аустенитке айланат. Кийинки этап - меш менен бирге жай муздатуу, анын жүрүшүндө феррит менен перлит кайрадан майда бүртүкчөлүү жана бирдиктүү түзүмгө ээ болгон аустениттен бөлүнөт.}

Болатты толук күйгүзүү эң татаал ички кемчиликтерди жоюуга мүмкүндүк берет, бирок ал абдан узак жана энергияны талап кылат.

Толук эмес күйдүрүү

Объекттери: олуттуу ички бир тексиздиги жок гипоэтектоиддик болоттор.

Максаты: Ферриттик негизди өзгөртпөстөн перлит дандарын майдалоо жана жумшартуу.

Технология. Металлды Ac₁ жана Ac_{3 критикалык чекиттеринин ортосундагы аралыкка түшкөн температурага чейин жылытуу. Туруктуу мүнөздөмөлөрү бар мешке бланктардын экспозициясы зарыл процесстердин бүтүшүнө өбөлгө түзөт. Муздатуу меш менен бирге жай жүргүзүлөт. Чыгарууда ошол эле перлит-феррит майда бүртүкчөлүү структура алынат. Мындай термикалык эффект менен перлит майда бүртүкчөлөргө айланат, ал эми феррит өзгөрүүсүз кристаллдык бойдон калат жана структуралык жактан гана өзгөрө алат, ошондой эле майдалоодо.}

Болаттын толук эмес күйгүзүлүшү жөнөкөй объектилердин ички абалын жана касиеттерин тең салмактоого мүмкүндүк берет, ал энергияны аз талап кылат.

Төмөн күйгүзүү(кайра кристаллдашуу)

Объекттер: көмүртектүү прокаттын бардык түрлөрү, 0,65% ичинде көмүртектүү легирленген болот (мисалы, шарик подшипниктери), түстүү металлдардан жасалган, ички кемчиликтери олуттуу эмес, бирок зарыл болгон тетиктер жана бланктар аз энергияны тууралоо.

Максат:

• суук да, ысык деформациянын таасиринен улам ички чыңалууну жана катууланууну жоюу;
• ширетилген конструкциялардын текши эмес муздатуусунун терс таасирин жок кылуу, тигиштердин пластикасын жана бекемдигин жогорулатуу;
• түстүү металлургиянын продукциясынын микроструктурасын бирдиктүү кылуу;
• пламерлуу перлиттин сфероидизациясы - ага гранулдуу форма берет.

Технология.

Бөлүктөр Ac_{1 критикалык чекиттен 50-100˚C төмөн ысытылат. Мындай таасирлердин таасири астында майда ички өзгөрүүлөр жок кылынат. Бардык технологиялык процесс 1-1,5 саатка жакын убакытты алат. Кээ бир материалдар үчүн болжолдуу температура диапазону:}

1. Көмүртек болот жана жез эритмелери - 600-700˚C.
2. Никель эритмелери - 800-1200˚C.
3. Алюминий эритмелери - 300-450˚C.

Муздатуу абада жүргүзүлөт. Мартенситтүү жана бейниттик болоттор үчүн металл технологиясы бул процесстин башка аталышын берет - жогорку температурада. Бул тетиктердин жана конструкциялардын касиеттерин жакшыртуунун жөнөкөй жана жеткиликтүү жолу.

Гомогендөө (диффузиялык күйдүрүү)

Объекттер: чоң куюу буюмдары, өзгөчө куюуларэритме болот.

Максаты: жогорку температуралык диффузиянын натыйжасында кристаллдык торлордун жана куйманын бүткүл көлөмүнүн үстүнө легирленген элементтердин атомдорун бирдей бөлүштүрүү; кийинки технологиялык операцияларды аткаруунун алдында даяр-доонун структурасын жумшартуу, анын катуулугун азайтуу.

Технология. Материал 1000-1200˚С жогорку температурага чейин ысытылат. Туруктуу жылуулук мүнөздөмөлөрү узак убакыт бою сакталышы керек - болжол менен 10-15 саат, куюлган түзүлүштүн өлчөмүнө жана татаалдыгына жараша. Жогорку температурадагы трансформациялардын бардык этаптары аяктагандан кийин жай муздатуу башталат.

Чоң конструкциялардын микроструктурасын тегиздөө үчүн эмгекти көп талап кылган, бирок өтө эффективдүү процесс.

Изотермикалык күйгүзүү

Объекттер: көмүртектүү болот барактар, эритме жана жогорку эритмеден жасалган буюмдар.

Максат: Микроструктураны жакшыртуу, ички кемчиликтерди аз убакытта жоюу.

