Varmebehandling refererer til en termisk metalbehandlingsproces, hvor materialer opvarmes, holdes varme og afkøles i fast tilstand for at opnå den ønskede struktur og egenskaber.
1. Varmebehandling
1. Normalisering: Opvarm stål- eller ståldelene til den passende temperatur over det kritiske punkt AC3 eller ACM, hold det i en vis periode, og afkøl det derefter i luften for at opnå den perlit-lignende struktur.
2. Udglødning: Opvarm det hypoeutektoide stålemne til 20-40 grader over AC3, hold det varmt i en periode, og afkøl det derefter langsomt med ovnen (eller begrav det i sand eller kalk) til under 500 grader og afkøle det i luften. .
3. Opløsningsvarmebehandling: Opvarm legeringen til en højtemperatur enfaset zone og hold den ved en konstant temperatur, så den overskydende fase kan opløses fuldt ud i den faste opløsning og derefter hurtigt afkøles for at opnå en overmættet fast opløsning varmebehandlingsproces.
4. Ældning: Efter at legeringen er udsat for opløsningsvarmebehandling eller kold plastisk deformation, ændres dens egenskaber med tiden, når den placeres ved stuetemperatur eller lidt højere end stuetemperatur.
5. Opløsningsbehandling: opløs fuldstændigt forskellige faser i legeringen, styrk den faste opløsning, forbedre sejheden og korrosionsbestandigheden, eliminere stress og blødgøre, for at fortsætte bearbejdningen og formningen.
6. Ældningsbehandling: opvarm og hold varm ved den temperatur, hvor forstærkningsfasen udfældes, så forstærkningsfasen udfælder, hærder og øger styrken.
7. Quenching: En varmebehandlingsproces, hvor stålet austenitiseres og afkøles med en passende afkølingshastighed, således at emnet undergår martensit og andre ustabile strukturelle transformationer i hele tværsnittet eller inden for et vist område.
8. Anløbning: Opvarm det bratkølede emne til en passende temperatur under det kritiske punkt AC1 i et vist tidsrum, og afkøl det derefter med en metode, der opfylder kravene for at opnå den nødvendige struktur og ydeevne.
9. Carbonitrering af stål: Carbonitriding er processen med at infiltrere kulstof og nitrogen i overfladen af stål på samme tid. Traditionelt kaldes carbonitrering også cyanidering, og mellemtemperaturgascarbonitrering og lavtemperaturgascarbonitrering (dvs. blød gasnitrering) er meget udbredt. Hovedformålet med middeltemperatur gascarbonitrering er at forbedre stålets hårdhed, slidstyrke og træthedsstyrke. Lavtemperaturgascarbonitrering er hovedsageligt nitrering, og dets hovedformål er at forbedre slidstyrken og modstandsdygtigheden over for beslaglæggelse af stål.
10. Bratkøling og temperering: Generelt kaldes varmebehandlingen, der kombinerer bratkøling og højtemperaturtempering, bratkøling og temperering. Sluknings- og hærdningsbehandling er meget udbredt i forskellige vigtige strukturelle dele, især de plejlstænger, bolte, gear og aksler, der arbejder under skiftende belastninger. Efter quenching og tempereringsbehandling opnås den hærdede sorbitstruktur, og dens mekaniske egenskaber er bedre end den normaliserede sorbitstruktur med samme hårdhed. Dens hårdhed afhænger af anløbningstemperaturen ved høje temperaturer og er relateret til stålets hærdningsstabilitet og emnets tværsnitsstørrelse, generelt mellem HB200-350.
11. Lodning: En varmebehandlingsproces, hvor to emner opvarmes, smeltes og bindes sammen med lodde.
2. Proceskarakteristika
Metalvarmebehandling er en af de vigtige processer i mekanisk fremstilling. Sammenlignet med andre forarbejdningsteknikker ændrer varmebehandling generelt ikke formen og den samlede kemiske sammensætning af emnet, men ændrer mikrostrukturen inde i emnet eller ændrer den kemiske sammensætning af emnets overflade. , for at give eller forbedre arbejdsemnets ydeevne. Det er kendetegnet ved at forbedre den iboende kvalitet af emnet, som generelt ikke er synligt for det blotte øje. For at få metalemner til at have de nødvendige mekaniske egenskaber, fysiske egenskaber og kemiske egenskaber, foruden rimeligt materialevalg og forskellige formningsprocesser, er varmebehandlingsprocesser ofte essentielle. Stål er det mest udbredte materiale i maskinindustrien. Mikrostrukturen af stål er kompleks og kan styres ved varmebehandling. Derfor er varmebehandling af stål hovedindholdet i metalvarmebehandling. Derudover kan aluminium, kobber, magnesium, titanium osv. og deres legeringer også ændre deres mekaniske, fysiske og kemiske egenskaber gennem varmebehandling for at opnå anderledes ydeevne.
