Annealing stål som en slags varmebehandling. metal teknologi

Oprettelsen af nye materialer og styre deres egenskaber - er kunsten at metal-teknologi. En af dens redskaber er en varmebehandling. Disse processer gør det muligt at ændre egenskaberne og følgelig omfanget af anvendelsen af legeringer. Annealing af stål - en udbredt mulighed for at eliminere fabrikationsfejl i produkter, øge deres styrke og pålidelighed.

Proces Opgaver og dens varianter

annealing operationer udføres med henblik på:

• Optimering intrakrystallinske struktur, bestilling af legeringselementerne;
• minimere indre spændinger og forvridninger på grund af hurtige teknologiske temperaturforskelle;
• stigende bøjelighed objekter til efterfølgende bearbejdning.

Klassisk operation kaldes "fuld annealing", men der er en række af dens variationer, afhængigt af de ønskede egenskaber og karakteristika for de opgaver: ufuldstændig, lav diffusion (homogenisering), isotermiske, omkrystallisation, normalisering. Alle er af samme princip, men tilstandene af stål varmebehandling er signifikant forskellige.

Varmebehandling baseret på diagrammer

Alle transformationer i stålindustrien, som er baseret på spillet af temperaturer svarer klart til diagrammet i jern-carbon-legeringer. Det er en visuel hjælp til at bestemme mikrostruktur kulstofstål eller støbejern, samt punkter af transformation strukturer og deres egenskaber under påvirkning af varme eller køling.

Metal teknologi regulerer denne graf alle typer annealing kulstofstål. For ufuldstændig, lav og omkrystallisation "start" line temperaturværdier er PSK, nemlig dens kritiske punkt _Ac1. Fuld annealing og normalisering stål termisk orienteret GSE liniediagram, dens kritiske punkt, og Ac ₃ Ac _m. Også skemaet klart etablerer forbindelsen metode krævede varmebehandling med materialet på kulstofindhold og muligheden for dens rette bedrift for den pågældende legering.

fuld annealing

Objekter: støbegods og smedegods af pro-eutektoidt legering, hvor stålsammensætning skal fylde carbon i en mængde op til 0,8%.

Formål:

• maksimal ændring i mikrostrukturen af den resulterende støbte og varm pres aktivering uensartet grove ferrit-perlit struktur i et homogent finkornet;
• formindske hårdhed og øge duktilitet til efterfølgende bearbejdning.

Teknologi. Annealing stål ved temperatur over det kritiske punkt 30-50˚S _Ac3. Da de nåede de forudbestemte termiske egenskaber af metallet støtte dem på dette niveau i nogen tid, giver dig mulighed for at udfylde alle de nødvendige transformationer. Stor perlit og ferrit kerner fuldstændig omdannet til austenit. Den næste fase - langsom afkøling i ovnen, i hvilken fremgangsmåde igen skelnes fra austenit ferrit og perlit har en finkornet og homogen struktur.

Fuld udglødning stål eliminerer mest komplekse indre fejl, er imidlertid en meget langvarig og energikrævende.

blød annealing

Objekter: hypoeutectoid stål, ikke-alvorlige indre uregelmæssigheder.

Formålet med størrelsesreduktion og afbødning af perlit korn, uden at ændre ferrit substrat.

Teknologi. Opvarmning af metallet til en temperatur, der falder i mellemrummet mellem de kritiske punkter _AC1 og _Ac3. Eksponering af emner i ovnen med stabile egenskaber letter afslutning af de nødvendige processer. Afkøling udføres langsomt, med ovnen. På udgangen give samme finkornet perlitiske-ferritisk struktur. Med en sådan termisk påvirkning omdannes til fint perlit, ferrit krystal forbliver uændret, og kan kun ændres strukturelt, også male.

Blødt annealing af stål gør det muligt at afbalancere den interne tilstand og egenskaberne af simple objekter, er det mindre energikrævende.

En lav annealing (omkrystallisation)

Objekter: alle typer af valset kulstof stål, legeret stål med et kulstofindhold mellem 0,65% (fx kugleleje), og tomme dele fremstillet af ikke-jernholdige metaller, som ikke indeholder de langsigtede indre fejl, men kræver ikke-energi korrektion.

Formål:

• fjernelse af indre spændinger og stamme hærdning virkning som følge både koldt og varmt deformation;
• fjernelse af de negative virkninger af ujævn afkøling af svejste konstruktioner, øget duktilitet og styrke af leddene;
• homogenisering af mikrostrukturen af ikke-jernholdige metalindustrien;
• lamellar perlit sfærodisering - giver det en granulatform.

Teknologi.