Технология. Металл алгач толук күйгүзүү температурасына чейин ысытылат жана бардык учурдагы конструкцияларды аустенитке айландыруу үчүн талап кылынган убакыт сакталат. Андан кийин ысык тузга чөмүлүү менен акырындык менен муздатыңыз. Ac_{1 чекиттен 50-100˚C төмөн ысыкка жеткенде, аустениттин толук трансформациясы үчүн зарыл болгон убакытка чейин ушул деңгээлде кармап туруу үчүн мешке жайгаштырылат. перлит жана цементитке айланат. Акыркы муздатуу абада ишке ашат.}

Метод легирленген болоттон жасалган бланктардын талап кылынган касиеттерине жетишүүгө мүмкүндүк берет, ошол эле учурда убакытты үнөмдөө менен, толугу менен салыштыргандакүйдүрүү.

Нормалдаштыруу

Объекттер: аз көмүртектүү, орточо көмүртектүү жана аз эритмелүү болоттон жасалган куюулар, согуулар жана тетиктер.

Максаты: ички абалды иретке келтирүү, керектүү катуулукту жана күчтү берүү, жылуулук менен дарылоонун жана кесүүнүн кийинки этаптарына чейин ички абалын жакшыртуу.

Технология. Болот GSE сызыгынан жана анын критикалык чекиттеринен бир аз жогору турган температурага чейин ысытылат, абада кармалат жана муздатылат. Ошентип, процесстерди аяктоо ылдамдыгы жогорулайт. Бирок, бул процедураны колдонуу менен, болоттун курамы көмүртек менен 0,4% дан ашпаган өлчөмдө аныкталганда гана рационалдуу тынч структурага жетишүүгө болот. Көмүртектин көлөмүнүн көбөйүшү менен катуулуктун жогорулашы байкалат. нормалдаштыруу кийин ошол эле болот бирдей аралыкта майда бүртүкчөлөрү менен бирге көбүрөөк катуулугуна ээ. Техника эритмелердин бузулууга туруктуулугун жана кесүүнүн ийкемдүүлүгүн олуттуу жогорулатууга мүмкүндүк берет.

Мүмкүн болгон күйдүрүү кемчиликтери

Жылуулук менен иштетүү операцияларын аткарууда температуралык жылытуу жана муздатуу режимдерин сактоо зарыл. Талаптар бузулган учурда ар кандай мүчүлүштүктөр пайда болушу мүмкүн.

1. Беттик катмардын кычкылданышы жана масштабдын пайда болушу. Операция учурунда ысык металл атмосфералык кычкылтек менен реакцияга кирет, бул даярдалган материалдын бетинде шкала пайда болушуна алып келет. механикалык же менен тазалоо үчүнатайын химиялык заттар.
2. Көмүртек күйгүзүү. Ошондой эле кычкылтектин ысык металлга тийгизген таасиринин натыйжасында пайда болот. Үстүнкү катмардагы көмүртектин өлчөмүнүн азайышы анын механикалык жана технологиялык касиеттеринин төмөндөшүнө алып келет. Бул процесстерди болтурбоо үчүн болотту күйдүрүү мешке коргоочу газдарды киргизүү менен параллелдүү жүргүзүлүшү керек, анын негизги милдети эритменин кычкылтек менен өз ара аракеттенүүсүн алдын алуу болуп саналат.
3. Ашыкча ысып кетүү. Бул жогорку температурада мешке узак убакыт бою таасир этүүнүн кесепети. Ал дандын ашыкча өсүшүнө, бир тектүү эмес орой бүртүкчөлүү структурага ээ болушуна жана морттуктун көбөйүшүнө алып келет. Башка толук күйдүрүү кадамы менен оңдолот.
4. Күйүп кетти. Ысытуу жана экспозициянын жол берилген маанилеринен ашып кетүүнүн натыйжасында пайда болот, кээ бир дандардын ортосундагы байланыштардын бузулушуна алып келет, металлдын бүт структурасын толугу менен бузат жана оңдоого жатпайт.

Үйүтсүздүккө жол бербөө үчүн жылуулук менен дарылоо тапшырмаларын так аткаруу, кесипкөй жөндөмгө ээ болуу жана процессти катуу көзөмөлдөө маанилүү.

Болатты күйдүрүү – бул ар кандай татаалдыктагы жана составдагы бөлүктөрдүн микроструктурасын оптималдуу ички түзүлүшкө жана абалга жеткирүүнүн жогорку эффективдүү технологиясы, ал жылуулук таасирлеринин кийинки этаптары үчүн, конструкцияны кесүү жана ишке киргизүү үчүн талап кылынат.