AHYW pagrindinių rėmų terminis apdorojimas
"Anhui Yawei" šiuo metu priima termiškai apdorojamą visų metalo apdirbimo rėmų, kurie ilgą laiką gali pašalinti medžiagų deformaciją su mažine deformacija, daugiausia apima CNC Synchro Pressbrakes pagrindinius rėmus, automatinius spaudinius stabdžius CNC, pagrindines rėmo pluošto lazerio pjovimo mašinas.
Šilumos apdorojimas (arba terminis apdorojimas ) yra pramoninių ir metalo apdirbimo procesų grupė, naudojama medžiagų fizinėms , o kartais cheminėms savybėms pakeisti. Dažniausiai naudojama metalurgija . Šilumos apdorojimas taip pat naudojamas daugelio kitų medžiagų, tokių kaip stiklas, gamybai . Terminis apdorojimas apima šildymą ar atšaldymą, paprastai iki ekstremalios temperatūros, norint pasiekti pageidaujamą rezultatą, tokią kaip medžiagos sukietėjimas ar minkštėjimas. Terminio apdorojimo metodai apima atkaitinimą , korozijos kietėjimą , kritulių stiprinimą , grūdinimą , normalizavimą ir gesinimą . Pažymėtina, kad nors terminas terminis apdorojimas taikomas tik procesams, kuriuose šildymas ir vėsinimas yra atliekami tam, kad būtų galima tyčia keisti savybes, šildymas ir aušinimas dažnai būna atsitiktinai kitais gamybos procesais, pavyzdžiui, karštu formavimu ar suvirinimu.
Metalinės medžiagos susideda iš mažų kristalų, vadinamų "grūdais", arba kristalais mikrostruktūros. Grūdų pobūdis (ty grūdelių dydis ir sudėtis) yra vienas iš efektyviausių veiksnių, galinčių lemti bendrą mechaninį metalo elgesį. Terminis apdorojimas yra efektyvus būdas manipuliuoti metalo savybėmis, kontroliuojant difuzijos greitį ir aušinimo greitį mikrostruktūroje. Šilumos apdorojimas dažnai naudojamas metalinių lydinių mechaninėms savybėms keisti, manipuliuojant tokiomis savybėmis kaip kietumas, stiprumas, kietumas, plastiškumas ir elastingumas.
Yra du mechanizmai, kurie karšto apdorojimo metu gali keisti lydinio savybes: martensito susidarymas sukelia kristalų deformaciją iš esmės, o difuzijos mechanizmas sukelia lydinio homogeniškumo pokyčius.
Kristalų struktūra susideda iš atomų, kurie yra sugrupuoti į labai specifinę struktūrą, vadinamą grotelėmis. Daugelyje elementų ši tvarka įsikurs priklausomai nuo temperatūros ir slėgio sąlygų. Ši pertvarka, vadinama allotropija ar polimorfizmu, gali atsirasti keletą kartų, esant skirtingoms tam tikro metalo temperatūroms. Lydiniuose ši pertvarka gali sukelti elementą, kuris paprastai neištirpsta į netauriųjų metalų, kad staiga taptų tirpus, o dėl alotropijos pasikeitimas elementai iš dalies arba visiškai netirps.
Kai tirpioje būsenoje, difuzijos procesas išsiskiriančio elemento atomus išsiplečia, bandydamas formuoti vienodą paskirstymą pagrindinio metalo kristaluose. Jei lydinys atvėsinamas iki netirpios būklės, ištirpintų sudedamųjų dalių (tirpių medžiagų) atomai gali migruoti iš tirpalo. Toks difuzijos tipas, vadinamas krituliais, sukelia sukėlimą, kai migruojantys atomai sugrupuos į grūdų sienas. Tai sudaro mikrostruktūrą, paprastai susidedančią iš dviejų ar daugiau atskirų fazių. Lėkštelė, kuri lėtai atvėsta, pavyzdžiui, sudaro laminuotą struktūrą, sudarytą iš kintančių ferito ir cemento sluoksnių, tampa minkštu perliatu. Po plieno kaitinimo į austenito fazę ir užgarinimo vandenyje mikrostruktūra bus martensitinėje fazėje. Taip yra dėl to, kad plienas pasikeis nuo austenitų fazės iki martensito fazės po gesinimo. Reikėtų pastebėti, kad kai kurie perlitai ar feritai gali būti, jei gesinimas greitai neužšalina viso plieno.
Skirtingai nuo geležies lydinių, labiausiai termiškai apdorojamiems lydiniams feritų transformacija nepasireiškia. Šiuose lydiniuose branduoliavimas prie grūdų ribų dažnai sustiprina kristalinės matricos struktūrą. Šie metalai kietėja krituliais. Paprastai lėtas procesas, priklausomai nuo temperatūros, dažnai vadinamas "amžiaus kietėjimu".
Daugumoje metalų ir nemetalų pasireiškia martensito transformacija, kai greitai atvėsinama (su išorine terpe, tokia kaip aliejus, polimeras, vanduo ir tt). Kai metalas labai greitai aušinamas, netirpūs atomai gali nebegalėti iš karto migruoti iš tirpalo. Tai vadinama "difuzine transformacija". Kai kristalinė matrica keičia savo žemos temperatūros išdėstymą, tirpiosios medžiagos atomai patenka į grotelių. Įstrigę atomai neleidžia kristalinės matricos visiškai pasikeisti į žemos temperatūros allotropą, sukuriant apkrovos įtampą per grotelių. Kai kai kurie lydiniai yra greitai aušinami, pavyzdžiui, plieno, martensito transformacija sukietina metalą, o kitose, kaip aliuminis, lydinys tampa minkštesnis.
Laiko ir temperatūros poveikis
Laiko ir temperatūros transformacijos (TTT) schema plienui. Raudonos kreivės yra skirtingos aušinimo normos (greitis), kai aušinama nuo viršutinės kritinės (A3) temperatūros. V1 gamina martensitą. V2 turi perlitą, sumaišytą su martensitu, V3 gamina bainitą kartu su perliatu ir matensitu.
Tinkamai termiškai apdorojant reikia tiksliai kontroliuoti temperatūrą, laiko tam tikroje temperatūroje ir aušinimo greitį. [12]
Išskyrus stresą mažinančią, grūdinimą ir senėjimą, dauguma terminio apdorojimo prasideda kaitinant lydinį virš viršutinės transformacijos (A 3 ) temperatūros. Ši temperatūra vadinama "sulaikymu", nes A 3 temperatūroje metalas patiria histerezės periodą. Šiuo metu visa šilumos energija naudojama, kad sukeltų kristalų keitimą, todėl temperatūra nebetenka didėti trumpam laikui (areštuotai), o po to, kai pasikeičia, jis tęsiasi laipioti. [13] Todėl lydinys turi būti šildomas virš kritinės temperatūros, kad vyktų transformacija. Lydinys paprastai laikomas tokioje temperatūroje pakankamai ilgai, kad šiluma visiškai įsiskverbtų į lydinį, tokiu būdu įnešant jį į pilną kietąjį tirpalą.
Kadangi mažesnis grūdelių kiekis paprastai padidina mechanines savybes, tokias kaip atsparumas tempimui, atsparumas įtempimui ir tempimui, šie metalai dažnai kaitinami iki temperatūros, kuri yra šiek tiek virš viršutinės kritinės temperatūros, siekiant išvengti per didelio tirpalo grūdų augimo . Pavyzdžiui, kai plienas yra šildomas virš viršutinės kritinės temperatūros, yra nedideli austenito formos grūdai. Jie didėja, nes padidėja temperatūra. Kai jis labai greitai aušinamas, per martensito transformaciją austenito grūdelių dydis tiesiogiai veikia martensitinį grūdelių dydį. Didesni grūdai turi didelę grūdėtumo ribas, kurios tarnauja kaip silpnos vietos struktūroje. Grūdelių dydis paprastai yra kontroliuojamas, siekiant sumažinti plyšimo tikimybę.
Difuzijos transformacija yra labai priklausoma nuo laiko. Metalo aušinimas paprastai slopina kritulius į daug žemesnes temperatūras. Pavyzdžiui, austenitas paprastai būna tik aukštesnėje kritinėje temperatūroje. Tačiau, jei austenitas yra pakankamai greitai aušinamas, transformaciją galima sustabdyti šimtus laipsnių žemiau žemesnės kritinės temperatūros. Toks austenitas yra labai nestabilus ir, jei pakankamai laiko, jis nusodins į įvairias ferito ir cemento mikrostruktūras. Aušinimo greitis gali būti naudojamas grūdų augimo greičiui kontroliuoti arba netgi gali būti naudojamas dalinai martensitinėms mikrostruktūroms gaminti. Tačiau martensito transformacija nepriklauso nuo laiko. Jei lydinys yra visiškai atvėsintas iki martensito transformacijos (M s ) temperatūros, kol kitos mikrostruktūros gali visiškai susidaryti, transformacija paprastai vyksta tik garsu.
Kai austenitas yra pakankamai lėtas aušinimas, kad nėra martensito transformacijos, austenito grūdelių dydis turės įtakos branduolių susidarymo greičiui, tačiau dažniausiai temperatūra ir aušinimo greitis kontroliuoja grūdų dydį ir mikrostruktūrą. Kai austenitas labai lėtai aušinamas, jis sudarys didelius feritų kristalus, užpildytus sferiniais cemento įskilimais. Ši mikrostruktūra vadinama "sferoidais". Jei šaldys šiek tiek greičiau, tada susidaro šiurkšti perlitas. Dar greičiau, ir bus geras perlis. Jei vėsinama dar greičiau, formos bainite. Panašiai, šios mikrostruktūros taip pat formuos, jei jos bus atvėsintos iki tam tikros temperatūros, o tada laikysitės tam tikrą laiką. [17]
Dauguma spalvotųjų metalų lydinių taip pat šildomi, kad susidarytų tirpalas. Dažniausiai jie greitai aušinami, kad susidarytų martensitų transformacija, o tirpalas perpilamas į supersaturated būseną. Lydinys, būdamas daug minkštesnė, gali būti šaltas. Šis šaltasis darbas padidina lydinio stiprumą ir kietumą, o plastikinės deformacijos sukelti defektai greičiausiai pagreitina kritulius, todėl kietumas yra didesnis už tai, kas yra normalu lydinio. Net jei ir neužšalę, šių lydinių tirpalai paprastai nusodins, nors procesas gali užtrukti ilgiau. Kartais šie metalai šildomi iki temperatūros, kuri yra žemesnė už žemesnę kritinę (A 1 ) temperatūrą, ir neleidžia rekristalizacijai, siekiant pagreitinti kritulių kiekį.
Lakštinio metalo atkaitinimas
Atkaitinimas (metalurgija)
Atkaitinimas susideda iš metalo kaitinimo iki tam tikros temperatūros, o po to aušinamas tokiu greičiu, kad susidarytų rafinuota mikrostruktūra, visiškai arba iš dalies atskirianti sudedamąsias dalis. Aušinimo greitis paprastai yra lėtas. Atkaitinimas dažniausiai naudojamas metalui sušvelninti šalto darbo metu, pagerinti apdirbamumą arba pagerinti savybes, pavyzdžiui, laidumą.
Juodųjų metalų lydinių atkaitinimas paprastai atliekamas kaitinant metalą virš viršutinės kritinės temperatūros ir vėsinantis labai lėtai, todėl susidaro perlis. Abiejuose grynuose metaluose ir daugeliuose lydiniuose, kurių negalima apdoroti termiškai, atkaitinimas naudojamas pašalinant kietumą, kurį sukelia šaltas darbas. Metalas kaitinamas iki temperatūros, kurioje gali atsirasti rekristalizacija, taip ištaisant defektus, kuriuos sukelia plastikinės deformacijos. Šiuose metaluose aušinimo greitis paprastai turės mažai įtakos. Dauguma spalvotųjų metalų, kurie yra termiškai apdorojami, taip pat atkaitinami, kad sumažintų šalto darbo kietumą. Jie gali būti lėtai atšaldyti, kad sudedamosios dalys visiškai nusėstų ir gautų rafinuotą mikrostruktūrą.
Juodųjų metalų lydiniai paprastai yra arba "visiškai atkaitinti", arba "procesas atsinaujina". Visiškas atkaitinimas reikalauja labai lėtų aušinimo greičių, kad būtų sudarytas šiurkštus perlis. Proceso atkaitinimo metu aušinimo greitis gali būti greitesnis; iki ir įskaitant normalizavimą. Pagrindinis proceso atkaitinimo tikslas yra sukurti vienodą mikrostruktūrą. Spalvotųjų metalų lydiniams dažnai taikomos įvairios atkaitinimo technologijos, įskaitant "rekristalizacijos atkaitinimą", "dalinį atkaitinimą", "visą atkaitinimą" ir "galutinį atkaitinimą". Ne visos atkaitinimo technologijos apima rekristalizaciją, tokią kaip atsparumas stresui.
