Poladın yumşaldılması istilik müalicəsinin bir növü kimi. Metal texnologiyası

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 13:49

Yeni materiallar yaratmaq və onların xassələrinə nəzarət etmək metal texnologiyası sənətidir. Onun vasitələrindən biri istilik müalicəsidir. Bu proseslər ərintilərin xüsusiyyətlərini və müvafiq olaraq istifadə sahələrini dəyişdirməyə imkan verir. Polad qızartma məhsulların istehsal qüsurlarını aradan qaldırmaq, onların möhkəmliyini və etibarlılığını artırmaq üçün geniş istifadə edilən seçimdir.

Proses tapşırıqları və onun növləri

Tavlama əməliyyatları aşağıdakı məqsədlər üçün həyata keçirilir:

• kristaldaxili strukturun optimallaşdırılması, ərinti elementlərinin sıralanması;
• sürətli proses temperatur dalğalanmaları səbəbindən daxili təhrif və stressi minimuma endirmək;
• sonrakı kəsmə üçün obyektlərin elastikliyini artırır.

Klassik əməliyyat "tam yumşalma" adlanır, lakin müəyyən edilmiş xassələrdən və tapşırıqların xüsusiyyətlərindən asılı olaraq onun bir sıra növləri var: natamam, aşağı, diffuziya (homogenləşmə),izotermik, yenidən kristallaşma, normallaşma. Onların hamısı prinsipcə oxşardır, lakin poladların istilik müalicəsi rejimləri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir.

Qrafik əsasında istilik müalicəsi

Qara metallurgiyada temperatur oyununa əsaslanan bütün çevrilmələr dəmir-karbon ərintilərinin diaqramına aydın şəkildə uyğun gəlir. Bu, karbonlu poladların və ya çuqunların mikro strukturunu, həmçinin konstruksiyaların transformasiya nöqtələrini və onların istilik və ya soyutma təsiri altında xüsusiyyətlərini müəyyən etmək üçün əyani yardımdır.

Metal texnologiyası bu cədvəllə karbon poladlarının bütün növlərini tənzimləyir. Natamam, aşağı və həmçinin yenidən kristallaşma üçün "başlanğıc" temperatur dəyərləri PSK xəttidir, yəni onun kritik nöqtəsi Ac₁. Poladın tam yumşaldılması və normallaşdırılması GSE diaqram xəttinə, onun kritik nöqtələrinə Ac₃ və Ac_{m termal olaraq yönəldilmişdir. Diaqram həmçinin müəyyən bir istilik müalicəsi metodunun karbon tərkibi baxımından materialın növü ilə əlaqəsini və müəyyən bir ərinti üçün onun həyata keçirilməsinin müvafiq imkanını aydın şəkildə müəyyən edir.}

Tam yumşalma

Obyektlər: hipoeutektoid ərintisindən tökmə və döymələr, polad tərkibi isə 0,8%-ə qədər karbonla doldurulmalıdır.

Hədəf:

• qeyri-bərabər qaba dənəli ferrit-perlit tərkibini homojen incə dənəli halına gətirərək tökmə və isti təzyiq nəticəsində əldə edilən mikro strukturda maksimum dəyişiklik;
• sərtliyi azaldır və sonrakı emal üçün çevikliyi artırırkəsmə.

Texnologiya. Poladın yumşalma temperaturu Ac_{3 kritik nöqtəsindən 30-50˚С yüksəkdir. Metal müəyyən edilmiş istilik xüsusiyyətlərinə çatdıqda, onlar bir müddət bu səviyyədə saxlanılır və bu, bütün lazımi çevrilmələri tamamlamağa imkan verir. Böyük perlit və ferritik dənələr tamamilə austenite çevrilir. Növbəti mərhələ soba ilə birlikdə yavaş soyutmadır, bu müddət ərzində ferrit və perlit yenidən incə dənəli və vahid quruluşa malik olan austenitdən ayrılır.}

Poladın tam tavlanması ən çətin daxili qüsurları aradan qaldırmağa imkan verir, lakin bu, çox uzun və enerji tələb edir.

Tamamlanmamış yumşalma

Obyektlər: ciddi daxili qeyri-bərabərliyi olmayan hipoeutektoid poladlar.

