Какво представлява рекристализационното охлаждане?

В тази статия ще представим доста подробна информация за това, какво е рекристализационното охлаждане. Освен това ще бъдат разгледани и други видове работа с стомана, които ще подобрят структурата и обработваемостта, ще намалят твърдостта и ще премахнат вътрешните напрежения. Структурата на сплавта зависи от всички негови основни свойства, а методът, който променя структурата, е термичната обработка. Рекристализационното отгряване и много други видове топлинна обработка са разработени от DK Chernov, по-нататък по тази тема бяха разработени от GV Kurdyumov, AA Bochvar и AP Gulyaev.

Топлинна обработка

Тази комбинация от различни операции за отопление, използващи специализирано оборудване и специална технология, с накисване и охлаждане, се извършва изключително в определена последователност и с точни режими за промяна на вътрешната структура на сплавта и получаване на желаните свойства. Топлинната обработка е разделена на няколко вида. Закаляване от първия вид, което се използва за абсолютно всякакви метали и сплави, не води до фазови трансформации в твърдо състояние. Рекристализационното охлаждане се използва за постигане на следните характеристики.

Когато загряването от първия вид се нагрява, мобилността на атомите се увеличава, химическата нехомогенност се елиминира изцяло или частично и вътрешното напрежение намалява. Всичко зависи от температурата на отопление и времето на задържане. Тук е характерно бавното охлаждане. Сортовете от този метод са сгъстяване за облекчаване на стреса след леене, заваряване или коване, дифузия и прекристализиране.

Закаляване от втория вид

Това отгряване също е предназначено за метали и сплави, които претърпяват фазови трансформации по време на термообработка в твърдо състояние - както с нагряване, така и с охлаждане. Тук целите са малко по-широки от тези, преследвани чрез прекристализиращо отгряване на стомана. Закаляване от втория вид дава по-балансирана структура за по-нататъшна обработка на материала. Гранулирането изчезва, раздробява се, увеличава се вискозитетът и пластичността, твърдостта и якостта се намаляват значително. Такъв метал вече може да бъде нарязан. Отоплението се осъществява при температури, които са много по-високи от критичните и охлаждането се извършва заедно с пещта - много бавно.

Топлинната обработка включва също втвърдяване на сплави за якост и твърдост. Тук, напротив, се формира неравновесната структура, която увеличава тези параметри поради сорбитол, тростит, мартензит. Температурите също са много по-високи от критичните температури, но охлаждането се извършва при много високи скорости. Четвъртият вид термична обработка е закаляване, което отстранява вътрешните напрежения, намалява твърдостта и увеличава издръжливостта и издържливостта на закалените стомани. При загряване до температури под критичната, скоростта на охлаждане може да бъде всяка. Трансформациите намаляват неравновесието на структурата. Това е начина, по който рекристализационното охлаждане на стоманени работи.

Избор на режим

Топлинното третиране може да бъде предварително и окончателно. Първият се използва за подготовка на свойствата на материала и неговата структура за по-нататъшни технологични операции (подобряване на обработваемостта, рязане, пресоване). Крайната термична обработка образува всички свойства на крайния продукт. Как се избира режимът на рекристализиращо отгряване зависи от процеса и целите на термичната обработка.

Разбираемо е, че нагряването на сплавта или метала е по-високо от температурата на кристализация и не по-малко от сто или двеста градуса. Следва експозицията при тази температура за точното време. Охлаждането е последният етап от този процес. Тази технология е разделена на пълно, некомплектовано и текстуриращо отгряване, а изборът зависи от това каква е целта на рекристализационното охлаждане.

Пълно отгряване

На практика, най-често използваното пълно възстановяване, но тук трябва да обърнете внимание на факта, че отгряване на стомана и нейното втвърдяване - процесите са различни. При прекристализация отвръщане произведени някои процедури, които предшестват студена обработка на метала под налягане, за да се улесни допълнително работата с тях, хибридизация или топлинна обработка е изглед изход, когато се получава крайния продукт или полуготови продукти желаните характеристики. Или тази операция е междинна, например - за ефективно отстраняване на втвърдяването.

За хомогенно разтваряне в матрицата на легиращите елементи и за получаване на хомогенна микроструктура със същите материални свойства, хибридизацията се извършва в специален разтвор. Черни метали Необходимо е рекристализиращо охлаждане при температури от 950 до 1200 ° С-С, като се използва разтвор на соли Durferrit Glühkohle или Durferrit GS 960. Цветни метали загряван при температури от 460 до 540 ° С-С с използване на Durferrit AV сол, последвано от последваща обработка за увеличаване на якостта.

цели

Най-често се извършва рекристализационно охлаждане на стомани, за да се донесе структурата на материала до необходимите параметри, които са необходими за по-нататъшна работа. Използва се след обработката под налягане, ако бавната прекристализация не е преминала напълно и това не позволява да се отстрани втвърдяването.

Тази технология се използва често за горещо валцувани рулони от сплави, където субстратът е алуминий и студено валцуване на листове, ленти, фолио на различни сплави и цветни метали (тук се споменат и прекристализация отгряване никел), пръти и телове, стомана студено коване и тръба студено рисуване. Отделна процедура е отгряване в производството на полуготови продукти и продукти от цветни метали (включително никел).

Температурни режими

Различните материали изискват различни режими на топлинна обработка. Обикновено целият процес трае не повече от един час, за да завърши рекристализационното охлаждане, но температурният режим за всяка сплав е негова. Така 300-400 ° С изискват сплавите на база магнезий, от 800 до 1150 ° С - никелови сплави, 650-710 ° С - стоманена лента въглерод, които задължително извършва рекристализация отгряване. Точката на топене естествено не се постига.

