Pjekja e çelikut si një lloj trajtimi termik. Teknologjia e metaleve

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 14:02

Krijimi i materialeve të reja dhe kontrolli i vetive të tyre është arti i teknologjisë së metaleve. Një nga mjetet e tij është trajtimi termik. Këto procese bëjnë të mundur ndryshimin e karakteristikave dhe, në përputhje me rrethanat, zonat e përdorimit të lidhjeve. Pjekja e çelikut është një opsion i përdorur gjerësisht për eliminimin e defekteve të prodhimit në produkte, duke rritur forcën dhe besueshmërinë e tyre.

Përpunoni detyrat dhe varietetet e tyre

Operacionet e pjekjes kryhen me synimin:

• optimizimi i strukturës intrakristaline, renditja e elementeve aliazh;
• minimizimi i shtrembërimit dhe stresit të brendshëm për shkak të luhatjeve të shpejta të temperaturës së procesit;
• rritja e përkulshmërisë së objekteve për prerje të mëvonshme.

Operacioni klasik quhet "pjekja e plotë", megjithatë, ka një sërë varietetesh të tij, në varësi të vetive të specifikuara dhe karakteristikave të detyrave: jo të plota, të ulëta, difuzion (homogjenizim),izotermik, rikristalizimi, normalizimi. Të gjithë ata janë të ngjashëm në parim, megjithatë, mënyrat e trajtimit termik të çeliqeve ndryshojnë ndjeshëm.

Trajtimi termik bazuar në grafikun

Të gjitha transformimet në metalurgjinë hekuri, të cilat bazohen në lojën e temperaturave, korrespondojnë qartë me diagramin e lidhjeve hekur-karbon. Është një ndihmë vizuale për përcaktimin e mikrostrukturës së çeliqeve ose gizave të karbonit, si dhe pikave të transformimit të strukturave dhe veçorive të tyre nën ndikimin e ngrohjes ose ftohjes.

Teknologjia metalike rregullon të gjitha llojet e pjekjes së çeliqeve të karbonit me këtë orar. Për jo të plota, të ulëta dhe gjithashtu për rikristalizimin, vlerat e temperaturës "nisëse" janë linja PSK, përkatësisht pika e saj kritike Ac₁. Pjekja e plotë dhe normalizimi i çelikut janë të orientuara termikisht në vijën e diagramit GSE, pikat e tij kritike Ac₃ dhe Ac_{m. Diagrami gjithashtu përcakton qartë lidhjen e një metode të caktuar të trajtimit termik me llojin e materialit për sa i përket përmbajtjes së karbonit dhe mundësinë përkatëse të zbatimit të tij për një aliazh të caktuar.}

Pjekja e plotë

Objektet: derdhje dhe falsifikime nga një aliazh hipoeutektoide, ndërsa përbërja e çelikut duhet të mbushë karbonin në një sasi deri në 0,8%.

Synimi:

• ndryshimi maksimal në mikrostrukturën e përftuar nga derdhja dhe presioni i nxehtë, duke e sjellë përbërjen ferrit-perlit me kokërr të trashë johomogjene në një grimcim të imët homogjen;
• redukton fortësinë dhe rrit duktilitetin për përpunim të mëtejshëmprerje.

Teknologji. Temperatura e pjekjes së çelikut është 30-50˚С më e lartë se pika kritike Ac_{3. Kur metali arrin karakteristikat termike të specifikuara, ato mbahen në këtë nivel për ca kohë, gjë që lejon të plotësohen të gjitha transformimet e nevojshme. Kokrra të mëdha pearlitike dhe ferrite shndërrohen plotësisht në austenit. Faza tjetër është ftohja e ngad altë së bashku me një furre, gjatë së cilës ferriti dhe perliti ndahen përsëri nga austeniti, i cili ka një kokërr të imët dhe një strukturë uniforme.}

Pjekja e plotë e çelikut lejon eliminimin e defekteve më të vështira të brendshme, megjithatë, është shumë i gjatë dhe energjik intensiv.

Pjekja jo e plotë

Objektet: çeliqe hipoeutektoide pa inhomogjenitete serioze të brendshme.

