Trajtimi termik i lidhjeve. Llojet e trajtimit termik

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Trajtimi termik i lidhjeve është një pjesë integrale e procesit të prodhimit të metalurgjisë me ngjyra dhe me ngjyra. Si rezultat i kësaj procedure, metalet janë në gjendje të ndryshojnë karakteristikat e tyre në vlerat e kërkuara. Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë llojet kryesore të trajtimit termik të përdorur në industrinë moderne.

Esenca e trajtimit termik

Gjatë prodhimit të produkteve gjysëm të gatshme, pjesët metalike trajtohen me nxehtësi për t'u dhënë atyre vetitë e dëshiruara (rezistenca, rezistenca ndaj korrozionit dhe konsumit, etj.). Trajtimi termik i lidhjeve është një grup procesesh të krijuara artificialisht gjatë të cilave ndodhin ndryshime strukturore dhe fizike dhe mekanike në lidhjet nën ndikimin e temperaturave të larta, por përbërja kimike e substancës ruhet.

Qëllimi i trajtimit të nxehtësisë

Produktet metalike që përdoren çdo ditë në të gjithë sektorët e ekonomisë kombëtare duhet të plotësojnë kërkesat e larta për rezistencë ndaj konsumit. Metali, si lëndë e parë, duhet të forcohet me vetitë e nevojshme të performancës, të cilat mund të jenëekspozohen ndaj temperaturave të larta. Trajtimi termik i lidhjeve me temperatura të larta ndryshon strukturën fillestare të një substance, rishpërndan përbërësit e saj përbërës, transformon madhësinë dhe formën e kristaleve. E gjithë kjo çon në minimizimin e stresit të brendshëm të metalit dhe në këtë mënyrë rrit vetitë e tij fizike dhe mekanike.

Llojet e trajtimit termik

Trajtimi termik i lidhjeve metalike zbret në tre procese të thjeshta: ngrohja e lëndës së parë (gjysmë e gatshme) në temperaturën e dëshiruar, mbajtja e saj në kushtet e specifikuara për kohën e kërkuar dhe ftohja e shpejtë. Në prodhimin modern, përdoren disa lloje të trajtimit termik, të cilët ndryshojnë në disa veçori teknologjike, por algoritmi i procesit në përgjithësi mbetet i njëjtë kudo.

Sipas mënyrës së kryerjes së trajtimit termik dallohen këto lloje:

• Termatik (forcim, kalitje, pjekje, plakje, trajtim kriogjenik).
• Trajtimi termo-mekanik përfshin trajtimin në temperaturë të lartë të kombinuar me veprimin mekanik në aliazh.
• Kimiko-termik përfshin trajtimin termik të metalit, i ndjekur nga pasurimi i sipërfaqes së produktit me elementë kimikë (karbon, azot, krom, etj.).

Pjekja

Pjekja është një proces prodhimi në të cilin metalet dhe lidhjet nxehen në një temperaturë të paracaktuar dhe më pas, së bashku me furrën në të cilën u krye procedura, ftohen shumë ngadalë në mënyrë natyrale. Si rezultat i pjekjes, është e mundur të eliminohen johomogjenitetet e përbërjes kimikesubstancat, lehtësojnë stresin e brendshëm, arrijnë një strukturë kokrrizore dhe e përmirësojnë atë si të tillë, si dhe zvogëlojnë fortësinë e lidhjes për të lehtësuar përpunimin e saj të mëtejshëm. Ekzistojnë dy lloje të pjekjes: pjekja e llojit të parë dhe të dytë.

Pjekja e klasit të parë nënkupton trajtimin termik, si rezultat i të cilit ka pak ose aspak ndryshim në gjendjen fazore të aliazhit. Ai gjithashtu ka varietetet e veta: homogjenizuar - temperatura e pjekjes është 1100-1200, në kushte të tilla lidhjet mbahen për 8-15 orë, pjekja e rikristalizimit (në t 100-200) përdoret për çelik me thumba, domethënë të deformuar tashmë. duke qenë të ftohtë.

Pjekja e llojit të dytë çon në ndryshime të rëndësishme fazore në aliazh. Ai gjithashtu ka disa varietete:

• Pjekja e plotë - ngrohja e aliazhit 30-50 mbi shenjën e temperaturës kritike, karakteristikë e kësaj substance dhe ftohja me shpejtësinë e specifikuar (200 / orë - çeliqe karboni, 100 / orë dhe 50 / orë - aliazh i ulët dhe i lartë -çelikët e aliazhuar, përkatësisht).
• E pakompletuar - ngrohje në një pikë kritike dhe ftohje e ngad altë.
• Difuzion - temperatura e pjekjes 1100-1200.
• Izotermike - ngrohja ndodh në të njëjtën mënyrë si me pjekjen e plotë, megjithatë, pas kësaj, ftohja e shpejtë kryhet në një temperaturë pak nën atë kritike dhe lihet të ftohet në ajër.
• Normalizuar - pjekja e plotë me ftohje të mëvonshme të metalit në ajër dhe jo në furrë.

Ngurtësim

Kalitja është manipulimme një aliazh, qëllimi i të cilit është të arrihet një transformim martenzitik i metalit, i cili redukton duktilitetin e produktit dhe rrit forcën e tij. Shuarja, si dhe pjekja, përfshin ngrohjen e metalit në një furrë mbi temperaturën kritike deri në temperaturën e shuarjes, ndryshimi qëndron në shkallën më të lartë të ftohjes që ndodh në banjën e lëngshme. Në varësi të metalit dhe madje edhe formës së tij, përdoren lloje të ndryshme forcimi:

• Ngurtësim në të njëjtin ambient, pra në të njëjtin banjë me lëng (ujë për pjesë të mëdha, vaj për pjesë të vogla).
• Forcim me ndërprerje - ftohja bëhet në dy faza të njëpasnjëshme: fillimisht në një lëng (një ftohës më i mprehtë) në një temperaturë prej afërsisht 300, pastaj në ajër ose në një banjë tjetër vaji.
• Stepped - kur produkti arrin temperaturën e ngurtësimit, ftohet për ca kohë në kripëra të shkrira, e ndjekur nga ftohja në ajër.
• Izotermale - teknologjia është shumë e ngjashme me forcimin me shkallë, ndryshon vetëm në kohën e mbajtjes së produktit në temperaturën e transformimit martenzitik.
• Forcimi vetëkalitës ndryshon nga llojet e tjera në atë që metali i nxehtë nuk ftohet plotësisht, duke lënë një zonë të ngrohtë në mes të pjesës. Si rezultat i këtij manipulimi, produkti fiton vetitë e forcës së shtuar në sipërfaqe dhe viskozitetit të lartë në mes. Ky kombinim është thelbësor për instrumentet me goditje (çekinë, d altë, etj.)

Pushime

Kalitja është faza përfundimtare e trajtimit termik të lidhjeve, e cila përcaktonstruktura përfundimtare e metalit. Qëllimi kryesor i kalitjes është të zvogëlojë brishtësinë e një produkti metalik. Parimi është që të nxehet pjesa në një temperaturë nën temperaturën kritike dhe të ftohet. Meqenëse mënyrat e trajtimit të nxehtësisë dhe shkalla e ftohjes së produkteve metalike për qëllime të ndryshme mund të ndryshojnë, ekzistojnë tre lloje të kalitjes:

• E lartë - temperatura e ngrohjes është nga 350-600 në një vlerë nën atë kritike. Kjo procedurë përdoret më shpesh për strukturat metalike.
• Trajtim mesatar - termik në t 350-500, i zakonshëm për produktet e pranverës dhe sustat.
• E ulët - temperatura e ngrohjes së produktit nuk është më e lartë se 250, gjë që ju lejon të arrini forcë të lartë dhe rezistencë ndaj konsumit të pjesëve.

Plakje

Plakja është trajtimi termik i lidhjeve, duke shkaktuar proceset e dekompozimit të një metali të mbingopur pas shuarjes. Rezultati i plakjes është një rritje në kufijtë e fortësisë, rendimentit dhe forcës së produktit të përfunduar. Jo vetëm gize i nënshtrohet plakjes, por edhe metalet me ngjyra, duke përfshirë lidhjet e aluminit lehtësisht të deformueshme. Nëse një produkt metalik që i nënshtrohet ngurtësimit mbahet në temperaturë normale, në të ndodhin procese që çojnë në një rritje spontane të forcës dhe një ulje të duktilitetit. Kjo quhet plakje natyrale e metalit. Nëse i njëjti manipulim bëhet në temperatura të larta, do të quhet plakje artificiale.

Trajtim kriogjenik

Ndryshime në strukturën e lidhjeve,që do të thotë se vetitë e tyre mund të arrihen jo vetëm nga temperaturat e larta, por edhe tejet të ulëta. Trajtimi termik i lidhjeve në t nën zero quhet kriogjenik. Kjo teknologji përdoret gjerësisht në sektorë të ndryshëm të ekonomisë kombëtare si një shtesë për trajtimet termike me temperaturë të lartë, pasi mund të ulë ndjeshëm koston e proceseve të forcimit termik.

Trajtimi kriogjenik i lidhjeve kryhet në t -196 në një procesor special kriogjenik. Kjo teknologji mund të rrisë ndjeshëm jetëgjatësinë e pjesës së përpunuar dhe vetitë kundër korrozionit, si dhe të eliminojë nevojën për ritrajtime.

Trajtim termo-mekanik

Një metodë e re e përpunimit të lidhjeve kombinon përpunimin e metaleve në temperatura të larta me deformimin mekanik të produkteve që janë në gjendje plastike. Trajtimi termomekanik (TMT) sipas metodës së përfundimit mund të jetë i tre llojeve:

• TMT me temperaturë të ulët përbëhet nga dy faza: deformimi plastik i ndjekur nga shuarja dhe kalitja e pjesës. Dallimi kryesor nga llojet e tjera të TMT është temperatura e ngrohjes në gjendjen austenitike të aliazhit.
• TMT në temperaturë të lartë përfshin ngrohjen e një aliazhi në një gjendje martenzitike në kombinim me deformimin plastik.
• Paraprake - deformimi kryhet në t 20, i ndjekur nga forcimi dhe kalitja e metalit.

