Keményedés
Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. május 25-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 5 szerkesztést igényelnek .A keményedés vagy keményedés az anyagok ( fémek , fémötvözetek , üvegek ) hőkezelésének egy fajtája, amelynek során azokat egy kritikus pont (a kristályrács típusának változásának hőmérséklete, azaz polimorf átalakulás ) fölé hevítik., vagy az a hőmérséklet, amelyen az alacsony hőmérsékleten létező fázisok feloldódnak a mátrixban), majd gyors lehűlés. A fém keményítését, hogy több üres helyet kapjunk, nem szabad összetéveszteni a hagyományos edzéssel, amely megköveteli, hogy az ötvözetben lehetséges fázisátalakítások történjenek. A hűtést leggyakrabban vízben vagy olajban hajtják végre, de vannak más hűtési módok is: szilárd hűtőfolyadék pszeudoforraló rétegében, sűrített levegő sugárral, vízköddel, folyékony polimer oltóközegben stb.
Az edzett anyag keményebbé válik , de törékennyé , kevésbé képlékenysé és kevésbé képlékenysé válik , ha több fűtési-hűtési ismétlést végzünk. A ridegség csökkentésére, valamint a hajlékonyság és a szívósság növelésére polimorf transzformációval történő keményítés után temperálást alkalmaznak . A polimorf átalakulás nélküli kioltás után az öregítést alkalmazzák . A temperálás során az anyag keménysége és szilárdsága enyhén csökken [1] .
A belső feszültségeket az anyag temperálásával távolítják el . Egyes termékekben az edzést részlegesen hajtják végre, például a japán katana gyártása során csak a kard vágóéle keményedik meg.
Jelentős mértékben hozzájárult a keményítési módszerek kidolgozásához Chernov Dmitry Konstantinovich . Megindokolta és kísérletileg bebizonyította, hogy a jó minőségű acél előállításánál nem a kovácsolás a döntő, ahogyan korábban feltételeztük, hanem a hőkezelés. Meghatározta az acél hőkezelésének hatását annak szerkezetére és tulajdonságaira. 1868-ban Csernov felfedezte az acél fázisátalakulásának kritikus pontjait, amelyeket Chernoff-pontoknak neveznek . 1885-ben fedezte fel, hogy a keményítés nem csak vízben és olajban, hanem forró környezetben is elvégezhető. Ez a felfedezés volt a lépcsőzetes edzés alkalmazásának kezdete, majd az ausztenit izoterm átalakulásának vizsgálata [2] .
Az indulatok típusai
Polimorf transzformációval- Edzés polimorf transzformációval, acélokhoz
- Edzés polimorf átalakulás nélkül, a legtöbb színesfémhez .
Teljes - az anyagot 30-50 °C-kal a GS vonal fölé melegítik a hipoeutektoid acél és az eutektoid , a PSK hipereutektoid vonal felett, ebben az esetben az acél ausztenit és ausztenit + cementit szerkezetét kapja . Hiányos - a fűtés a diagram PSK vonala felett történik, ami a keményedés végén felesleges fázisok kialakulásához vezet. A nem teljes edzést általában a szerszámacéloknál alkalmazzák .
Oltóközeg
A kioltás során az ausztenit martenzites átalakulási hőmérsékletre történő túlhűtése gyors hűtést igényel, de nem a teljes hőmérsékleti tartományban, hanem csak 650-400 ° C-on belül, vagyis abban a hőmérséklet-tartományban, amelyben az ausztenit a legkevésbé stabil és a leggyorsabban átalakul ferrit -cement keverék. 650 °C felett alacsony az ausztenit átalakulási sebessége, ezért ebben a hőmérsékleti tartományban lassan lehűthető az oltás közbeni keverék, de természetesen nem annyira, hogy meginduljon a ferrit kiválás vagy az ausztenit átalakulása perlitté .
A keményítő közegek (víz, olaj, víz-polimer keményítőközeg, valamint az alkatrészek hűtése sóoldatokban) hatásmechanizmusa a következő. Abban a pillanatban, amikor a termék az oltóközegbe merül, túlhevített gőzfilm képződik körülötte, a lehűlés ennek a gőzköpenynek a rétegén keresztül, azaz viszonylag lassan történik. Amikor a felületi hőmérséklet elér egy bizonyos értéket (amelyet az oltófolyadék összetétele határoz meg), amelynél a gőzköpeny eltörik, a folyadék forrni kezd az alkatrész felületén, és gyorsan lehűl.
A viszonylag lassú forrás első szakaszát filmforrási szakasznak, a gyors hűtés második szakaszát nukleáris forráspontnak nevezik. Ha a fémfelület hőmérséklete a folyadék forráspontja alatt van , a folyadék már nem forrhat fel, és a lehűlés lelassul. Ezt a szakaszt konvektív hőátadásnak nevezik . [3]
Edzési módszerek
- Kioltás egy hűtőben - egy bizonyos hőmérsékletre felmelegített alkatrészt oltófolyadékba merítenek, ahol teljesen lehűl. Ezt a módszert szén- és ötvözött acélból készült egyszerű alkatrészek edzésére használják.
- Megszakított edzés két környezetben – ezt a módszert magas széntartalmú acélok edzésére használják. Az alkatrészt először gyorsan hűtjük gyorsan hűtési közegben (pl. víz), majd lassan hűtjük (olaj).
- A permetezéses keményítés egy alkatrész intenzív vízsugárral történő permetezéséből áll, és általában akkor alkalmazzák, ha egy alkatrész egy részének keményítésére van szükség. Ez a módszer nem képez gőzköpenyt, amely mélyebb keményedést biztosít, mint az egyszerű vízben történő kioltás. Az ilyen keményítést általában HDTV-berendezések induktoraiban hajtják végre.
