Ez a cikk meglehetősen részletes leírást ad arról, hogy mi is az újrakristályosodásos lágyítás. Ezen túlmenően a megismeréshez más típusú acélmunkákat is figyelembe kell venni, amelyek javítják a szerkezetét és a fém megmunkálhatóságát, csökkentik a keménységet és enyhítik a belső feszültségeket. Az ötvözet minden fő tulajdonsága az ötvözet szerkezetétől függ, a szerkezetet megváltoztató módszer a hőkezelés. Az újrakristályosító izzítást és sok más típusú hőkezelést D. K. Chernov fejlesztette ki, ezt a témát pedig G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev dolgozta ki.
Hőkezelés
Ez különféle fűtési műveletek kombinációja speciális berendezések és speciális technológia segítségével, tartással és hűtéssel, amelyeket szigorúan meghatározott sorrendben és precíz üzemmódokban hajtanak végre az ötvözet belső szerkezetének megváltoztatása érdekében és megszerezze a kívánt tulajdonságokat. A hőkezelés több típusra oszlik. Az első izzításafajta, amelyet abszolút bármilyen fémhez és ötvözethez használnak, szilárd állapotban nem hoz fázisátalakítást. Az átkristályosítási izzítást a következő jellemzők eléréséhez használjuk.
Ha az első típusú izzítást hevítik, az atomok mobilitása megnő, a kémiai inhomogenitás teljesen vagy részben megszűnik, és a belső feszültség csökken. Mindez a fűtési hőmérséklettől és a tartási időtől függ. Itt a lassú lehűlés jellemző. Ennek a módszernek a változatai az öntés utáni feszültségmentesítő izzítás, hegesztés vagy kovácsolás, diffúziós izzítás és átkristályosításos izzítás.
Második lágyítás
Ez az izzítás olyan fémekhez és ötvözetekhez is használható, amelyek szilárd fázisú izzítás során fázisátalakításon mennek keresztül – melegítés és hűtés közben egyaránt. Itt a célok valamivel tágabbak, mint az acél újrakristályosítási izzítása által követett célok. A második típusú izzítás kiegyensúlyozottabb szerkezetet eredményez az anyag további feldolgozásához. A szemcsésség eltűnik, összetörik, nő a viszkozitás és a plaszticitás, jelentősen csökken a keménység és a szilárdság. Az ilyen fém már vágható. A fűtés a kritikusnál jóval magasabb hőmérsékletre történik, a hűtés pedig a kemencével együtt történik - nagyon lassan.
A hőkezelés magában foglalja az ötvözetek keményítését is a szilárdság és a keménység érdekében. Itt éppen ellenkezőleg, egy nem egyensúlyi struktúra jön létre, amely növeli ezeket a paramétereket a szorbit, a troostit és a martenzit miatt. Az alkalmazott hőmérsékletek is jóval magasabbak a kritikusnál, de a hűtés nagyon nagy sebességgel megy végbe. negyedik fajtahőkezelés - temperálás, amely enyhíti a belső feszültségeket, csökkenti a keménységet és növeli az edzett acélok szívósságát és hajlékonyságát. Kritikus alatti hőmérsékletre melegítve a hűtési sebesség bármilyen lehet. Az átalakulások csökkentik a nem egyensúlyi struktúrát. Így működik az acél újrakristályosításos izzítása.
Mód kiválasztása
A hőkezelés lehet előzetes és végleges. Az első az anyag tulajdonságainak és szerkezetének előkészítésére szolgál további technológiai műveletekhez (megmunkálhatóság javítása, forgácsolás, nyomáskezelés). A végső hőkezelés alakítja ki a késztermék összes tulajdonságát. Az újrakristályosítási hőkezelési mód kiválasztása a hőkezelés folyamatától és céljaitól függ.
Az ötvözet vagy fém felmelegedését jelenti a kristályosodási hőmérséklet fölé, de legalább száz vagy kétszáz fokkal. Ezt követi a szükséges ideig tartó expozíció ezen a hőmérsékleten. A hűtés ennek a folyamatnak az utolsó szakasza. Ez a technológia teljes, részleges és textúrás izzításra oszlik, és a választás attól függ, hogy mi a célja az újrakristályosításos izzításnak.