Trajtim kimiko-termik

Ndrysho strukturën dhe vetitë e lidhjeveështë e mundur edhe me ndihmën e trajtimit kimiko-termik, i cili kombinon efektet termike dhe kimike në metale. Qëllimi përfundimtar i kësaj procedure, përveç rritjes së forcës, ngurtësisë dhe rezistencës ndaj konsumit të produktit, është gjithashtu të japë rezistencë ndaj acidit dhe rezistencë ndaj zjarrit pjesës. Ky grup përfshin llojet e mëposhtme të trajtimit termik:

• Çimentimi kryhet për t'i dhënë sipërfaqes së produktit forcë shtesë. Thelbi i procedurës është ngopja e metalit me karbon. Karburizimi mund të bëhet në dy mënyra: karburizimi i ngurtë dhe gazi. Në rastin e parë, materiali i përpunuar, së bashku me qymyrin dhe aktivizuesin e tij, vendoset në furrë dhe nxehet në një temperaturë të caktuar, e më pas mbahet në këtë mjedis dhe ftohet. Në rastin e karburizimit me gaz, produkti nxehet në një furrë deri në 900 nën një rrymë të vazhdueshme gazi karbonik.
• Azotimi është një trajtim kimik-termik i produkteve metalike duke ngopur sipërfaqen e tyre në mjedise me nitrogjen. Rezultati i kësaj procedure është një rritje në rezistencën në tërheqje të pjesës dhe një rritje në rezistencën e saj ndaj korrozionit.
• Cyanidimi është ngopja e metalit me azot dhe karbon në të njëjtën kohë. Mjeti mund të jetë i lëngshëm (kripëra të shkrira që përmbajnë karbon dhe nitrogjen) dhe i gaztë.
• Partimi me difuzion është një metodë moderne për të dhënë rezistencë ndaj nxehtësisë, rezistencë ndaj acideve dhe rezistencë ndaj konsumit ndaj produkteve metalike. Sipërfaqja e lidhjeve të tilla është e ngopur me metale të ndryshme (alumin, krom) dhe metaloidë (silikon, bor).

Veçoritëtrajtimi termik i gize

Lidhjet e gize i nënshtrohen trajtimit termik duke përdorur një teknologji paksa të ndryshme nga lidhjet e metaleve me ngjyra. Gize (gri, me qëndrueshmëri të lartë, i aliazhuar) i nënshtrohet llojeve të mëposhtme të trajtimit termik: pjekje (në t 500-650), normalizim, forcim (i vazhdueshëm, izotermik, sipërfaqësor), kalitje, azot (gize gri), aluminizim (giza perlitike), veshje me krom. Si rezultat, të gjitha këto procedura përmirësojnë ndjeshëm vetitë e produkteve përfundimtare prej gize: rrisin jetën e shërbimit, eliminojnë mundësinë e çarjeve gjatë përdorimit të produktit, rrisin forcën dhe rezistencën ndaj nxehtësisë së gizës.

Trajtimi termik i lidhjeve me ngjyra

Metalet dhe lidhjet me ngjyra kanë veti të ndryshme nga njëra-tjetra, prandaj përpunohen me metoda të ndryshme. Kështu, lidhjet e bakrit i nënshtrohen pjekjes së rikristalizimit për të barazuar përbërjen kimike. Për bronzin, ofrohet teknologjia e pjekjes në temperaturë të ulët (200-300), pasi kjo lidhje është e prirur ndaj plasaritjes spontane në një mjedis të lagësht. Bronzi i nënshtrohet homogjenizimit dhe pjekjes në t deri në 550. Magnezi pjeket, shuhet dhe i nënshtrohet plakjes artificiale (plakja natyrale nuk ndodh për magnezin e shuar). Alumini, si magnezi, i nënshtrohet tre metodave të trajtimit të nxehtësisë: pjekjes, ngurtësimit dhe plakjes, pas së cilës lidhjet e aluminit të farkëtuar rrisin ndjeshëm forcën e tyre. Përpunimi i lidhjeve të titanit përfshin: pjekjen e rikristalizimit, ngurtësimin, plakjen, nitridimin dhe karburizimin.

CV

Trajtimi termik i metaleve dhe lidhjeve është procesi kryesor teknologjik si në metalurgjinë me ngjyra ashtu edhe në atë me ngjyra. Teknologjitë moderne kanë një shumëllojshmëri metodash të trajtimit të nxehtësisë për të arritur vetitë e dëshiruara të secilit lloj lidhjesh të përpunuara. Çdo metal ka temperaturën e tij kritike, që do të thotë se trajtimi termik duhet të kryhet duke marrë parasysh karakteristikat strukturore dhe fiziko-kimike të substancës. Në fund të fundit, kjo jo vetëm që do të arrijë rezultatet e dëshiruara, por gjithashtu do të thjeshtojë ndjeshëm proceset e prodhimit.