- A lépcsős edzés olyan edzés, amelynek során az alkatrészt egy adott acél martenzites pontja feletti hőmérsékletű edzőközegben hűtik . A hűtés és ebben a környezetben való tartás során az edzett résznek a szelvény minden pontján el kell érnie az edzõfürdő hőmérsékletét. Ezután következik a végső, általában lassú lehűlés, amely során megtörténik a keményedés, vagyis az ausztenit átalakulása martenzitté .
- Izotermikus keményedés . A lépcsőzetes oltással ellentétben az izoterm oltás során az acélt annyi ideig kell az oltóközegben tartani, hogy az ausztenit izoterm átalakulása véget érjen.
- Lézeres edzés . A fémek és ötvözetek lézersugárzással történő hőkeményítése a felület helyi felmelegítésén alapul sugárzás hatására, majd ennek a felületnek a szuperkritikus sebességgel történő lehűlésén, a fém belső rétegeibe történő hőelvonás eredményeként. A termikus edzés más jól ismert eljárásaitól (nagyfrekvenciás árammal történő hűtés, elektromos melegítés, olvadékból történő kioltás és egyéb módszerek) eltérően a lézeres edzés során végzett hevítés nem térfogati, hanem felületi folyamat.
- HDTV edzés (indukció) - keményítés nagyfrekvenciás áramokkal - az alkatrészt egy induktorba helyezzük és abban nagyfrekvenciás áramok indukálásával melegítjük.
Hibák
Az acél edzése során fellépő hibák. [négy]
- Az edzett rész elégtelen keménysége az alacsony fűtési hőmérséklet, a rövid üzemi hőmérsékleti expozíció vagy az elégtelen hűtési sebesség következménye. Hibajavítás : normalizálás vagy lágyítás, majd keményítés; energikusabb oltóközeg használata.
- A túlmelegedés azzal jár, hogy a terméket a kioltáshoz szükséges melegítési hőmérsékletnél lényegesen magasabb hőmérsékletre melegítik. A túlmelegedés durva szemcsés szerkezet kialakulásával jár együtt, ami az acél fokozott ridegségét eredményezi. Hibajavítás : izzítás (normalizálás) és ezt követő edzés a kívánt hőmérsékleten.
- A kiégés akkor következik be, amikor az acélt nagyon magas hőmérsékletre hevítik, közel az olvadásponthoz (1200-1300 °C) oxidáló atmoszférában. Az oxigén behatol az acélba, és a szemcsehatárok mentén oxidok képződnek. Az ilyen acél törékeny és nem javítható.
- Az acél oxidációját és dekarbonizációját az alkatrészek felületén vízkő (oxidok) képződése és a felületi rétegekben a szén elégetése jellemzi. Az ilyen típusú hőkezeléssel kötött házasság helyrehozhatatlan. Ha a megmunkálási ráhagyás megengedi, az oxidált és széntelenített réteget csiszolással el kell távolítani. Az ilyen típusú házasság elkerülése érdekében ajánlott az alkatrészeket védő atmoszférával rendelkező kemencékben melegíteni.
- A vetemedés és a repedések a belső feszültségek következményei. Az acél melegítése és hűtése során térfogatváltozások figyelhetők meg, a hőmérséklettől és a szerkezeti átalakulásoktól függően (az ausztenit martenzitre való átmenete 3%-ig terjedő térfogatnövekedéssel jár). Az edzett alkatrész térfogata feletti átalakulási időbeli eltérése, amely a keresztmetszeten átívelő eltérő méretekből és hűtési sebességekből adódik, erős belső feszültségek kialakulásához vezet, amelyek az edzés során repedéseket és az alkatrészek megvetemedését okozzák.
Jegyzetek
- ↑ Kemencék acél hőkezeléséhez . Hozzáférés dátuma: 2011. július 10. Az eredetiből archiválva : 2012. február 17.
- ↑ Bolkhovitinov N.F. Fémtudomány és hőkezelés: Tankönyv a gépészet számára. Vtuzov / N. F. Bolkhovitinov, a mérnök doktora. Tudományok prof. - 2. kiadás, átdolgozva. - M . : Mashgiz, 1952. - 426 p.
- ↑ V.N. Zaplatin, Yu.I. Szapozsnyikov, A.V. Dubrov, U.M. Duhneev. Anyagtudományi alapismeretek (fémfeldolgozás) / szerk. V.N. Platina. - M. : Akadémia, 2017. - S. 141-142. — 272 p. - ISBN 978-5-4468-4122-6 . Archiválva 2021. november 22-én a Wayback Machine -nél
- ↑ Ostapenko N. N., Kropivnitsky N. N. A fémek technológiája. — 2. kiadás. - Moszkva: Felsőiskola, 1970. - 344 p.
Irodalom
- Temperálás // Euklidész - Ibsen. - M . : Szovjet Enciklopédia, 1972. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 kötetben] / főszerkesztő A. M. Prohorov ; 1969-1978, 9. v.).
- Gulyaev A.P. Kohászat: Tankönyv felsőoktatási intézmények számára. - 5. kiadás, átdolgozva. - M . : Kohászat, 1977. - 647 p.
Linkek
 Szótárak és enciklopédiák |
|---|
| Fémek hőkezelése | ||
|---|---|---|
| Általános fogalmak fémtudomány Kristály cella fázisdiagram Vas-szén ötvözetek állapotdiagramja | ||
| Alapfolyamatok | ||
| Kapcsolódó folyamatok | ||
| Fémek céltulajdonságai | ||