Teljes lágyítás
A gyakorlatban leggyakrabban teljes izzítást alkalmazunk, de itt figyelni kell arra, hogy az acél izzítása és edzése különböző folyamatok. Az átkristályosító izzítás során bizonyos eljárásokat végeznek, amelyek megelőzik a fém nyomás alatti hidegmegmunkálását, hogy megkönnyítsék vele a további munkát, ill.az izzítás a hőkezelés kimeneti típusa, amikor a késztermék vagy félkész termék megkapja a kívánt tulajdonságokat. Ez vagy egy közbenső művelet, például - a hidegkeményedés hatékony eltávolítására
Az ötvözőelemek egyenletes oldódása érdekében a mátrixban, valamint az azonos anyagtulajdonságokkal rendelkező homogén mikrostruktúra elérése érdekében a lágyítást speciális oldatban végezzük. A vasfémek átkristályosításos izzítást igényelnek 950 és 1200 °C közötti hőmérsékleten Durferrit Glühkohle vagy Durferrit GS 960 sóoldattal.
Gólok
Leggyakrabban az acélok átkristályosításos izzítását végzik annak érdekében, hogy az anyag szerkezetét a kívánt paraméterekre hozzák, amelyek a további munkához szükségesek. Nyomáskezelés után alkalmazzuk, ha a lassú átkristályosodás nem ment le teljesen, és ez nem teszi lehetővé a keményedés eltávolítását.
Ezt a technológiát általában melegen hengerelt ötvözet tekercseknél alkalmazzák, ahol az alap alumínium, valamint lemezek, szalagok, különböző ötvözetekből és színesfémekből készült fóliák hideghengerlése után (itt meg kell említeni nikkel újrakristályosítással történő izzítás), rudak és huzalok, hidegen alakított acélok és hidegen húzott csövek. Külön eljárás az izzítás a félkész termékek és a színesfémekből készült termékek (beleértve a nikkelt is) gyártásánál.
Hőmérsékletviszonyok
A különböző anyagok eltérő hőkezelési módot igényelnek. Általában az egész folyamat legfeljebb egy órát vesz igénybe az újrakristályosítási izzítás befejezéséhez, de az egyes ötvözetek hőmérsékleti rendszere saját. Tehát a magnézium alapú ötvözetek 300-400 °С, a nikkelötvözetek 800-1150 °C, a szénacélok 650-710 °С szükséges, amelyeknél kötelező az újrakristályosító izzítás. Az olvadáspont természetesen nem érhető el.
Az alumíniumötvözetek nem igényelnek annyit, elég 350–430 °C, és a tiszta alumínium 300–500 °C hőmérsékleten átkristályosodik. 670-690 °C-os titán szükséges az átkristályosításhoz, 700-850 °C-os réz és nikkel kompozíciók, 600-700 °C-os bronz és sárgaréz, és még kevésbé tiszta réz, 500 °C-ról indítja az átkristályosodást.. Az ilyen átkristályosítási izzítási módok bizonyos fémek és ötvözetek esetében szükségesek.
Fémek diffúziós feldolgozása
Ezt a fajta lágyítást más néven homogenizálásnak nevezik, és a dendrites szegregáció következményeinek kiküszöbölésére végzik. Diffúziós izzításra olyan ötvözött acéloknál van szükség, ahol a hajlékonysági és szívóssági index az intrakristályos szegregáció miatt csökken, ami lamellás vagy rideg töréshez vezet. Szükséges az egyensúlyi szerkezet elérése, ezért szükséges az öntött fém diffúziós kezelése. Ezenkívül javítja a mechanikai jellemzőket és növeli a tulajdonságok egyenletességét a késztermékben.
Íme, mi történikfolyamat: a felesleges fázisok feloldódnak, a kémiai összetétel kiegyenlítődik, pórusok jelennek meg és nőnek, a szemcseméret megnő. Ez a fajta hőkezelés megköveteli a fém hosszú kitettségét kritikus feletti hőmérsékleten (itt 1200 Celsius-fokról beszélhetünk).
Izotermikus hőkezelés
Ez a fajta izzítás olyan ötvözött acélokhoz javasolt, ahol állandó hőmérsékleten az ausztenit a keverékben ferritre és cementitre bomlik. Ilyen bomlás előfordulhat más típusú izzításnál, ha fokozatos lehűlés történik a hőmérséklet állandó és egymást követő csökkenése miatt. Így a szerkezet egységessége érhető el, a hőkezelés ideje csökken.
Az izoterm izzítási séma a következő: először felmelegítés olyan indikátorra, amely 50-70 fokkal meghaladja a felső kritikus pontot, majd a hőmérséklet csökkentése 150 fokkal. Ezt követően a felmelegített részt kemencébe vagy fürdőbe helyezik, ahol a hőmérsékletet legfeljebb 700 °C-on tartják. Az eljárás időtartama a fém összetételétől és az alkatrész geometriai méreteitől függ. Az ötvözetvegyületek elkészítése órákig tarthat, míg a melegen hengerelt szénacéllemezeknél percekig tart.
Különbségek
Teljes izzítással az acél újrakristályosodása biztosított, mentesítve a fémet a különböző szerkezeti hibáktól. Az acél megkapja legfontosabb és jellemző tulajdonságait, meglágyul a későbbi vágáshoz. Szükségelőször melegítse fel 30-50 fokkal Ac3 feletti hőmérsékletre, melegítse fel, majd lassan hűtse le.
Az expozíció leggyakrabban legalább fél órát, de legfeljebb egy órát tart egy tonna acél esetében, óránként 100 Celsius fokos fűtési sebesség mellett. A hűtési sebesség az acél összetételétől és az ausztenit stabilitásától függően változik. Ha gyorsan lehűtjük, a ferrites-cementit diszpergált szerkezet túl kemény lehet.
Lehűlés
A hűtési sebesség szabályozása a sütő fokozatos leállításával és az ajtó kinyitásával történik. Teljes izzításnál a lényeg az, hogy ne hevítsük túl az ötvözetet. A részleges lágyítást Ac3 alatti, de valamivel Ac1 feletti hőmérsékleten hajtják végre.
Ezután az acél részben átkristályosodik, és ezért nem szabadul meg a hibáktól. Így kezelik a ferrites sávozás nélküli acélokat, ha csak lágyítani kell a további feldolgozás és vágás előtt. A teljes és a hiányos feldolgozás mellett textúráló újrakristályosításos lágyítás is létezik.
Alkalmazás
Néha az izzítás kiegészíti a melegmegmunkálást (a melegen hengerelt tekercseket, például az alumíniumötvözeteket hideghengerlés előtt izzítják, hogy eltávolítsák a kemény munkavégzést, amely a meleghengerlés következtében előfordulhat).
Az ilyen típusú izzítást sokkal szélesebb körben alkalmazzák ötvözetek és tiszta színesfémek termékek és félkész termékek gyártásánál. Ez már önálló hőkezelési művelet. Az acélokhoz képest nagyon sok színesfémet vetnek alá hidegmegmunkálásnak, ami után újrakristályosító izzításra van szükség.
Az iparban
Ha a cementit szemcsés formájára van szükség, az ötvözet izzítása közben a teljes átkristályosodásig való tartása hosszú ideig – több óráig – tarthat. A hidegalakításhoz, amely általában izzítást követ, a cementit szemcsés formája a legkedvezőbb, amely az átkristályosodás során jön létre a gócképződés és a deformálatlan szemcsék növekedése során, és ez bizonyos hőmérsékletre melegítést igényel.
Az újrakristályosítási izzítás az iparban az ötvözet vagy fém plaszticitásának kölcsönzésére szolgáló kezdeti művelet a hidegmegmunkálás előtt. Nem ritkábban van jelen a hidegalakítási műveletek közötti intervallumban a kikeményedés eltávolítása érdekében, valamint végső hőkezelési folyamatként, hogy a termék vagy félkész termék elnyerje a számára szükséges tulajdonságokat.
Hogyan történik
Hevítéskor a deformálódott fém növeli az atomok mobilitását. A régi szemek kinyúlnak, sebezhetővé válnak, új, már kiegyensúlyozott és feszültségmentes szemek intenzíven születnek és nőnek. Összeütköznek a régi, hosszúkásakkal, teljes eltűnésükig felszívják őket növekedésükbe. Az acél és ötvözetek újrakristályosítása az újrakristályosító izzítás fő célja. A kívánt hőmérséklet elérése után hevítve az anyag folyáshatára és szilárdsága meglehetősen meredeken csökken.
De a plaszticitás növekszik, javítja a megmunkálhatóságot. Azt a hőmérsékletet, amelyen az átkristályosodás megindul, küszöbértéknek nevezzük.átkristályosítás. Amikor eléri, a fém meglágyul. A hőmérséklet nem lehet állandó. Egy adott ötvözet vagy fém esetében a hevítés időtartama, az előzetes deformáció mértéke, a kezdeti szemcseméret és még sok más ugyanolyan fontos szerepet játszik.