Tratamentul termic al oțelului: descriere, tipuri

Caracteristici ale tratamentului termic

Pentru a da proprietățile dorite ale părții metalice, aceasta este supusă unui tratament termic. În timpul acestui proces există o schimbare structurală în material.

Produsele metalice utilizate în fermă trebuie să fie rezistente la influențele externe. Pentru a realiza acest lucru, metalul trebuie să fie întărit de acțiunea temperaturii ridicate. Acest tratament schimba forma laturii cristaline, minimizeaza stresul intern si imbunatateste proprietatile acestuia.

Tipuri de tratare termică a oțelului

Tratamentul termic al oțelului este redus la trei etape: încălzire, înmuiere și răcire rapidă. Există mai multe tipuri acest proces, dar principalele etape ale acestora rămân aceleași.

Există astfel de tipuri de tratament termic:

• Tehnică (temperare, temperare, tratament criogenic, îmbătrânire).
• Thermomechanical, care utilizează nu numai temperaturi ridicate, ci și impact fizic asupra metalului.
• Tratamentul chimic-termic include tratamentul termic al metalului cu expunerea ulterioară la suprafața azotului, cromului sau carbonului.

recoacere

Acesta este procesul de producție de încălzire a metalului la o temperatură specificată și apoi de răcire lentă, care are loc în mod natural. Ca rezultat al acestei proceduri, eterogenitatea metalului este eliminată, tensiunea internă este redusă, iar duritatea aliajului este redusă, ceea ce facilitează în mare măsură prelucrarea acestuia. Există două tipuri de recoacere: primul și al doilea.

Când se recuperează primul tip, starea de fază a aliajului variază nesemnificativ. Are soiuri:

• Homogenizat - temperatura este de 1100-1200 ° C, metalul este în vârstă de 7-14 ore în astfel de condiții.
• Temperatura de recristalizare - recoacere de 100-200 ° C, această procedură este utilizată pentru oțelul nitat.

În timpul recoacerii celui de-al doilea tip, apare o schimbare de fază în metal. Procesul are mai multe tipuri:

• Reacția completă - metalul se încălzește cu 25-40 ° C peste valoarea critică pentru acest material și se răcește la o viteză specială.
• Incomplet - aliajul se încălzește până la punctul critic și se răcește mult timp.
• Difuzia - recoacerea se face la o temperatură de 1100-1200 ° C.
• Izotermică - încălzirea metalului are loc ca și în cazul recoacerii complete, dar răcirea se află sub temperatura critică, răcirea în aer liber.
• Normalizată - recoacerea completă a metalului cu răcire în aer.

întărire

Acesta este procesul de manipulare a metalului pentru realizarea transformării martensitice, care asigură o rezistență sporită și o plasticitate redusă a produsului. În timpul răcirii, aliajul este încălzit la o valoare critică, ca în timpul recoacerii, dar procesul de răcire este mult mai rapid și pentru aceasta este folosită o baie cu un lichid. Există mai multe tipuri de temperare:

• Încălzirea într-un singur lichid, pentru piese mici, folosiți ulei, iar pentru părți mari - apă.
• Întreruperea intermitentă - o scădere a temperaturii are loc în două etape: răcirea bruscă la o temperatură de 300 ° C, folosind apă, iar apoi produsul este plasat în ulei sau în aer liber.
• Pas cu pas - când metalul atinge temperatura necesară, se răcește în săruri topite și apoi în aer liber.
• Izotermă - similară cu cea a unei trepte, diferă în timp de expunere.
• Încălzirea cu auto-eliberare, aliaj nu este complet răcit, lăsând un patch cald în mijloc. Ca rezultat, metalul primește o rezistență sporită și o vâscozitate ridicată. Această combinație este excelentă pentru instrumente de percuție.

În mod necorespunzător, sa întărit poate duce la apariția unor astfel de defecte:

• decarbonatare;
• fisuri;
• răstălmăcire sau curele.

Principalul motiv al leșurilor și fisurilor este o schimbare neuniformă a mărimii piesei în timpul răcirii sau încălzirii. Ele pot apărea, de asemenea, cu o creștere accentuată a rezistenței în anumite locuri. Cea mai bună modalitate de a evita aceste probleme este răcirea lentă a metalului la valoarea transformării martensitice.

