Топлотна обрада за главни оквир машине АХИВ
Анхуи Иавеи тренутно усваја термичку обраду за све ламиниране масе рампе који може да елиминише материјални стрес са мини деформацијом за дуго времена користећи, углавном укључују главне рамове ЦНЦ Синцхро Прессбракес, цнц ауто прессбраке бацкгаугес, фибер оптичке ласерске машине за резање.
Топлотна обрада (или топлотна обрада ) је група индустријских процеса и поступака обраде метала који се користе за промену физичких , а понекад и хемијских особина материјала. Најчешћа примена је металуршки . Третмани топлоте се такође користе у производњи многих других материјала, попут стакла . Топлотна обрада укључује употребу грејања или хлађења, нормално до екстремних температура, како би се постигао жељени резултат као што је отврдњавање или омекшавање материјала. Технике топлотне обраде укључују жарење , отврдњавање кутија , јачање падавина , каљење , нормализацију и гашење . Важно је напоменути да, док се термин термичко обрађивање примјењује само на поступке гдје се врши гријање и хлађење за специфичну сврху промјене особина намјерно, грејање и хлађење често настају случајно током других производних процеса као што су вруће формирање или заваривање.
Метални материјали се састоје од микроструктуре малих кристала званих "зрна" или кристалита. Природа зрна (тј. Величина зрна и састав) је један од најефикаснијих фактора који може утврдити укупно механичко понашање метала. Топлотна обрада обезбеђује ефикасан начин манипулисања својствима метала контролисањем брзине дифузије и брзине хлађења унутар микроструктуре. Чишћење топлоте често се користи за промену механичких особина металних легура, манипулишући својствима као што су тврдоћа, чврстоћа, жилавост, дуктилност и еластичност.
Постоје два механизма који могу да промијене својства легуре током термичке обраде: формирање мартензита доводи до стварања деформације кристала, а механизам дифузије изазива промјене у хомогености легуре.
Кристална структура се састоји од атома који су груписани у врло специфичном аранжману, који се зове решетка. У већини елемената ово наређење ће се променити у зависности од услова као што су температура и притисак. Ова преуређивања, названа алотропија или полиморфизам, могу се појавити неколико пута, на различитим температурама за одређени метал. У легурама, ово преуређивање може проузроковати елемент који не би нормално растворио основни метал да би се изненада постао растворљив, док ће преокрет алотропије учинити да елементи буду делимично или потпуно нерастворљиви.
Када је у растворном стању, процес дифузије доводи до ширења атома раствореног елемента, покушавајући да формира хомогену расподелу унутар кристала базичног метала. Ако се легура охлади до нерастворног стања, атоми растворених састојака (раствора) могу мигрирати из раствора. Ова врста дифузије, звана таложење, доводи до нуклеације, где се мигрирајући атоми групишу заједно на границама зрна. Ово формира микроструктуру која се углавном састоји од двије или више различитих фаза. Састав који је лагано хлађен, на пример, формира ламинирану структуру састављену од наизменичних слојева ферита и цементита, постајући мекани перлит. Након загревања челика до аустенитне фазе, а затим гашење у води, микроструктура ће бити у мартензитској фази. То је због чињенице да ће се челик променити од фазе аустенита до мартензитне фазе после каљења. Треба напоменути да неки пеарлит или ферит могу бити присутни ако каљење није брзо охладило целокупни челик.
За разлику од легура на бази гвожђа, већина топлотних легура не доживљава трансформацију ферита. У овим легурама, нуклеација на границама зрна често ојачава структуру кристалне матрице. Ови метали ојачавају падавинама. Обично спор процес, у зависности од температуре, често се назива "очвршћавање старости".
Многи метали и не-метали показују трансформацију мартензита када се брзо охлади (са вањским медијима попут уља, полимера, воде итд.). Када се метал веома брзо охлади, нерастворљиви атоми можда неће моћи да мигрирају из рјешења у вријеме. Ово се зове "трансформација без дифузије". Када се кристална матрица мијења у нискотемпературне аранжмане, атоми раствора постају заробљени у оквиру решетке. Ухваћени атоми спречавају да се кристална матрица потпуно промени у нискотемпературну алотропу, стварајући стриктне напоре унутар решетке. Када се неке легуре брзо хлађују, као што је челик, трансформација мартензита ојача метал, док у другим, као алуминијум, легура постаје мекша.
Ефекти времена и температуре
Дијаграм за временско-температурну трансформацију (ТТТ) за челик. Црвене криве представљају различите брзине хлађења (брзине) када се хладе са горње критичне (А3) температуре. В1 производи мартензит. В2 има перлит мешан са мартензитом, В3 производи баинит, заједно са перлитом и матензитом.
