Kennis - Sanxin

Hittebehandeling is 'n deurslaggewende stap om die meganiese eienskappe van gegote staalonderdele te verseker. Deur vorming, giet, uitskud en skoonmaak neem die gietstuk sy finale vorm aan – maar dit is dalk nie sterk of buigsaam genoeg vir finale gebruik nie. Deur die metaal teen verskillende snelhede te verhit en af ​​te koel, kan gieterye sy meganiese eienskappe verander. Maar hoe verander die toepassing van hitte die sterkte of buigsaamheid van die metaal? ​​​​​​​

Kristallisasie en metaal eienskappe

Wanneer gesmelte metaal afkoel, stol dit in 'n kristallyne struktuur. Onder 'n mikroskoop lyk hierdie strukture soos die ryppatrone wat in die winter op glas vorm. Elke struktuur groei vanaf 'n sentrale punt totdat dit 'n ander kristalstruktuur ontmoet. Hierdie strukture vorm die "korrels" van die metaal.

Net soos verskillende wintertoestande verskillende soorte ryppatrone veroorsaak, verander verskillende temperature ook die kristalle wat gevorm word wanneer metale gemaak word. Die korrels wat hulle produseer, is gewoonlik onsigbaar, maar word duidelik wanneer die metaal met suur geëts word.

Die vorm en verwantskap van korrels in 'n legering bepaal die meganiese eienskappe daarvan. Wanneer metaal geslaan word, kan ronde korrels verby mekaar gly, en duik eerder as om ferm te bly of te breek. Plat korrels kan soos bakstene in 'n muur stapel en mekaar ondersteun; hulle is sterker as ronde korrels, maar laat steeds 'n mate van beweging toe. Gekerfde korrels wat inmekaar steek, kan glad nie gee nie. Hittebehandeling van metale kan hul kristallisasie hervorm en sodoende hul korrels en dus die eienskappe van die metaal verander.

Werkgeharde metale

Die beeld van 'n smid wat 'n gloeiende metaalplaat in sy smee hamer, hoewel dit nie meer algemeen is nie, is onmiddellik herkenbaar. Maar vir die grootste deel van die menslike geskiedenis het smede metale meganies bewerk om hulle sterker te maak. Vandag word staal nie meer met die hand deur smede gesmee nie, maar word dit dikwels gerol om dit meganies te verhard.

'n Uitbeelding van die korrelstruktuur verduidelik die effek van werkverharding. Die ronde deeltjies binne die metaal vervorm, en hul nuwe vorms gee die metaal sterkte. Byvoorbeeld, in koue rol word die ronde korrels uitgedruk en gestrek, wat meer soos stokke word. Hierdie stokke ondersteun mekaar, soos 'n bondel stokke. 'n Smid of metaalwerker kan 'n voorwerp hamer, draai, verhit, afkoel en rek om die vorm van die korrels te verander. As die korrels nêrens heen het om heen te gaan wanneer hulle geslaan word nie, vorm hulle 'n onbeweegbare onelastiese matriks, wat sodoende die hardheid van die metaal verhoog.

Hierdie hardheid kan egter teen 'n prys kom: sterkte kan die materiaal bros maak. Onreëlmatige gevormde korrels gly nie maklik verby mekaar nie: hulle is aanmekaar vasgewig. Enige impak wat groot genoeg is - groter as die sterkte van die bindings tussen die korrels - sal hulle skei.

Hittebehandelde metale

Gieterye het begin om die gewenste meganiese eienskappe van staal te skep deur 'n legering te kies wat bekend is om hierdie eienskappe te produseer. Soos die gietstukke egter afgekoel het, was die kristallisasie van hierdie metaal byna onmoontlik om te beheer. Aangesien kristallisasie die meganiese eienskappe van die metaal affekteer, kan die legering dalk nie optimaal presteer nie, tensy dit verder verwerk word. Gieterye kan dit bereik deur die metaal op 'n beheerde en gereelde manier te verhit en af ​​te koel.

Hittebehandeling is 'n nie-vernietigende metode om die eienskappe van materiale te verander. Dit is soms 'n sekondêre proses vir werkverharde metale - maar dit is die voorkeurmetode vir gieterye omdat die gietstukke reeds in die regte vorm is en nie gemasjineer kan word nie.

Kristallisasie begin byna altyd by die buitenste oppervlak en beweeg na binne, en - veral in groot gietstukke - is daar 'n aansienlike temperatuurverskil tussen die dop en die middel van die gietstuk. Kristalle groei onreëlmatig, gewoonlik skerper en minder rekbaar naby die oppervlak. Hulle is gewoonlik meer afgerond, en dus sagter hoe verder hulle gaan. Die vorm van die gietstuk en defekte of insluitings in die metaal kan die afkoeltempo beïnvloed, wat lei tot verskillende meganiese eienskappe in verskillende areas van die metaal. Hierdie verskille kan interne metaalvervorming veroorsaak, wat lei tot metaalmoegheid of mislukking. Hittebehandeling laat gieterye toe om terug te gaan in die metaal en die kristalle waaruit dit bestaan, te herrangskik.

Soak is die proses om 'n gietstuk bo die herkristallisasiepunt te bring. Die gespesifiseerde "temperatuurtyd" vir deurweek in hittebehandeling laat die kristalle in die metaal toe om te smelt en te herorganiseer. Die hersiening van die yster-koolstoffase-siklus kan gieterye help om te verstaan ​​hoe lank om 'n gietstuk by 'n sekere temperatuur te hou om voorsiening te maak vir spesifieke koolstofdiffusie.

