Պողպատի կռումը որպես ջերմային մշակման տեսակ: Մետաղական տեխնոլոգիա

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Նոր նյութերի ստեղծումը և դրանց հատկությունների վերահսկումը մետաղական տեխնոլոգիայի արվեստ է: Նրա գործիքներից մեկը ջերմային բուժումն է։ Այս գործընթացները հնարավորություն են տալիս փոխել բնութագրերը և, համապատասխանաբար, համաձուլվածքների օգտագործման ոլորտները: Պողպատի եռացումը լայնորեն օգտագործվող տարբերակ է արտադրանքի արտադրական թերությունները վերացնելու, դրանց ուժն ու հուսալիությունը բարձրացնելու համար:

Գործընթացի առաջադրանքները և դրանց տեսակները

Հալման գործողություններ են կատարվում՝ նպատակ ունենալով`

• ներբյուրեղային կառուցվածքի օպտիմալացում, համաձուլվածքային տարրերի դասավորություն;
• նվազագույնի հասցնել ներքին աղավաղումը և սթրեսը՝ գործընթացի արագ ջերմաստիճանի տատանումների պատճառով;
• բարձրացնելով առարկաների ճկունությունը հետագա կտրման համար:

Դասական գործողությունը կոչվում է «լիարժեք կռում», սակայն կան դրա մի շարք տեսակներ՝ կախված նշված հատկություններից և առաջադրանքների բնութագրերից՝ թերի, ցածր, դիֆուզիոն (համասեռացում),իզոթերմ, վերաբյուրեղացում, նորմալացում։ Դրանք բոլորը սկզբունքորեն նման են, սակայն պողպատների ջերմային մշակման եղանակները զգալիորեն տարբերվում են։

Ջերմային բուժում՝ հիմնվածգծապատկերի վրա

Սև մետալուրգիայի բոլոր փոխակերպումները, որոնք հիմնված են ջերմաստիճանների խաղի վրա, հստակորեն համապատասխանում են երկաթ-ածխածին համաձուլվածքների դիագրամին։ Այն տեսողական օգնություն է ածխածնային պողպատների կամ չուգունների միկրոկառուցվածքը, ինչպես նաև կառույցների փոխակերպման կետերը և դրանց առանձնահատկությունները ջեռուցման կամ հովացման ազդեցության տակ որոշելու համար։

Մետաղական տեխնոլոգիան կարգավորում է ածխածնային պողպատների բոլոր տեսակի եռացումը այս ժամանակացույցով: Անավարտ, ցածր, ինչպես նաև վերաբյուրեղացման համար «մեկնարկային» ջերմաստիճանի արժեքներն են PSK գիծը, մասնավորապես՝ դրա կրիտիկական կետը Ac₁: Պողպատի ամբողջական եռացումը և նորմալացումը ջերմային կողմնորոշված են GSE գծապատկերի գծով, նրա կրիտիկական կետերով Ac₃ և Ac_{m: Դիագրամը նաև հստակորեն սահմանում է ջերմամշակման որոշակի մեթոդի կապը նյութի տեսակի հետ՝ ածխածնի պարունակության առումով և դրա իրականացման համապատասխան հնարավորությունը որոշակի համաձուլվածքի համար։}

Լրիվ եռացում

Օբյեկտներ. ձուլվածքներ և դարբնոցներ հիպոէվեկտոիդ համաձուլվածքից, մինչդեռ պողպատի բաղադրությունը պետք է լրացնի ածխածին մինչև 0,8%։

Թիրախ՝

• միկրոկառուցվածքի առավելագույն փոփոխություն, որը ստացվում է ձուլման և տաք ճնշման արդյունքում՝ անհամասեռ խոշոր հատիկավոր ֆերիտ-պերլիտի բաղադրությունը բերելով միատարր մանրահատիկ;
• նվազեցնում է կարծրությունը և ավելացնում ճկունությունը հետագա մշակման համարկտրում.

Տեխնոլոգիա. Պողպատի եռացման ջերմաստիճանը 30-50˚С բարձր է Ac_{3 կրիտիկական կետից: Երբ մետաղը հասնում է նշված ջերմային բնութագրերին, դրանք որոշ ժամանակ պահպանվում են այս մակարդակում, ինչը թույլ է տալիս կատարել բոլոր անհրաժեշտ փոխակերպումները: Պերլիտիկ և ֆերիտիկ խոշոր հատիկներն ամբողջությամբ վերածվում են ավստենիտի: Հաջորդ փուլը դանդաղ սառեցումն է վառարանի հետ միասին, որի ընթացքում ֆերիտն ու մարգարիտը կրկին առանձնացվում են ավստենիտից, որն ունի նուրբ հատիկ և միատեսակ կառուցվածք։}

Պողպատի ամբողջական կռումը թույլ է տալիս վերացնել ամենադժվար ներքին թերությունները, սակայն այն շատ երկար է և էներգատար:

Անավարտ եռացում

Օբյեկտներ. հիպոէուտեկտոիդ պողպատներ առանց լուրջ ներքին անհամասեռությունների:

Նպատակը՝ մանրացնել և փափկեցնել մարգարիտի հատիկները՝ առանց ֆերիտի հիմքը փոխելու։

Տեխնոլոգիա. Մետաղը տաքացնել մինչև Ac₁ և Ac_{3 կրիտիկական կետերի միջև ընկած միջակայքում ընկած ջերմաստիճանները: Կայուն բնութագրերով վառարանում բլանկների բացահայտումը նպաստում է անհրաժեշտ գործընթացների ավարտին: Սառեցումը կատարվում է դանդաղ, ջեռոցի հետ միասին։ Ելքում ստացվում է նույն պեռլիտ-ֆերիտային մանրահատիկ կառուցվածքը։ Նման ջերմային ազդեցությամբ մարգարիտը վերածվում է մանրահատիկի, մինչդեռ ֆերիտը մնում է անփոփոխ բյուրեղային և կարող է փոխվել միայն կառուցվածքային առումով՝ նաև մանրացնելով։}

Պողպատի թերի կռումը թույլ է տալիս հավասարակշռել պարզ առարկաների ներքին վիճակն ու հատկությունները, այն ավելի քիչ էներգիա է պահանջում:

Ցածր եռացում(վերաբյուրեղացում)

Օբյեկտներ. բոլոր տեսակի գլանվածք ածխածնային պողպատից, լեգիրված պողպատից ածխածնի պարունակությամբ 0,65%-ի սահմաններում (օրինակ՝ գնդիկավոր առանցքակալներ), գունավոր մետաղներից պատրաստված մասեր և բլանկներ, որոնք չեն պարունակում լուրջ ներքին թերություններ, սակայն անհրաժեշտ են. ցածր էներգիայի ուղղում.

Թիրախ՝

• ներքին լարումների վերացում և կարծրացում ինչպես սառը, այնպես էլ տաք դեֆորմացիայի ազդեցության հետևանքով;
• վերացնել եռակցված կառույցների անհավասար սառեցման բացասական հետևանքները, բարձրացնել կարերի պլաստիկությունն ու ամրությունը;
• գունավոր մետալուրգիայի արտադրատեսակների միկրոկառուցվածքը միատեսակ դարձնելով;
• շերտավոր պեռլիտի գնդաձևացում՝ նրան հատիկավոր ձև տալով:

Տեխնոլոգիա.

Մասերը ջեռուցվում են 50-100˚C Ac_{1 կրիտիկական կետից ցածր: Նման ազդեցությունների ազդեցության տակ վերացվում են փոքր ներքին փոփոխությունները։ Ամբողջ տեխնոլոգիական գործընթացը տևում է մոտ 1-1,5 ժամ։ Որոշ նյութերի ջերմաստիճանի մոտավոր միջակայքերը՝}

1. Ածխածնային պողպատից և պղնձի համաձուլվածքներ - 600-700˚C.
2. Նիկելի համաձուլվածքներ - 800-1200˚C.
3. Ալյումինի համաձուլվածքներ - 300-450˚C.

Սառեցումը կատարվում է օդում։ Մարտենզիտային և բայնիտիկ պողպատների համար մետաղական տեխնոլոգիան այս գործընթացի համար տալիս է այլ անվանում՝ բարձր կոփում: Դա մասերի և կառուցվածքների հատկությունները բարելավելու պարզ և մատչելի միջոց է։

Համասեռացում (դիֆուզիոն եռացում)

Օբյեկտներ. խոշոր ձուլման արտադրանք, հատկապես ձուլման նյութերլեգիրված պողպատ.

Նպատակը. համաձուլվածքային տարրերի ատոմների միատեսակ բաշխում բյուրեղային ցանցերի և ձուլակտորների ամբողջ ծավալի վրա՝ բարձր ջերմաստիճանի դիֆուզիայի արդյունքում; փափկացնելով աշխատանքային մասի կառուցվածքը, նվազեցնելով դրա կարծրությունը մինչև հետագա տեխնոլոգիական գործողություններ կատարելը:

Տեխնոլոգիա. Նյութը տաքացվում է մինչև 1000-1200˚С բարձր ջերմաստիճան: Կայուն ջերմային բնութագրերը պետք է պահպանվեն երկար ժամանակ՝ մոտ 10-15 ժամ՝ կախված ձուլածո կառուցվածքի չափից և բարդությունից։ Բարձր ջերմաստիճանի փոխակերպումների բոլոր փուլերի ավարտից հետո դանդաղ սառեցում է տեղի ունենում:

Աշխատատար, բայց շատ արդյունավետ գործընթաց խոշոր կառույցների միկրոկառուցվածքի հարթեցման համար:

Իզոթերմային եռացում

Օբյեկտներ՝ ածխածնային պողպատից թիթեղներ, համաձուլվածք և բարձր լեգիրված արտադրանք։

Նպատակ. միկրոկառուցվածքի բարելավում, ներքին թերությունների վերացում ավելի քիչ ժամանակով:

Տեխնոլոգիա. Մետաղը սկզբում ջեռուցվում է մինչև ամբողջական եռացման ջերմաստիճանը և պահպանվում է բոլոր գոյություն ունեցող կառույցները ավստենիտի վերածելու համար անհրաժեշտ ժամանակը: Այնուհետև դանդաղ սառչեք՝ ընկղմելով տաք աղի մեջ։ Ac_{1 կետից ցածր 50-100˚C ջերմաստիճանում հասնելուց հետո այն տեղադրվում է վառարանում, որպեսզի այն պահպանվի այս մակարդակում ավստենիտի ամբողջական վերափոխման համար անհրաժեշտ ժամանակի ընթացքում: մարգարիտի և ցեմենտիտի մեջ: Վերջնական սառեցումը տեղի է ունենում օդում։}

Մեթոդը թույլ է տալիս ձեռք բերել լեգիրված պողպատե բլանկների պահանջվող հատկությունները՝ միաժամանակ խնայելով ժամանակը՝ համեմատած ամբողջականի հետ։կռում.

Նորմալացում

Օբյեկտներ՝ ձուլվածքներ, դարբնոցներ և ցածր ածխածնի, միջին ածխածնի և ցածր լեգիրված պողպատից պատրաստված մասեր։

Նպատակը՝ պարզեցնել ներքին վիճակը, տալ ցանկալի կարծրություն և ամրություն, բարելավել ներքին վիճակը մինչև ջերմային մշակման և կտրման հետագա փուլերը:

Տեխնոլոգիա. Պողպատը ջեռուցվում է մինչև այն ջերմաստիճանը, որը մի փոքր բարձր է GSE գծից և նրա կրիտիկական կետերից, պահվում և սառչում է օդում: Այսպիսով, գործընթացների ավարտի արագությունը մեծանում է: Այնուամենայնիվ, օգտագործելով այս ընթացակարգը, հնարավոր է հասնել ռացիոնալ հանգիստ կառուցվածքի միայն այն դեպքում, երբ պողպատի բաղադրությունը որոշվում է ածխածնի կողմից ոչ ավելի, քան 0,4% քանակությամբ: Ածխածնի քանակի աճով տեղի է ունենում կարծրության աճ։ Նորմալացումից հետո նույն պողպատը ունի ավելի մեծ կարծրություն, ինչպես նաև հավասարապես բաժանված նուրբ հատիկներ: Տեխնիկան թույլ է տալիս զգալիորեն մեծացնել համաձուլվածքների դիմադրությունը ոչնչացման և կտրման ճկունությունը։

Հնարավոր հալման թերություններ

Ջերմային մշակման աշխատանքների կատարման ժամանակ անհրաժեշտ է պահպանել ջերմաստիճանի տաքացման և հովացման նշված ռեժիմները: Պահանջների խախտման դեպքում կարող են առաջանալ տարբեր թերություններ։

1. Մակերեւութային շերտի օքսիդացում և մասշտաբի առաջացում. Գործողության ընթացքում տաք մետաղը փոխազդում է մթնոլորտային թթվածնի հետ, ինչը հանգեցնում է աշխատանքային մասի մակերեսի մասշտաբի ձևավորմանը: Մաքրվելու է մեխանիկական կամ հետհատուկ քիմիական նյութեր.
2. Ածխածնի այրում. Առաջանում է նաև տաք մետաղի վրա թթվածնի ազդեցության արդյունքում։ Մակերեւութային շերտում ածխածնի քանակի նվազումը հանգեցնում է նրա մեխանիկական և տեխնոլոգիական հատկությունների նվազմանը։ Այս պրոցեսները կանխելու համար վառարան պաշտպանիչ գազերի ներմուծմանը զուգահեռ պետք է իրականացվի պողպատի եռացումը, որի հիմնական խնդիրն է կանխել համաձուլվածքի փոխազդեցությունը թթվածնի հետ։
3. Գերտաքացում. Դա բարձր ջերմաստիճանի ջեռոցում երկար մնալու հետևանք է։ Դա հանգեցնում է հացահատիկի չափից ավելի աճի, անհամասեռ կոպիտ կառուցվածքի ձեռքբերմանը և փխրունության ավելացմանը։ Ուղղվելու է մեկ այլ ամբողջական եռացման քայլով:
4. Այրվել է. Առաջանում է տաքացման և ազդեցության թույլատրելի արժեքները գերազանցելու հետևանքով, հանգեցնում է որոշ հատիկների միջև կապերի քայքայման, ամբողջովին փչացնում է մետաղի ամբողջ կառուցվածքը և ենթակա չէ ուղղման։

Խափանումները կանխելու համար կարևոր է ճշգրիտ կատարել ջերմային մշակման առաջադրանքները, ունենալ մասնագիտական հմտություններ և խստորեն վերահսկել գործընթացը:

Պողպատի կռումը բարձր արդյունավետ տեխնոլոգիա է ցանկացած բարդության և կազմի մասերի միկրոկառուցվածքը ներքին օպտիմալ կառուցվածքի և վիճակի հասցնելու համար, որն անհրաժեշտ է ջերմային ազդեցությունների հետագա փուլերի, կտրելու և կառուցվածքը շահագործման հանձնելու համար: