Топлинна обработка на основната рамка на машините AHYW
Анхуей Yawei понастоящем приема топлинна обработка за всички ламаринени метални рамки, които могат да отстранят материала на напрежение с минимална деформация за дълъг период от време, като основно са включени главни рамки на CNC Synchro Pressbrakes, cnc auto backbrake,
Топлообработването (или топлинната обработка ) е група от промишлени и металообработващи процеси, използвани за промяна на физическите , а понякога и химическите свойства на даден материал. Най-често срещаното приложение е металургично . Топлинните обработки се използват и при производството на много други материали, като стъкло . Топлинната обработка включва използването на нагряване или охлаждане, обикновено до екстремни температури, за да се постигне желания резултат, като например втвърдяване или омекотяване на материал. Техниките за топлинна обработка включват отгряване , втвърдяване на капките , укрепване на валежите , темпериране , нормализиране и охлаждане . Трябва да се отбележи, че докато терминът термична обработка се отнася само до процеси, при които отоплението и охлаждането се извършват със специфична цел за промяна на свойствата умишлено, нагряването и охлаждането често се случват случайно по време на други производствени процеси, като горещо формоване или заваряване.
Металните материали се състоят от микроструктура от малки кристали, наречени "зърна" или кристалити. Природата на зърната (т.е. размерът и съставът на зърната) е един от най-ефективните фактори, които могат да определят общото механично поведение на метала. Топлинната обработка осигурява ефективен начин за манипулиране на свойствата на метала чрез контролиране на скоростта на дифузия и скоростта на охлаждане в микроструктурата. Топлообработването често се използва за промяна на механичните свойства на металната сплав, манипулационни свойства като твърдост, якост, твърдост, пластичност и еластичност.
Съществуват два механизма, които могат да променят свойствата на сплавта по време на термична обработка: образуването на мартензит предизвиква вътрешно деформиране на кристалите и дифузионният механизъм предизвиква промени в хомогенността на сплавта.
Кристалната структура се състои от атоми, групирани в много специфично устройство, наречено решетка. При повечето елементи този ред ще се пренареди, в зависимост от условията като температура и налягане. Това пренареждане, наречено алоотропност или полиморфизъм, може да възникне няколко пъти при много различни температури за определен метал. При сплавите това пренареждане може да причини внезапно разграждане на елемент, който обикновено не се разтваря в основния метал, докато обръщането на алоотропията ще направи елементите частично или напълно неразтворими.
Когато е в разтворимо състояние, процесът на дифузия предизвиква разпространението на атомите на разтворения елемент, като се опитва да формира хомогенно разпределение в кристалите на основния метал. Ако сплавта се охлади до неразтворимо състояние, атомите на разтворените съставки (разтворени вещества) могат да мигрират извън разтвора. Този тип дифузия, наречена утаяване, води до образуване на ядра, където мигриращите атоми се групират заедно в границите на зърната. Това образува микроструктура, обикновено състояща се от две или повече отделни фази. Обикновено охлажданата батерия оформя ламинирана структура, съставена от редуващи се слоеве ферит и цементий и става мек перлит. След загряване на стоманата до аустенитната фаза и след това нейното охлаждане във вода, микроструктурата ще бъде в мартензитната фаза. Това се дължи на факта, че стоманата ще се промени от аустенитната фаза до мартензитната фаза след охлаждане. Трябва да се отбележи, че някои перлит или ферит може да са налице, ако охлаждането не бързо охлади цялата стомана.
За разлика от сплавите на желязо, повечето сплави, които се лекуват с топлина, нямат феритна трансформация. В тези сплави, ядрата при границите на зърната често подсилва структурата на кристалната матрица. Тези метали се втвърдяват от валежите. Обикновено бавен процес, в зависимост от температурата, често се нарича "втвърдяване на възрастта".
Много метали и неметали проявяват трансформация на мартензит, когато се охлаждат бързо (с външна среда като масло, полимер, вода и т.н.). Когато металът се охлажда много бързо, неразтворимите атоми може да не могат да мигрират от разтвора във времето. Това се нарича "дифузионна трансформация". Когато кристалната матрица се промени в нискотемпературното си устройство, атомите на разтвореното вещество се улавят в решетката. Включените атоми предотвратяват пълното преместване на кристалната матрица в нискотемпературна алитороза, което създава напрежение в решетката в решетката. Когато някои сплави се охлаждат бързо, като например стоманата, трансформацията на мартензитите закалява метала, докато в други, като алуминий, сплавта става по-мека.
Влияние на времето и температурата
Температурна трансформация по време и температура (TTT) за стомана. Червените криви представляват различни скорости на охлаждане (скорост), когато се охлаждат от горната критична (А3) температура. V1 произвежда мартензит. V2 има перлит, смесен с мартензит, V3 произвежда байнит, заедно с перлит и матетин.