In die meeste (maar nie alle nie) dele van die yster-koolstoffase-siklus verminder deurweek gegote of verwerkte metale hul hardheid en brosheid. Soos die deeltjies in die metaal meer gereeld groei, word hulle ronder en kan hulle by impak herrangskik deur verby mekaar te gly. Daarbenewens, aangesien die item altyd dieselfde temperatuur bereik, is die kristalle gewoonlik meer eenvormig as dié in nuut gegote stukke.

uitgloeiing

Uitgloeiing begin met week en gaan voort deur die staal in die oond baie stadig af te koel. Die gieter skakel die oond af en laat die temperatuur sagkens en beheerbaar daal. Tydens verhitting en afkoeling het die hele voorwerp termiese konsekwentheid, wat beteken dat daar baie min interne spanning is: daar sal geen metaal-"streke" met verskillende kristallyne eienskappe wees nie. Uitgegloeide metale het gewoonlik baie goeie rekbaarheid, met verhoogde rekbaarheid, treksterkte en verlenging. As gevolg van die baie stadige afkoelkurwe is die korrelgrootte van uitgegloeide metale gewoonlik baie groot.

normaliseer

Normalisering van metaal behels verhitting tot die herkristallisasietemperatuur en dan uit die oond trek en in die atmosfeer afkoel. Baie van die eienskappe van uitgegloeide metaal is ook teenwoordig in genormaliseerde metaal, maar as gevolg van die onvolledige eenvormigheid van verkoeling, is die korrels dikwels minder gereeld. Nietemin is die temperatuurverskil baie kleiner as dié in verkoelde metaal, wat beteken dat gestandaardiseerde produkte minder bros is.

Die afkoeltempo wat in normalisering gevind word, produseer kleiner korrels in die metaal as uitgloeiing, wat beteken dat dit gewoonlik sterker of harder is as uitgegloeide metaal.

blus

Wat as uiters hoë hardheid vereis word? By die vervaardiging van gereedskap en masjienonderdele kan die versagting van die metaal die doel verslaan.

Hittebehandeling kan voorsiening maak vir gespesifiseerde en konsekwente hardheid. Om staal hard te maak, dompel gieterye die staal onder totdat austeniet die dominante molekule word en blus dit dan in koue olie of geforseerde lug. Wanneer austeniet aan 'n koue skok onderwerp word, vorm dit 'n effens onreëlmatige kristalstruktuur wat martensiet genoem word. As gevolg van die vervorming van koolstof in elke martensietmolekule, is hierdie materiaal harder.

Aangesien blus van buite na binne plaasvind, is groot voorwerpe onderworpe aan die druk van vinnige kristallisasie, wat interne spanning in die metaal kan veroorsaak. As blus te uiterste is, kan hierdie kragte soms krake veroorsaak. Om hierdie rede is waterblus nie algemeen vir groot staalvoorwerpe nie, want dit veroorsaak 'n vinnige daling in temperatuur, wat lei tot die vorming van krake. Olie en lug koel effens minder aggressief af.

Uitblus verhard egter meer as net staal. Waterblus word in gieterye gebruik. Nie-staal metale kan dalk nie dieselfde interne druk weerstaan ​​nie omdat hul fases en molekulêre strukture verskil. Mangaan kan water geblus word teen 'n baie hoër temperatuur as staal sonder om te kraak. Die temperatuurverskil is egter so groot dat enige blus 'n groot hoeveelheid energie sal hanteer wat verkeerd kan gaan! Hieronder is 'n ontploffing tydens die blusproses van 'n mangaanstaalgietsel wat veroorsaak word deur 'n oorblywende sandkern.

temper

Om die regte balans tussen hardheid en rekbaarheid te vind, kan ook bereik word deur 'n proses wat tempering genoem word. Tempering word gewoonlik op geblusde staal gedoen om dit minder bros te maak terwyl dit 'n mate van hardheid behou. In tempering word die metaal herverhit, maar teen 'n temperatuur laer as wat gebruik word in uitgloeiing, normalisering of blus.

Martensiet is nie 'n stabiele molekulêre struktuur by hoë temperature nie-dit vorm onder skok-dus om staal te temper beteken om die martensiet onstabiel te maak en te veroorsaak dat dit in sementiet en ferriet begin transformeer. Die temperatuurreeks en duur in die temperoond sal die omvang van die martensiettransformasie, en dus die sagtheid van die metaal, beïnvloed. Byvoorbeeld, metaalvere kan by 'n hoër temperatuur getemper word om elastisiteit te verhoog in vergelyking met gereedskap wat by 'n laer temperatuur getemper word om hardheid te handhaaf.

Tempering word dikwels gebruik om interne spanning in geblusde materiale te verlig. ’n Metaal wat ander termiese spanninge ondergaan het, soos sweiswerk of smee, kan getemper word om die interne molekules effens te laat ontspan.

Hittebehandeling variasies

In gieterye word gietstukke gewoonlik aan eenvormige hittebehandeling onderwerp. Soms kan items egter onreëlmatige hittebehandeling ondergaan. Geharde staal swaarde ondergaan tipies verskillende grade van tempering om die lem hard te maak terwyl die kern elasties gehou word. Vere ondergaan soms verskillende hittebehandelings om by hul funksies te pas.

Vigorhet meer as 18 jaar ondervinding op hittebehandeling van gietstukke, smeewerk en ander metaalonderdele.As u enige vrae en aanvraag het oor produkontwikkeling of u voorsieningsketting verbeter, kontak ons ​​asseblief byinfo@castings-forging.com