Алуминиевите сплави не се нуждаят от толкова много, достатъчни са от 350 до 430 ° C, а чист алуминий прекристализира при температури от 300 до 500 ° С. От 670-690 ° С, за да рекристализира необходимата титан, 700-850 ° С - състав на мед-никел, 600-700 ° С трябва бронз и месинг, чиста мед дори по-малко, тя започва да се рекристализира от 500 ° С Такива режими на рекристализиращо отгряване се изискват за отделни метали и сплави.

Дифузионна обработка на метали

Този вид отгряване се нарича хомогенизиране и се извършва, за да се елиминират ефектите на дендритната течност. Необходимо е дифузионно отгряване легирана стомана, където пластичността и индексът на вискозитета се редуцират поради вътрекрак-ристална течност, което води до многослойни или крехки фрактури. Необходимо е да се постигне равновесна структура и поради това е необходимо дифузно третиране на леяните метали. Освен това подобрява както механичните характеристики, така и подобрява еднородността на свойствата през целия завършен продуктов обхват.

Това се случва в този процес: излишните фази се разтварят, химическият състав се изравнява, порите възникват и нарастват, размерът на зърното се увеличава. Този вид топлинна обработка изисква дълъг излагане на метал при температури над критичната температура (тук можем да говорим за 1200 градуса по Целзий).

Изотермална топлинна обработка

Такова загряване се препоръчва за легирана стомана, при което при същата температура аустенитът се разпада на ферит и цементий в сместа. Такова разлагане може да възникне при други типове загряване, ако има постепенно охлаждане поради постоянно и последователно понижаване на температурата. Така се постига хомогенност на структурата, времето за термична обработка се намалява.

Изотермичната схема на отгряване е както следва: първо, загряване до индекс, който ще надвиши горната критична точка с 50-70 градуса, след което ще намали температурата с 150 градуса. След това нагрятата част се прехвърля в пещ или баня, където температурата не надвишава 700 ° С. Продължителността на процедурата ще зависи от състава на метала и геометричните размери на детайла. Смесените съединения могат да отнеме няколко часа, а горещо валцуваните листове от въглеродна стомана - само няколко минути.

разлики

При пълно отгряване се осигурява прекристализация на стоманата, освобождавайки метала от различни структурни дефекти. Стоманата получава своите най-важни и характерни свойства за него, омекотява за последващо рязане. Първо трябва да го затоплите до температура над Ac3 с 30-50 градуса, загряване, след това бавно да се охлади.

Най-често експозицията продължава поне половин час, но не повече от час на тон стомана със скорост на загряване 100 градуса по Целзий на час. Скоростта на охлаждане варира - зависи от състава на стоманата и от стабилността на аустенита. Ако се охлади бързо, може да се образува твърде силна феритно-кементитна дисперсна структура.

Охлаждане надолу

Скоростта на охлаждане се контролира чрез охлаждане на пещта с постепенно изключване и отваряне на вратата. При пълно отгряване основното не е прегряване на сплавта. Некомплектованото охлаждане се извършва при температури под Ac3, но малко над Ac1.

След това стоманата частично прекристализира и следователно няма да се отърве от дефекти. Така че стоманите с липсата на феритни ленти се обработват, ако те трябва да бъдат омекотени преди по-нататъшна обработка и рязане. В допълнение към пълната и непълна, има и текстуриране на рекристализиращо отгряване.

приложение

Понякога отгряване допълнителни горещо формоване (горещовалцувани ролки, например, от алуминиева сплав, се темперира преди студено валцуване за отстраняване на работа втвърдяване, което е задължително образува в резултат на горещо валцоване).

Отлагането на този вид при производството на продукти и полуготови продукти от сплави и чисти цветни метали е много по-широко използвано. Това е независима операция за топлинна обработка. В сравнение с стоманите голям брой цветни метали се подлагат на обработка под налягане, след което е необходимо преобразуване на рекристализацията.

В индустрията

Ако се изисква гранулирана форма на цементий, стареенето на сплавта по време на термообработката до пълно прекристализиране може да продължи дълго време - няколко часа. За студена деформация, която обикновено следва отгряване, е най-благоприятната форма на гранули цементит, което се случва по време на рекристализация по време на образуване на активни центрове и растеж на недеформирана зърна, а това изисква нагряване до определена температура.

Рекристализационното охлаждане в индустрията е първоначалната операция за получаване на сплав или метална пластичност преди обработка под налягане при студено налягане. Не по-рядко, тя присъства между операциите на студената деформация за отстраняване на втвърдяването и също така като процес на крайно топлинно обработване на изхода, така че продуктът или полуготовият продукт да има свойствата, необходими за него.

Как се случва това

Когато се нагрява, деформираният метал увеличава мобилността на атомите. Старите зърна са опънати, стават уязвими, нови семена, вече равновесие и без напрежение зърна интензивно се появяват и растат. Те са изправени пред старите, удължени, като вдигат растежа си до пълното им изчезване. Прекристализирането на стоманата и сплавите е основната цел на рекристализационното свързване. При нагряване след достигане на желаната температура граници на доходност и силата на материала намалява доста рязко.

Но пластиката се увеличава, тя работи за подобряване на работоспособността. Температурата на началото на прекристализацията се нарича праг на прекристализация. Когато достигне метала омекотява. Температурата не може да бъде постоянна. За конкретна сплав или метал продължителността на нагряването, степента на предварителната деформация, първоначалният размер на зърното и много повече играят като важни роли.