Leșirea și răsturnarea apar atunci când părțile curbate sunt răcite neuniform. Aceste defecte sunt destul de mici și pot fi corectate prin măcinare. Reîncărcarea preliminară a pieselor și încălzirea lor graduală și uniformă vor ajuta la evitarea defecțiunilor.

Decarburarea metalului are loc ca urmare a arderii carbonului în timpul încălzirii prelungite. Intensitatea procesului depinde de temperatura de încălzire, cu cât este mai mare, cu atât procesul este mai rapid. Pentru corectare, partea este încălzită într-un mediu neutru (cuptor cu mufe).

Ocalinul de pe suprafața metalului duce la arderea și deformarea produsului. Acest lucru reduce viteza de încălzire și face dificilă prelucrarea. Ocalin îndepărtat chimic sau mecanic. Pentru a evita aceste probleme, este necesar să se utilizeze o pasta speciala (100 g silicat de sodiu, 25 g de grafit, 75 g argilă refractară, 14 g de borax, 100 g apă, 30 g de carborundum). Compoziția se aplică produselor și se lasă să se usuce complet, apoi se încălzește ca de obicei.

vacanță

Se înmoaie efectul de întărire, ameliorează stresul, reduce fragilitatea, crește vâscozitatea. Eliberarea se face prin încălzirea părții, întărită la temperatura critică. În funcție de valoarea temperaturii, se pot obține stările buretelui, martensitei, sorbitolului. Ele diferă de stările similare în întărirea prin proprietăți și structură, ceea ce este mai precis. Acest lucru crește ductilitatea și rezistența aliajului. Un metal cu o structură punctuală are o duritate mai mare a impactului.

În funcție de temperatură distinge astfel de tipuri de concediu: scăzut, mediu, ridicat.

Pentru a determina temperatura exactă, utilizați o diagramă de culori. Un film de oxizi de fier dă metalului culori diferite. Se pare că dacă produsul este răzuit și încălzit la 210 ° C, pe măsură ce crește temperatura, grosimea filmului crește.

La temperaturi scăzute (temperatură de până la 300 ° C), martensitele rămân în aliaj, ceea ce modifică structura materialului. În plus, carbură de fier este eliberat. Aceasta mărește viscozitatea oțelului și reduce duritatea acestuia. La temperarea scăzută, metalul este răcit în bai de sare și ulei.

Debitarea ridicată îmbunătățește semnificativ proprietățile mecanice ale oțelului, crește vâscozitatea, ductilitatea, rezistența. Este utilizat pe scară largă pentru fabricarea de arcuri, tije de motor, matrițe forjate, osii autovehiculelor. Pentru oțelul aliat cu granulație fină, temperarea se realizează imediat după normalizare.

Pentru a crește lucrabilitatea metalului, normalizarea sa se realizează la temperaturi ridicate (970 ° C), ceea ce sporește duritatea. Pentru a reduce acest parametru, faceți o vacanță mare.

Tratamentul criogenic

Schimbările în structura metalului pot fi realizate nu numai prin temperaturi ridicate, ci și prin temperaturi scăzute. Aliajul de prelucrare la o temperatură sub 0 ° C este utilizat pe scară largă în diferite industrii. Procesul are loc la o temperatură de 195 ° C.

Avantajele procesării criogenice:

• Reduce cantitatea de austenită, care dă stabilitate dimensiunilor pieselor.
• Nu necesită eliberare ulterioară, ceea ce scurtează ciclul de producție.
• După o astfel de prelucrare, piesele sunt mai potrivite pentru șlefuire și lustruire.

Tratament chimico-termic

Tratamentul chimic-termic include nu numai expunerea la temperaturi ridicate, ci și chimice. Rezultatul acestei proceduri este creșterea rezistenței și rezistenței la uzură a metalului, precum și rezistența la foc și rezistența la acid.

Există astfel de tipuri de procesare:

• Cimentare.
• Nitrurare.
• Carbonitriding.
• Boriding.

Cimentarea oțelului este un proces de tratare suplimentară a metalelor cu carbon înainte de stingere și temperare. După procedură, rezistența produsului este mărită în timpul torsiunii și îndoirii.