Qëllimi: bluarja dhe zbutja e kokrrave të perlitit, pa ndryshuar bazën ferritike.

Teknologji. Ngrohja e metalit në temperatura që bien brenda intervalit midis pikave kritike Ac₁ dhe Ac_{3. Ekspozimi i boshllëqeve në furrën me karakteristika të qëndrueshme kontribuon në përfundimin e proceseve të nevojshme. Ftohja bëhet ngadalë, së bashku me furrën. Në dalje, përftohet e njëjta strukturë me grimca të imta pearlit-ferrit. Me një efekt të tillë termik, perliti shndërrohet në grimcim të imët, ndërsa ferriti mbetet i pandryshuar kristalor dhe mund të ndryshojë vetëm strukturalisht, duke bërë edhe bluarje.}

Pjekja jo e plotë e çelikut ju lejon të balanconi gjendjen e brendshme dhe vetitë e objekteve të thjeshta, është më pak energji intensive.

Pjekje e ulët(rikristalizimi)

Objektet: të gjitha llojet e çelikut të karbonit të mbështjellë, çeliku i aliazhuar me përmbajtje karboni brenda 0,65% (për shembull, kushinetat me top), pjesë dhe boshllëqe të bëra nga metale me ngjyra që nuk përmbajnë defekte serioze të brendshme, por kanë nevojë korrigjim me energji të ulët.

Synimi:

• heqja e sforcimeve të brendshme dhe ngurtësimi për shkak të ndikimit të deformimit të ftohtë dhe të nxehtë;
• eliminon efektet negative të ftohjes së pabarabartë të strukturave të salduara, rrit plasticitetin dhe forcën e tegelave;
• bërja uniforme e mikrostrukturës së produkteve të metalurgjisë me ngjyra;
• sferoidizimi i perlitit lamelar - duke i dhënë atij një formë kokrrizore.

Teknologji.

Pjesët nxehen 50-100˚C nën pikën kritike Ac_{1. Nën ndikimin e ndikimeve të tilla eliminohen ndryshimet e vogla të brendshme. I gjithë procesi teknologjik zgjat rreth 1-1,5 orë. Gama e përafërt e temperaturës për disa materiale:}

1. Çeliku i karbonit dhe lidhjet e bakrit - 600-700˚C.
2. Lidhjet e nikelit - 800-1200˚C.
3. Lidhje alumini - 300-450˚C.

Ftohja bëhet në ajër. Për çeliqet martensitike dhe bainitike, teknologjia e metaleve jep një emër tjetër për këtë proces - kalitje e lartë. Është një mënyrë e thjeshtë dhe e përballueshme për të përmirësuar vetitë e pjesëve dhe strukturave.

Homogenizim (pjekja me difuzion)

Objektet: produkte të mëdha derdhjeje, veçanërisht kallëpçeliku i lidhur.

Qëllimi: shpërndarja uniforme e atomeve të elementeve aliazh mbi rrjetat kristalore dhe të gjithë vëllimin e shufrës si rezultat i difuzionit në temperaturë të lartë; zbutjen e strukturës së pjesës së punës, duke ulur fortësinë e saj përpara kryerjes së operacioneve të mëvonshme teknologjike.

Teknologji. Materiali nxehet në temperatura të larta 1000-1200˚С. Karakteristikat termike të qëndrueshme duhet të mbahen për një kohë të gjatë - rreth 10-15 orë, në varësi të madhësisë dhe kompleksitetit të strukturës së derdhjes. Pas përfundimit të të gjitha fazave të transformimeve në temperaturë të lartë, pason ftohja e ngad altë.

Një proces intensiv i punës, por shumë efektiv për nivelimin e mikrostrukturës së strukturave të mëdha.

Pjekja izotermale

Objektet: fletë çeliku me karbon, aliazh dhe produkte me aliazh të lartë.

Qëllimi: Përmirësimi i mikrostrukturës, heqja e defekteve të brendshme me më pak kohë.