3. Proces
Termisk behandlingsproces omfatter generelt opvarmning, isolering, tre afkølingsprocesser, har kun to processer til opvarmning og afkøling nogle gange. Disse processer er indbyrdes forbundne og kan ikke afbrydes.
Opvarmning er en af de vigtige processer ved varmebehandling. Opvarmningsmidlerne til metalvarmebehandling er mange, er de tidligste til at anvende trækul og kul som termisk kilde, og derefter bruge flydende og sart brændstof. Anvendelsen af elektricitet gør opvarmningen nem at styre uden miljøforurening. Disse varmekilder kan bruges til direkte opvarmning, men også til indirekte opvarmning gennem smeltet salt eller metal eller endda flydende partikler.
Når metallet opvarmes, udsættes emnet for luften, og der forekommer ofte oxidation og afkulning (det vil sige, at kulstofindholdet på overfladen af ståldelen reduceres), hvilket har en meget negativ indvirkning på overfladeegenskaberne af dele efter varmebehandling. Derfor bør metaller normalt opvarmes i en kontrolleret atmosfære eller beskyttende atmosfære, smeltet salt og vakuum, og kan også beskyttes ved belægning eller emballeringsmetoder.
Opvarmningstemperatur er en af de vigtige teknologiske parametre i varmebehandlingsprocessen, vælger og kontrollerer varmetemperaturen og er det emne, der garanterer varmebehandlingskvaliteten. Opvarmningstemperaturen er anderledes og anderledes med forarbejdet metallisk materiale og formålet med varmebehandling, men generelt skal alt opvarmes til mere end transformationstemperaturen for at opnå højtemperaturmikrostruktur. Derudover tager omdannelsen en vis tid, så når overfladen af metalemnet når den krævede opvarmningstemperatur, skal den holdes ved denne temperatur i et vist tidsrum for at gøre de interne og eksterne temperaturer konsistente og fuldende mikrostruktur transformation. Denne periode kaldes holdetid. Når man bruger opvarmning med høj energitæthed og overfladevarme til at håndtere, er opvarmningshastigheden overordentlig hurtig og har generelt ikke iblødsætningstid, og iblødsætningstiden for termokemisk behandling er ofte længere.
Køling er også et uundværligt trin i varmebehandlingsprocessen. Kølemetoden er forskellig på grund af forskellige processer, hovedsageligt for at kontrollere kølehastigheden. Generel udglødet afkølingshastighed er den langsomste, normaliseringshastigheden for afkøling er meget hurtig, og bratkølingshastigheden for afkøling er hurtigere. Der er dog forskellige krav på grund af forskellige ståltyper. For eksempel kan tomt hårdt stål hærdes med samme afkølingshastighed som normalisering.
4. Procesklassificering
Metalvarmebehandlingsprocesser kan groft opdeles i tre kategorier: overordnet varmebehandling, overfladevarmebehandling og kemisk varmebehandling. I henhold til forskellen på varmemedium, varmetemperatur og kølemetode kan hver stor klasse opdeles i nogle forskellige varmebehandlingsprocesser igen. Det samme metal anvender forskellige varmebehandlingsprocesser for at opnå forskellige strukturer og har således forskellige egenskaber. Stål er det mest udbredte metal i industrien, og stålets mikrostruktur er også den mest komplekse, så der findes forskellige varmebehandlingsprocesser for stål.
Samlet varmebehandling er en metalvarmebehandlingsproces, der opvarmer emnet som helhed og derefter afkøler det med en passende hastighed for at opnå den nødvendige metallografiske struktur for at ændre dets overordnede mekaniske egenskaber. Den overordnede varmebehandling af stål har generelt fire grundlæggende processer: udglødning, normalisering, bratkøling og temperering.