Məqsəd: Ferritik bazanı dəyişmədən perlit taxıllarının üyüdülməsi və yumşaldılması.

Texnologiya. Metalın Ac₁ və Ac_{3 kritik nöqtələri arasındakı intervala düşən temperaturlara qədər qızdırılması. Sabit xüsusiyyətlərə malik sobada boşluqların ifşası lazımi proseslərin tamamlanmasına kömək edir. Soyutma soba ilə birlikdə yavaş-yavaş aparılır. Çıxışda eyni perlit-ferrit incə dənəli struktur əldə edilir. Belə bir istilik effekti ilə perlit incə dənəli olur, ferrit isə dəyişməz kristal olaraq qalır və yalnız struktur olaraq, həmçinin üyüdülərək dəyişə bilər.}

Poladın natamam tavlanması sadə obyektlərin daxili vəziyyətini və xassələrini balanslaşdırmağa imkan verir, daha az enerji tələb edir.

Aşağı yumşalma(yenidən kristallaşma)

Obyektlər: bütün növ haddelenmiş karbon poladı, karbon tərkibi 0,65% olan alaşımlı polad (məsələn, bilyalı rulmanlar), ciddi daxili qüsurları olmayan, lakin ehtiyacı olan əlvan metallardan hazırlanmış hissələr və blanklar aşağı enerji korreksiyası.

Hədəf:

• həm soyuq, həm də isti deformasiyanın təsiri nəticəsində daxili gərginliklərin və sərtləşmənin aradan qaldırılması;
• qaynaqlanmış konstruksiyaların qeyri-bərabər soyumasının mənfi təsirlərini aradan qaldırır, tikişlərin plastikliyini və möhkəmliyini artırır;
• əlvan metallurgiya məhsullarının mikrostrukturunun vahid olması;
• lamelli perlitin sferoidləşməsi - ona dənəvər forma verir.

Texnologiya.

Hissələr Ac_{1 kritik nöqtədən 50-100˚C aşağıda qızdırılır. Belə təsirlərin təsiri altında kiçik daxili dəyişikliklər aradan qaldırılır. Bütün texnoloji proses təxminən 1-1,5 saat çəkir. Bəzi materiallar üçün təxmini temperatur intervalları:}

1. Karbon polad və mis ərintiləri - 600-700˚C.
2. Nikel ərintiləri - 800-1200˚C.
3. Alüminium ərintiləri - 300-450˚C.

Soyutma havada aparılır. Martensitik və beynitli poladlar üçün metal texnologiyası bu prosesə fərqli ad verir - yüksək temperləşdirmə. Bu hissələrin və strukturların xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün sadə və sərfəli üsuldur.

Homogenləşdirmə (diffuziya ilə yumşalma)

Obyektlər: böyük tökmə məhsulları, xüsusilə tökmələrlehimli polad.

Məqsəd: yüksək temperatur diffuziyası nəticəsində ərinti elementlərinin atomlarının kristal qəfəslər və külçənin bütün həcmi üzərində vahid paylanması; sonrakı texnoloji əməliyyatları yerinə yetirməzdən əvvəl iş parçasının strukturunun yumşaldılması, sərtliyinin azaldılması.

Texnologiya. Material 1000-1200˚С yüksək temperaturlara qədər qızdırılır. Sabit istilik xüsusiyyətləri uzun müddət saxlanılmalıdır - tökmə strukturunun ölçüsündən və mürəkkəbliyindən asılı olaraq təxminən 10-15 saat. Yüksək temperatur dəyişikliklərinin bütün mərhələləri tamamlandıqdan sonra yavaş soyutma baş verir.

İri strukturların mikro strukturunun düzəldilməsi üçün əmək tutumlu, lakin yüksək effektiv proses.

İzotermik yumşalma

Obyektlər: karbon polad təbəqələr, ərintisi və yüksək ərinti məhsulları.

Məqsəd: Mikro strukturu təkmilləşdirmək, daxili qüsurları daha az vaxtla aradan qaldırmaq.

Texnologiya. Metal əvvəlcə tam yumşalma temperaturlarına qədər qızdırılır və bütün mövcud strukturların austenite çevrilməsi üçün tələb olunan vaxt saxlanılır. Sonra isti duza batıraraq yavaş-yavaş soyudun. Ac_{1 nöqtəsindən 50-100˚C aşağı istiliyə çatdıqdan sonra austenitin tam çevrilməsi üçün lazım olan müddət ərzində onu bu səviyyədə saxlamaq üçün sobaya yerləşdirilir. perlit və sementitə çevrilir. Son soyutma havada baş verir.}

Metod lehimli polad blankların tələb olunan xassələrini əldə etməyə imkan verir, eyni zamanda, vaxta qənaət etməklə, tam ilə müqayisədəyumşalma.

Normallaşdırma

Obyektlər: tökmələr, döymələr və aşağı karbonlu, orta karbonlu və aşağı alaşımlı poladdan hazırlanmış hissələr.

Məqsəd: daxili vəziyyəti tənzimləmək, istədiyiniz sərtlik və gücü vermək, istilik müalicəsi və kəsmənin sonrakı mərhələlərindən əvvəl daxili vəziyyəti yaxşılaşdırmaq.

Texnologiya. Polad GSE xəttindən və onun kritik nöqtələrindən bir qədər yuxarı olan temperaturlara qədər qızdırılır, havada saxlanılır və soyudulur. Beləliklə, proseslərin tamamlanma sürəti artır. Bununla belə, bu prosedurdan istifadə edərək, yalnız poladın tərkibi 0,4% -dən çox olmayan bir miqdarda karbonla müəyyən edildikdə, rasional sakit quruluşa nail olmaq mümkündür. Karbon miqdarının artması ilə sərtliyin artması baş verir. Normallaşmadan sonra eyni polad, bərabər aralıklı incə taxıllarla birlikdə daha böyük bir sərtliyə malikdir. Texnika ərintilərin məhvə qarşı müqavimətini və kəsilmənin çevikliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırmağa imkan verir.

Mümkün yumşalma qüsurları

İstilik müalicəsi əməliyyatlarının yerinə yetirilməsi zamanı müəyyən edilmiş temperaturun qızdırılması və soyudulması rejimlərinə riayət etmək lazımdır. Tələblərin pozulması halında müxtəlif qüsurlar baş verə bilər.

1. Səth qatının oksidləşməsi və şkala əmələ gəlməsi. Əməliyyat zamanı isti metal atmosfer oksigeni ilə reaksiya verir ki, bu da iş parçasının səthində miqyas meydana gəlməsinə səbəb olur. Mexanik və ya ilə təmizlənməlidirxüsusi kimyəvi maddələr.
2. Karbon yanığı. O, həm də oksigenin isti metala təsiri nəticəsində baş verir. Səth təbəqəsində karbonun miqdarının azalması onun mexaniki və texnoloji xüsusiyyətlərinin azalmasına səbəb olur. Bu proseslərin qarşısını almaq üçün, əsas vəzifəsi ərintinin oksigenlə qarşılıqlı təsirinin qarşısını almaqdan ibarət olan qoruyucu qazların sobaya daxil edilməsi ilə paralel olaraq poladın yumşaldılması aparılmalıdır.
3. Həddindən artıq qızma. Bu, yüksək temperaturda sobada uzun müddət məruz qalmanın nəticəsidir. Bu, həddindən artıq taxıl böyüməsi, qeyri-homogen qaba dənəli strukturun alınması və kövrəkliyin artması ilə nəticələnir. Başqa tam yumşalma addımı ilə düzəldilməlidir.
4. Yandı. İstilik və məruz qalmanın icazə verilən dəyərlərini aşması nəticəsində baş verir, bəzi taxıllar arasında bağların məhvinə səbəb olur, metalın bütün strukturunu tamamilə korlayır və düzəlişlərə məruz qalmır.

Uğursuzluqların qarşısını almaq üçün istilik müalicəsi tapşırıqlarını dəqiq yerinə yetirmək, peşəkar bacarıqlara sahib olmaq və prosesə ciddi nəzarət etmək vacibdir.

Poladın yumşaldılması istənilən mürəkkəblikdə və tərkibdə hissələrin mikrostrukturunu optimal daxili quruluşa və vəziyyətə gətirmək üçün yüksək səmərəli texnologiyadır ki, bu da istilik təsirlərinin sonrakı mərhələləri, strukturun kəsilməsi və istismara verilməsi üçün tələb olunur.