Teknologji. Metali fillimisht nxehet në temperaturat e plota të pjekjes dhe koha e nevojshme për transformimin e të gjitha strukturave ekzistuese në austenit ruhet. Më pas ftoheni ngadalë duke e zhytur në kripë të nxehtë. Me arritjen e nxehtësisë në 50-100˚C nën pikën Ac_{1, vendoset në një furrë për ta mbajtur atë në këtë nivel për kohën e nevojshme për transformimin e plotë të austenitit. në perlit dhe çimentit. Ftohja përfundimtare bëhet në ajër.}

Metoda ju lejon të arrini vetitë e kërkuara të boshllëqeve të aliazhit të çelikut, duke kursyer kohë, në krahasim me të plotëpjekje.

Normalizim

Objektet: derdhje, falsifikime dhe pjesë të bëra nga çeliku me karbon të ulët, karbon mesatar dhe çeliku me lidhje të ulët.

Qëllimi: për të përmirësuar gjendjen e brendshme, për të dhënë fortësinë dhe forcën e dëshiruar, për të përmirësuar gjendjen e brendshme përpara fazave pasuese të trajtimit termik dhe prerjes.

Teknologji. Çeliku nxehet në temperatura që shtrihen pak mbi vijën GSE dhe pikat e tij kritike, mbahet dhe ftohet në ajër. Kështu, shpejtësia e përfundimit të proceseve rritet. Sidoqoftë, duke përdorur këtë procedurë, është e mundur të arrihet një strukturë e qetë racionale vetëm kur përbërja e çelikut përcaktohet nga karboni në një sasi jo më shumë se 0.4%. Me një rritje të sasisë së karbonit, ndodh një rritje e ngurtësisë. I njëjti çelik pas normalizimit ka një fortësi më të madhe së bashku me kokrrizat e imta të vendosura në mënyrë të barabartë. Teknika lejon rritjen e ndjeshme të rezistencës së lidhjeve ndaj shkatërrimit dhe duktilitetit të prerjes.

Defekte të mundshme të pjekjes

Gjatë kryerjes së operacioneve të trajtimit termik, është e nevojshme t'i përmbahen mënyrave të specifikuara të ngrohjes dhe ftohjes së temperaturës. Në rast të shkeljes së kërkesave mund të shfaqen defekte të ndryshme.

1. Oksidimi i shtresës sipërfaqësore dhe formimi i shkallës. Gjatë operimit, metali i nxehtë reagon me oksigjenin atmosferik, gjë që çon në formimin e shkallës në sipërfaqen e pjesës së punës. Të pastrohet mekanikisht ose mekimikate speciale.
2. Djegia e karbonit. Ndodh gjithashtu si rezultat i ndikimit të oksigjenit në metalin e nxehtë. Një rënie në sasinë e karbonit në shtresën sipërfaqësore çon në një ulje të vetive të tij mekanike dhe teknologjike. Për të parandaluar këto procese, pjekja e çelikut duhet të kryhet paralelisht me futjen e gazeve mbrojtëse në furrë, detyra kryesore e të cilave është parandalimi i ndërveprimit të aliazhit me oksigjenin.
3. Mbinxehje. Është pasojë e ekspozimit të zgjatur në furrë në temperaturë të lartë. Rezulton në rritje të tepërt të kokrrës, fitimin e një strukture johomogjene me kokërr të trashë dhe një rritje të brishtësisë. Për t'u korrigjuar me një hap tjetër të pjekjes së plotë.
4. E djegur. Ndodh si rezultat i tejkalimit të vlerave të lejuara të ngrohjes dhe ekspozimit, çon në shkatërrimin e lidhjeve midis disa kokrrizave, prish plotësisht të gjithë strukturën e metalit dhe nuk i nënshtrohet korrigjimit.

Për të parandaluar dështimet, është e rëndësishme të kryeni me saktësi detyrat e trajtimit termik, të keni aftësi profesionale dhe të kontrolloni rreptësisht procesin.

Pjekja e çelikut është një teknologji shumë efikase për sjelljen e mikrostrukturës së pjesëve të çdo kompleksiteti dhe përbërjeje në strukturën dhe gjendjen e brendshme optimale, e cila kërkohet për fazat pasuese të ndikimeve termike, prerjen dhe vënien në punë të strukturës.