Process betyder:
Udglødning er at opvarme emnet til en passende temperatur, anvende forskellige holdetider i henhold til materialet og størrelsen af emnet og derefter langsomt afkøle det. Bliv organiseret.
Normalisering er at opvarme emnet til en passende temperatur og derefter afkøle det i luften. Effekten af normalisering svarer til virkningen af udglødning, men den opnåede struktur er finere. Det bruges ofte til at forbedre skæreydelsen af materialer, og nogle gange bruges det til nogle dele med lave krav. som afsluttende varmebehandling.
Bratkøling er hurtig afkøling af emnet i bratkølingsmedier såsom vand, olie eller andre uorganiske salte og organiske vandige opløsninger efter opvarmning og varmekonservering. Efter bratkøling bliver ståldelen hård, men den bliver samtidig skør. For at eliminere skørheden i tide, skal den generelt tempereres i tide.
For at reducere sprødheden af ståldele holdes de bratkølede ståldele i lang tid ved en passende temperatur højere end stuetemperatur, men lavere end 650 grader C, og derefter afkøles. Denne proces kaldes temperering. Udglødning, normalisering, slukning og temperering er de "fire brande" i den samlede varmebehandling. Blandt dem er quenching og temperering nært beslægtede, og de bruges ofte sammen, og begge dele er uundværlige. "Fire brande" har udviklet forskellige varmebehandlingsprocesser med forskellige opvarmningstemperaturer og kølemetoder. For at opnå en vis styrke og sejhed kaldes processen med at kombinere bratkøling og højtemperaturtempering for bratkøling og temperering. Efter at nogle legeringer er bratkølet for at danne en overmættet fast opløsning, holdes de ved stuetemperatur eller ved en lidt højere temperatur i længere tid for at forbedre legeringens hårdhed, styrke eller elektriske egenskaber. En sådan varmebehandlingsproces kaldes ældningsbehandling.
Metoden til at kombinere trykbearbejdning deformation og varmebehandling effektivt og tæt, så emnet kan opnå god styrke og sejhed, kaldes deformationsvarmebehandling; varmebehandling i negativt tryk atmosfære eller vakuum kaldes vakuum varmebehandling, hvilket ikke kun kan gøre arbejdsemnet ikke oxideret og afkullede, overfladen af emnet holdes glat efter behandling, arbejdsemnets ydeevne forbedres, og infiltrationsmidlet kan også bruges til kemisk varmebehandling.
Overfladevarmebehandling er en metalvarmebehandlingsproces, der kun opvarmer overfladen af emnet for at ændre overfladens mekaniske egenskaber. For kun at opvarme overfladen af emnet uden at lede for meget varme ind i emnets indre, skal den anvendte varmekilde have en høj energitæthed, det vil sige at give en stor mængde varmeenergi til emnet pr. , således at overfladen eller en del af emnet kan være kortvarig eller øjeblikkelig. til høj temperatur. De vigtigste metoder til overfladevarmebehandling er flammeslukning og induktionsvarmebehandling. De almindeligt anvendte varmekilder er flammer som oxyacetylen eller oxypropan, induceret strøm, laser og elektronstråle.
Kemisk varmebehandling er en metalvarmebehandlingsproces, der ændrer den kemiske sammensætning, struktur og egenskaber af emnets overflade. Forskellen mellem kemisk varmebehandling og overfladevarmebehandling er, at førstnævnte ændrer den kemiske sammensætning af emnets overflade. Kemisk varmebehandling er at opvarme emnet i et medium (gas, væske, fast stof) indeholdende kulstof, saltmedium eller andre legeringselementer, og holde det varmt i lang tid, så emnets overflade infiltreres med elementer som f.eks. kulstof, nitrogen, bor og chrom. Efter infiltration af elementer er der nogle gange behov for andre varmebehandlingsprocesser såsom bratkøling og temperering. De vigtigste metoder til kemisk varmebehandling er karburering, nitrering og metallisering.
Varmebehandling er en af de vigtige processer i fremstillingsprocessen af mekaniske dele og værktøjer og forme. Generelt kan det sikre og forbedre arbejdsemnets forskellige egenskaber, såsom slidstyrke og korrosionsbestandighed. Det kan også forbedre emnets struktur og stresstilstand for at lette forskellige kolde og varme behandlinger.