Opvarmning af dele produceret på 50-100˚S nedenfor _Ac1 kritiske punkt. Under indflydelse af disse effekter elimineres mindre interne ændringer. Hele processen tager omkring 1-1,5 timer. Tilnærmet værdi temperaturområder for nogle materialer:

1. legeringer kulstofstål og kobber - 600-700˚S.
2. Nikkellegeringer - 800-1200˚S.
3. Aluminiumlegeringer - 300-450˚S.

Afkøling udføres i luft. Martensitisk og bainitic stål metal teknologi giver et andet navn for denne proces - en høj ferie. Det er en enkel og billig måde at forbedre egenskaberne af dele og strukturer.

Homogenisering (diffusion annealing)

Faciliteter: store casting produkter, især af støbt rustfrit stål.

Formål: ensartet fordeling af legeringselementer atomer af krystalgitteret og hele mængden af barren som følge af høj temperatur diffusion; blødgøring af præformen struktur, reducere dens hårdhed før den udfører de efterfølgende procesoperationer.

Teknologi. Opvarmning af materialet til at producere høj temperatur 1000-1200˚S. Stabile termiske egenskaber bør opbevares i lang tid - omkring 10-15 timer, afhængigt af størrelsen og kompleksiteten af det støbte struktur. langsom afkøling følger afslutningen af alle faser af højtemperatur-reaktioner.

Tidskrævende, men meget effektiv proces med udligning af mikrostrukturen af store strukturer.

isotermisk annealing

Objekter: kulstof stålplade rullende, varer af legeret og højtlegeret.

Formål: At forbedre den mikrostruktur, fjernelse af indre fejl på kortere tid.

Teknologi. Metal opvarmes indledningsvis indtil fuldstændig annealingstemperatur og holdt den nødvendige tid til transformationen af eksisterende strukturer til austenit. Næste langsomt afkøles ved nedsænkning i salt afbrænding. Ved at opnå varme 50-100˚S til under _Ac1 punkt anbringes i en ovn for at fastholde den på dette niveau i den tid er nødvendig til fuldstændig omdannelse af austenit til perlit og cementit. Den endelige afkøling udføres i luft.

Fremgangsmåden tillader at opnå de krævede egenskaber af legeret stål arbejdsemner, og samtidig spare tid sammenlignet med fuld annealing.

normalisering

Objekter: støbegods, smedegods og mild, medium og lav-legeret stål.

Formål: At strømline indre tilstand, hvilket giver den ønskede hårdhed og styrke, forbedring af den interne tilstand før de efterfølgende varmebehandling og bearbejdning.

Teknologi. Stål opvarmes til temperaturer, der er lidt over GSE linje og dens kritiske punkter, og holdt afkølet i luft. Således er hastigheden for færdiggørelse af processer stiger. Men anvendelse af denne procedure for at opnå en rationel afslappet struktur kun i det tilfælde, hvor stål præparat defineret carbon i en mængde på ikke mere end 0,4%. Med stigende mængder af kulstof er der en stigning i hårdhed. Samme stål efter normalisering har en større hårdhed med ensartet anbragt lille korn. Teknikken kan øge trækstyrke og duktilitet legeringer skærende bearbejdning.

Eventuelle fejl annealle

Under udførelse af varmebehandling operationer er nødvendige for at overholde forudbestemte tilstande temperatur opvarmning og afkøling. I tilfælde af overtrædelse af forskellige defekter kan opstå krav.

1. Oxidation af overfladelaget og dannelsen af skalaen. Under drift smeltet metal reagerer med luft oxygen, hvilket fører til dannelsen af skæl på emneoverfladen. Genstand for oprensning ved mekaniske midler eller ved hjælp af specielle kemiske reagenser.
2. carbon udbrænding. Også det forekommer som et resultat af virkningen af oxygen på den varme metal. At reducere mængden af carbon i overfladelaget reducerer dens mekaniske og teknologiske egenskaber. For at forhindre disse processer bør annealing stål udføres parallelt med indgangen af ovnens indre beskyttelsesgassen hvis vigtigste opgave - at forhindre interaktioner legering med oxygen.
3. Overophedning. Det er en konsekvens af langvarig ældning i en ovn ved høj temperatur. Resulterer i overdreven kornvækst, erhvervelse af uensartet grove kornstruktur, øget skrøbelighed. Gennemgår korrektion ved at udføre en anden runde af komplet udglødning.
4. Brændte. Forekommer som et resultat af utilladeligt høj brændværdi og lukkerhastighed, den fører til ødelæggelse af bindinger mellem visse kerner fuldstændigt ødelægger hele metalstruktur og er ikke udsat for korrektion.

For at undgå funktionsfejl er det vigtigt at nøje følge varmebehandling af problemet, har de færdigheder og streng kontrol med processen.

Annealing stål mikrostruktur er stor effekt kørsel teknologi af dele af enhver kompleksitet, og den optimale sammensætning og indre struktur som krævet for de efterfølgende trin af termiske påvirkninger, bearbejdning og indføre struktur i drift.