Правилното термично третиране изисква прецизен контрол над температурата, времето, поддържано при определена температура и скорост на охлаждане. [12]
С изключение на облекчаване на стреса, темпериране и стареене, повечето топлинни обработки започват чрез нагряване на сплав над температурата на горната трансформация (А3). Тази температура се нарича "спиране", тъй като при температура А 3 металът изпитва период на хистерезис. В този момент цялата топлинна енергия се използва за предизвикване на промяна на кристала, така че температурата спира да се покачва за кратко време (арести) и след това продължава да се катери, след като промяната е завършена. [13] Затова сплавта трябва да се загрее над критичната температура, за да се получи трансформация. Сплавта обикновено се държи при тази температура достатъчно дълго, за да може топлината напълно да проникне в сплавта, като по този начин се довежда до пълно твърдо решение.
Тъй като по-малък размер на зърното обикновено подобрява механичните свойства, като якост, якост на срязване и якост на опън, тези метали често се загряват до температура, която е точно над горната критична температура, за да се предотврати прекалено голямото разрастване на зърната , Например, когато стоманата се нагрява над горната критична температура, формират се малки зърна от аустенит. Те нарастват с увеличаване на температурата. Когато се охлажда много бързо, по време на трансформация на мартензит, аустенитният размер на зърното пряко засяга мартензитния размер на зърната. По-големите зърна имат големи граници на зърното, които служат като слаби места в структурата. Размерът на зърната обикновено се контролира, за да се намали вероятността от счупване.
Дифузната трансформация е много зависима от времето. Охлаждането на метал обикновено ще потиска утаяването до много по-ниска температура. Аустенитът, например, обикновено съществува само над горната критична температура. Ако обаче аустенитът се охлади достатъчно бързо, трансформацията може да бъде потиснат със стотици градуси под ниската критична температура. Такъв аустенит е силно нестабилен и ако се даде достатъчно време, ще се влее в различни микроструктури на ферит и цементий. Скоростта на охлаждане може да бъде използвана за контролиране на скоростта на растеж на зърната или дори може да се използва за получаване на частично мартензитни микроструктури. Въпреки това трансформацията на мартензита е независима от времето. Ако сплавта се охлади до температурата на трансформацията на мартензита (M s ), преди да могат да се образуват други микроструктури, трансформацията обикновено се извършва точно под скоростта на звука.
Когато аустенитът се охлажда достатъчно бавно, че не настъпва трансформация на мартензит, аустенитният размер на зърната ще окаже влияние върху скоростта на образуване на ядра, но обикновено температурата и скоростта на охлаждане контролират размера и микроструктурата на зърното. Когато аустенитът се охлажда изключително бавно, той ще образува големи феритни кристали, напълнени със сферични включвания на цементий. Тази микроструктура се нарича "сфероидит". Ако се охлади малко по-бързо, тогава ще се образува груб перлит. Още по-бързо и фин перлит ще се образува. Ако се охлади още по-бързо, ще се образува байнит. По същия начин, тези микроструктури също ще се образуват, ако се охладят до определена температура и след това се задържат за известно време. [17]
Повечето цветни сплави също се загряват, за да се образува разтвор. Най-често те се охлаждат много бързо, за да се получи трансформация на мартензит, като разтворът се пренасища. Сплавта, която е в много по-меко състояние, може да бъде обработвана студено. Тази студена работа увеличава якостта и твърдостта на сплавта, а дефектите, причинени от пластичната деформация, водят до ускоряване на утаяването, което увеличава твърдостта извън нормалното за сплавта. Дори и да не са обработвани студено, разтворените вещества в тези сплави обикновено се утаяват, въпреки че процесът може да отнеме много повече време. Понякога тези метали се загряват до температура, която е под ниската критична (А1) температура, предотвратявайки прекристализацията, за да се ускори утаяването.
Закаляване за ламарина
Закаляване (металургия)
Закаляване се състои от нагряване на метал до определена температура и след това охлаждане със скорост, която ще доведе до рафинирана микроструктура, която напълно или частично ще отдели съставките. Скоростта на охлаждане обикновено е бавна. Закаляване най-често се използва за омекотяване на метал за студена работа, за подобряване на обработваемостта или за подобряване на свойствата като електрическа проводимост.
При железни сплави, термообработването обикновено се извършва чрез нагряване на метала отвъд горната критична температура и след това охлаждане много бавно, което води до образуване на перлит. Както в чистите метали, така и в много сплави, които не могат да бъдат термично обработени, се използва отгряване, за да се отстрани твърдостта, причинена от студената работа. Металът се загрява до температура, при която може да се осъществи прекристализация, като по този начин се ремонтират дефектите, причинени от пластична деформация. В тези метали скоростта на охлаждане обикновено няма да има ефект. Повечето цветни сплави, които се термообработват, също се темперират, за да облекчат твърдостта на студената работа. Те могат бавно да се охлаждат, за да се позволи пълно утаяване на съставките и да се получи рафинирана микроструктура.
Железни сплави обикновено са или "пълни изгнили", или "се обработват". Пълното охлаждане изисква много бавни темпове на охлаждане, за да се образува груб перлит. При процеса на отгряване, скоростта на охлаждане може да бъде по-бърза; до и включително нормализиране. Основната цел на процесното отгряване е да се създаде еднаква микроструктура. Цветните сплави често се подлагат на разнообразни техники за отгряване, включително "рекристализиращо охлаждане", "частично отгряване", "пълно отгряване" и "окончателно отгряване". Не всички техники за отгряване включват рекристализация, като облекчаване на стреса.