Înainte de începerea procesului de carburizare, suprafața este curățată cu atenție, după care este acoperită cu compuși speciali. Procedura se efectuează după uscarea completă a suprafeței.

Există mai multe tipuri de carburizare: lichid, solid, gaz. Primul tip utilizează o baie specială pentru cuptor, în care sunt acoperite 75% sifon, 10% carbura de siliciu, 15% clorură de sodiu. După aceea, produsul este scufundat într-un recipient. Procesul durează 2 ore la 850 ° C.

Este convenabil să efectuați carburi grele într-un atelier de lucru la domiciliu. Pentru aceasta, utilizați o pastă specială pe bază de sodă calcinată, funingine, acid oxalic de sodiu și apă. Compoziția rezultată este aplicată la suprafață și amestecul este lăsat să se usuce. După aceea, produsul este pus în cuptor timp de 2 ore la o temperatură de 900 ° C.

În cazul carburizării cu gaz, se utilizează amestecuri de gaze care conțin metan. Procedura are loc într-o cameră specială la o temperatură de 900 ° C.

Nitridarea oțelului este procesul de saturare a suprafeței metalice cu azot prin încălzirea la 650 ° C într-o atmosferă de amoniac. După tratament, aliajul își mărește duritatea și, de asemenea, obține rezistență la coroziune. Nitridarea, spre deosebire de cimentare, vă permite să vă mențineți rezistența ridicată la temperaturi ridicate. Și, de asemenea, produsele nu se îndoaie atunci când se răcește. Nitrizarea metalului este utilizată pe scară largă în industrie pentru a conferi rezistență la uzură produsului, pentru a spori duritatea și a proteja împotriva coroziunii.

Nitro-cimentarea oțelului constă în tratarea suprafeței cu carbon și azot la temperaturi ridicate, cu temperatură și călire ulterioare. Procedura poate fi efectuată la o temperatură de 850 ° C într-un mediu gazos. Nitrocarburizarea este utilizată pentru oțelurile de unelte.

Atunci când se bortează oțelul, un strat de bor se aplică pe suprafața metalului. Procedura are loc la o temperatură de 910 ° C. Acest tratament este folosit pentru a spori durabilitatea instrumentelor de morte și de foraj.

Tratament termomecanic

Când utilizați această metodă temperaturi ridicate și deformare plastică. Există astfel de tipuri de procesare termomecanică:

• Temperatură ridicată.
• Temperatură scăzută.
• Preliminar.

La prelucrarea la temperaturi ridicate, deformarea metalului are loc după încălzire. Aliajul este încălzit peste temperatura de recristalizare. După aceasta, se realizează întărirea prin temperare.

Tratament la temperaturi ridicate:

• Crește viscozitatea.
• Elimină fragilitatea temperaturii.

O astfel de prelucrare este supusă unui oțel aliat structural, cu scule, din carbon, de primăvară.

În cazul unui tratament cu temperatură scăzută, preforma după răcire este menținută la o temperatură sub valoarea de recristalizare și deasupra transformării martensitice. În acest stadiu, se face deformarea plastică. O astfel de prelucrare nu conferă stabilitate metalului în timpul temperării și pentru implementarea sa necesită echipamente puternice.

Pentru a efectua procesarea termomecanică, trebuie utilizate dispozitive speciale pentru presiunea, încălzirea și răcirea piesei de prelucrat.

Tratamentul termic al aliajelor neferoase

Metalele neferoase diferă în proprietățile lor una față de cealaltă, prin urmare, pentru ele folosesc propriile tipuri de tratament termic. Pentru a egaliza compoziția chimică a cuprului, acesta este supus recoiltării prin recoacere. Alamă este procesată la o temperatură scăzută (200 ° C). Bronzul este răcit la 550 ° C Magneziul este stins, recoace și îmbătrânit, aluminiul este supus unui tratament similar.

În metalurgia feroasă și neferoasă, se folosesc pe scară largă diferite tipuri de tratare termică a metalelor. Ele sunt folosite pentru a obține proprietățile dorite ale aliajelor, precum și economii de costuri. Pentru fiecare procedură și pentru metal, sunt selectate valorile temperaturii.