Reacția oțelului ca un fel de tratament termic. Tehnologia metalelor

Crearea de noi materiale și gestionarea proprietăților lor reprezintă arta tehnologiei metalului. Unul dintre instrumentele sale este tratamentul termic. Aceste procese vă permit să modificați caracteristicile și, în consecință, domeniul de utilizare a aliajelor. Reacția oțelului este o opțiune pe scară largă pentru eliminarea defectelor de producție în produse, sporind rezistența și fiabilitatea acestora.

Sarcinile procesului și variantele sale

Operațiile de recoacere sunt efectuate pentru:

• optimizarea structurii intracristaline, ordonarea elementelor de aliere;
• minimizarea distorsiunilor interne și a solicitărilor datorate schimbărilor rapide ale temperaturii tehnologice;
• Creșterea conformității obiectelor la prelucrarea ulterioară.

operație clasică se numește „recoacere complet“, dar există o serie de variații sale, în funcție de proprietățile dorite și caracteristicile sarcinilor: incomplete, difuzie scăzută (omogenizare), izoterme, recristalizare, normalizând. Toate acestea sunt în principiu similare, cu toate acestea, regimurile tratarea termică a oțelurilor sunt semnificativ diferite.

Prelucrare termică pe baza diagramei

Toate transformările din industria siderurgică, bazate pe jocul temperaturii, corespund în mod clar diagramei aliajelor de fier-carbon. Este un ajutor vizual pentru determinarea microstructurii oțelurilor sau a fontelor turnate, precum și a punctelor de transformare a structurilor și a caracteristicilor lor sub influența încălzirii sau răcirii.

Tehnologia metalelor reglementează toate tipurile de recoacere a oțelurilor de carbon prin acest program. Pentru incomplete, scăzute și, de asemenea, pentru recristalizare, valorile de temperatură "de pornire" sunt linia PSK, și anume punctul critic Ac₁. Reacția completă și normalizarea oțelului sunt orientate termic către linia grafică GSE, punctele sale critice Ac₃ și Ac_m. De asemenea, diagrama stabilește în mod clar relația dintre o anumită metodă de tratare termică și tipul de material în ceea ce privește conținutul de carbon și posibilitatea corespunzătoare de a conduce acest material pentru un anumit aliaj.

Reînnoirea completă

Obiecte: piese turnate și piese forjate din aliajul preeutectoid, în timp ce compoziția oțelului ar trebui să umple cantitatea de carbon de până la 0,8%.

obiectiv:

• modificarea maximă a microstructurii obținute prin turnare și presiune la cald, reducerea unei compoziții neomogene cu granulometrie feritică-perlitică într-o singură granulație fină;
• Scăderea durității și sporirea conformității pentru prelucrarea ulterioară.

Tehnologie. Temperatura de recoacere a oțelului este de 30-50 ° C peste punctul critic Ac₃. Când metalul atinge caracteristicile termice specificate, ele sunt menținute la acest nivel de ceva timp, permițând realizarea tuturor transformărilor necesare. Granulele perletice și feritice mari trec complet în austenită. Următoarea etapă - răcirea lentă în cuptor, în care procesul de distins din nou de ferită austenită și perlita având o granulație fină și o structură omogenă.

Reacția completă a oțelului ne permite să eliminăm cele mai complexe defecte interne, dar este foarte lungă și consumă multă energie.

Reacția incompletă

Obiecte: oțelurile pre-eutectoide, fără a avea eterogenități interne grave.

Scop: măcinarea și înmuierea granulelor pearlite, fără a schimba baza de ferită.

Tehnologie. Încălzirea metalului la temperaturi care se încadrează în spațiul dintre punctele critice Ac₁ și Ac₃. Ținerea blanurilor în cuptor cu caracteristici stabile ajută la finalizarea proceselor necesare. Răcirea se face lent, împreună cu cuptorul. La ieșire, se obține aceeași structură cu granulație fină perlit-ferită. Cu o astfel de influență termică este transformată în perlitică fină, cristalul de ferită rămâne neschimbată, și poate fi schimbat doar structural, de asemenea, se macină.

Reacția incompletă a oțelului vă permite să echilibrați starea internă și proprietățile obiectelor simple, este mai puțin consumatoare de energie.

Reacție redusă (recristalizare)

Obiecte: toate tipurile de carbon laminat oțel, oțel aliat cu un conținut de carbon de 0,65% (de exemplu rulment cu bile), părți și semifabricate din metale neferoase care nu conțin defecte interne grave, dar necesită o corecție care nu necesită o putere mare.

obiectiv:

• eliminarea solicitărilor interne și a lucrărilor la rece datorită influenței deformării la rece și cald;
• lichidarea consecințelor negative ale răcirii inegale a structurilor sudate, creșterea ductilității și rezistenței articulațiilor;
• omogenitatea microstructurii produselor metalurgice neferoase;
• Sferoidizarea perlitului lamelar - dându-i o formă granulară.

Tehnologie.