Одговарајућа топлотна обрада захтијева прецизну контролу над температуром, вријеме одржавање на одређеној температури и брзину хлађења. [12]
Са изузетком ослобађања од стреса, каљења и старења, већина третмана топлоте почињу загревањем легуре преко температуре горње трансформације (А 3 ). Ова температура се назива "хапшење", јер на температури А 3 метала доживљава период хистерезе. У овом тренутку, сва топлотна енергија се користи да изазове промену кристала, тако да температура зауставља раст у кратком времену (хапшења), а затим настави пењање када се промена заврши. [13] Стога, легура мора бити загревана изнад критичне температуре за претварање. Легура се обично држи на овој температури довољно дуго да топлота потпуно продре у легуру, чиме се доводи у потпун чврст раствор.
Пошто мања величина зрна обично побољшава механичка својства, као што су жилавост, чврстоћа на смицање и чврстоћа на затезање, ови метали се често загревају до температуре која је изнад горње критичне температуре, како би се спречило превелико повећање зрна раствора . На пример, када се челик загрева изнад горње критичне температуре, мала зрна аустенитне форме. Ови расту већи када се температура повећава. Када се веома брзо охлади, током трансформације мартензита, аустенитна зрна величине директно утичу на мартензитно величину зрна. Већа зрна имају велике границе зрна, које служе као слабе тачке у структури. Величина зрна се обично контролише како би се смањила вероватноћа оштећења.
Трансформација дифузије је веома зависна од времена. Хлађење метала обично ће потиснути падавине на много нижу температуру. Аустенит, на пример, обично постоји само изнад горње критичне температуре. Међутим, ако се аустенит охлади довољно брзо, трансформација може бити потиснута на стотине степени испод ниже критичне температуре. Такав аустенит је веома нестабилан и, ако се дати довољно времена, преципитираће се у различите микроструктуре ферита и цементита. Стопа хлађења се може користити за контролу брзине раста зрна или се може користити чак и за производњу делимично мартензитних микроструктура. Међутим, трансформација мартензита је независна од времена. Ако се легура охлади до температуре трансформације мартензита (Мс) пре него што се друге микроструктуре могу у потпуности формирати, трансформација се обично одвија под брзином звука.
Када се аустенит охлади довољно лагано да не дође до трансформације мартензита, величина аустенитног зрна ће имати ефекат на брзину нуклеације, али је углавном температура и брзина хлађења која контролише величину зрна и микроструктуру. Када се аустенит охлади изузетно споро, формираће велике феритне кристале испуњене сферним укључивањем цементита. Ова микроструктура се назива "сфероидид". Ако се охлади мало брже, формира се груби пеарлит. Још бржи, и фин пеарлит ће се формирати. Ако се још брже охлади, баинит ће се формирати. Слично томе, ове микроструктуре ће се такође формирати ако се охлади на одређену температуру, а затим задрже тамо одређено време. [17]
Већина обојених легура се такође загрева како би се формирало решење. Најчешће се оне брзо хлађају да би произвеле трансформацију мартензита, чиме се решење претвара у преосетљиво стање. Легура, која је у много мекшем стању, може бити хладна. Овај хладни рад повећава јачину и тврдоћу легуре, а дефекти узроковани пластичном деформацијом наговештавају повећање падавина, повећавајући тврдоћу изнад онога што је нормално за легуру. Чак и ако није хладно, солуте у овим легурама ће обично преципитирати, иако процес може трајати много дуже. Понекад се ови метали загревају на температуру која је испод ниже критичне (А 1 ) температуре, спречавајући рекристализацију, како би се убрзале падавине.
Аннеалинг за лим
Аннеалинг (металургија)
Жарење се састоји од грејања метала до одређене температуре и затим хлађења брзином који ће произвести пречишћену микроструктуру, било да се потпуно или делимично одвајају састојци. Стопа хлађења је углавном спора. Аннеалинг се најчешће користи за омекшавање метала за хладно функционисање, за побољшање машинске обраде или за побољшање особина као што је електрична проводљивост.
У жељезним легурама, жарење се обично врши загревањем метала иза горње критичне температуре, а затим хлађења врло споро, што резултира стварањем перлита. У чистим металима и многим легурама које се не могу топлотно третирати, жарење се користи за уклањање тврдоће узрокованих хладним радом. Металл се загрева до температуре у којој се може доћи до рекристализације, чиме се поправљају дефекти изазвани пластичном деформацијом. Код ових метала, стопа хлађења ће обично имати мало ефекта. Већина обојених легура које се могу третирати на топлоту такође су жарена да би се ублажила тврдоћа хладног рада. Оне се могу лагано охладити како би се омогућило потпуно преципитирање састојака и производњу пречишћене микроструктуре.
Челичне легуре су обично или "пуњене" или "жаране у процесу". Потпуно жарење захтијева веома споре стопе хлађења, како би се формирао груби пеарлит. Код процеса жарења, брзина хлађења може бити бржа; до и укључујући нормализацију. Главни циљ процеса жарења је стварање јединствене микроструктуре. Челичне легуре често су подвргнуте разним техникама жарења, укључујући "рекристализацију жарења", "дјелимично жарење", "пуњење" и "завршно жарење". Све технике жарења не укључују рекристализацију, као што је растерећење стреса.