Încălzirea pieselor este făcută la 50-100 ° C sub punctul critic Ac₁. Sub influența unor astfel de influențe, se elimină schimbări interne minore. Întregul proces tehnologic durează aproximativ 1-1,5 ore. Valori aproximative ale intervalelor de temperatură pentru unele materiale:

1. Oțelul carbonic și aliajele de cupru - 600-700 ° C.
2. Aliaje de nichel - 800-1200 ° C.
3. Aliaje de aluminiu - 300-450 ° C.

Răcirea se face în aer. Pentru oțelurile martensitic și bainitic, tehnologia metalelor oferă un nume diferit pentru acest proces - temperatură ridicată. Este o modalitate simplă și accesibilă de a îmbunătăți proprietățile pieselor și structurilor.

Homogenizarea (reacționarea prin difuzie)

Obiecte: produse de turnare mari, în special piese turnate din oțel aliat.

Scop: distribuția uniformă a atomilor de elemente de aliere de-a lungul laturilor cristaline și a întregului volum al lingoului datorită difuziei la temperaturi ridicate, înmuierea structurii piesei de prelucrat, reducând duritatea acesteia înainte de a efectua operațiile tehnologice ulterioare.

Tehnologie. Materialul este încălzit până la temperaturi ridicate de 1000-1200 ° C. Caracteristicile termice stabile trebuie menținute o perioadă lungă de timp - aproximativ 10-15 ore, în funcție de mărimea și complexitatea structurii turnate. După finalizarea tuturor etapelor de transformări la temperaturi înalte, urmează o răcire lentă.

Un proces laborios, oricât de eficient, de egalizare a microstructurii structurilor mari.

Izolarea izotermică

Obiecte: tablă oțel carbon, produse din aliaje aliate și din aliaje înalte.

Scop: îmbunătățirea microstructurii, eliminarea defectelor interne cu mai puțin timp.

Tehnologie. Metalul este inițial încălzit la temperaturi de recoacere totale și rezistă timpului necesar pentru transformarea tuturor structurilor disponibile în austenită. Apoi se răcește încet prin imersie în sarea roșie caldă. Când căldura ajunge la 50-100 ° C sub punctul Ac₁ sunt plasate într-un cuptor pentru a se menține la un anumit nivel pentru timpul necesar pentru a transforma complet austenita în perlit și cementită. Răcirea finală are loc în aer.

Metoda permite obținerea proprietăților necesare ale pieselor de prelucrat din oțel aliat, economisind timp, în comparație cu recoacerea completă.

normalizare

Obiecte: piese turnate, piese forjate și detalii din oțel cu conținut scăzut de carbon, mediu de carbon și oțel slab aliat.

Scop: ordonarea stării interne, dând duritatea și puterea dorită, îmbunătățind starea internă înainte de etapele ulterioare de tratament termic și tăiere.

Tehnologie. Otelul este incalzit la temperaturi care stau putin peste linia GSE si punctele sale critice, se inmoaie si se raceste in aer. Astfel, viteza de finalizare a proceselor crește. Cu toate acestea, prin această procedură este posibilă realizarea unei structuri raționale de liniște numai dacă compoziția oțelului este determinată de carbon într-o cantitate care nu depășește 0,4%. Cu o creștere a cantității de carbon, există o creștere a durității. Același oțel după normalizare are o duritate mare, împreună cu un boabe fine uniform distribuite. Tehnica face posibilă creșterea semnificativă a rezistenței aliajelor la rupere și conformitatea cu prelucrarea prin tăiere.

Posibile defecte de recoacere

În timpul operațiunilor de tratare termică, trebuie să respectați specificațiile modurile de temperatură încălzire și răcire. În caz de încălcare a cerințelor, pot apărea diverse defecte.

1. Oxidarea stratului de suprafață și formarea scării. În timpul operațiunii, metalul încălzit reacționează cu oxigenul aerului, ceea ce duce la formarea scării pe suprafața piesei de prelucrat. Trebuie să fie curățată mecanic sau cu ajutorul reactivilor chimici speciali.
2. Arderea carbonului. De asemenea, apare ca urmare a efectului oxigenului asupra metalului fierbinte. Reducerea cantității de carbon din stratul de suprafață duce la o scădere a proprietăților sale mecanice și tehnologice. Pentru a preveni aceste procese, detensionare, oțelul trebuie realizată în paralel cu intrarea cuptorului interior gazul de protecție a cărui sarcină principală - pentru a preveni interacțiunile din aliaj cu oxigenul.
3. Supraîncălzirea. Este o consecință a expunerii prelungite la cuptor la temperaturi ridicate. Are consecința creșterii excesive a boabelor, dobândirea unei structuri eterogene cu granulație grosieră, creșterea fragilității. Se corectează prin efectuarea încă unei etape de recoacere completă.
4. Ars. Se produce ca urmare a depășirii valorilor admise de încălzire și de înmuiere, duce la distrugerea legăturilor între anumite boabe, răstoarnă complet întreaga structură a metalului și nu este supusă corecției.

Pentru a preveni eșecurile, este important să efectuați în mod clar sarcinile de tratare termică, să aveți abilități profesionale și să controlați strict procesul.

microstructură oțel Recoacerea este de mare impact tehnologie de conducere a pieselor de orice complexitate, iar compoziția optimă și structura internă necesară pentru etapele ulterioare ale influențelor termice, prelucrarea și introducerea structurii în funcțiune.