Οι μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών αναφέρονται στη συμπεριφορά των μεταλλικών υλικών υπό τη δράση εξωτερικού φορτίου ή τη συνδυασμένη δράση φορτίου και περιβαλλοντικών παραγόντων (θερμοκρασία, μέσο και ρυθμός φόρτωσης).
Οι κοινές μηχανικές ιδιότητες των μετάλλων φαίνονται στον παρακάτω πίνακα:
Μεταλλικές Μηχανικές Ιδιότητες
Ευρέως χρησιμοποιούμενος δείκτης μηχανικών ιδιοτήτων μετάλλων
δύναμη
Αντοχή διαρροής, αντοχή εφελκυσμού, αντοχή θραύσης
Πλαστικότητα
Επιμήκυνση, μείωση επιφάνειας, δείκτης σκλήρυνσης παραμόρφωσης
ελαστικότητα
Μέτρο ελαστικότητας (ακαμψία), όριο ελαστικότητας, αναλογικό όριο
σκληρότητα
Σκληρότητα Brinell, σκληρότητα Vickers, σκληρότητα Rockwell
σκληρότητα
Στατική σκληρότητα, αντοχή σε κρούση, ανθεκτικότητα σε θραύση
κούραση
Δύναμη κόπωσης, ζωή κούρασης, ευαισθησία εγκοπής κόπωσης
διάβρωση λόγω καταπόνησης
Συντελεστής έντασης πεδίου κρίσιμης διάβρωσης τάσης, ρυθμός ανάπτυξης ρωγμών λόγω διάβρωσης καταπόνησης
Καμπύλη εφελκυσμού τάσης-παραμόρφωσης χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα υπό μονοαξονικό στατικό φορτίο
εικόνα
Ήπια καμπύλη δύναμης εφελκυσμού-επιμήκυνσης χάλυβα
1. Τομή οα: ελαστική παραμόρφωση
2. Τμήμα αβ: ελαστική παραμόρφωση συν πλαστική παραμόρφωση
3. Τμήμα Bcd: εμφανής πλαστική παραμόρφωση, φαινόμενο διαρροής και συνεχής επιμήκυνση του δείγματος υπό την προϋπόθεση ότι η δύναμη παραμένει βασικά αμετάβλητη
4. Καμπύλη τμήματος dB: ελαστική παραμόρφωση συν ομοιόμορφη πλαστική παραμόρφωση
5. Σημείο Β: εμφανίζεται φαινόμενο λαιμού, το τοπικό τμήμα του δείγματος μειώνεται προφανώς, η φέρουσα ικανότητα του δείγματος μειώνεται, η δύναμη εφελκυσμού φτάνει στη μέγιστη τιμή και το δείγμα πρόκειται να σπάσει.
δείκτης δύναμης
Η αντοχή αναφέρεται στην ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται σε πλαστική παραμόρφωση και θραύση.
1. Ισχύς διαρροής
σs {{0}}} Fs/S0
Fs: η δύναμη εφελκυσμού (N) που φέρει το δείγμα όταν υποχωρεί. S0: η αρχική περιοχή διατομής του δείγματος (mm).
2. Αντοχή σε εφελκυσμό
Η μέγιστη εφελκυστική τάση που υφίσταται το δείγμα πριν από τη θραύση αντανακλά τη μέγιστη ομοιόμορφη αντίσταση παραμόρφωσης του υλικού.
σb {{0}}} Fb/S0
Το σb χρησιμοποιείται συχνά ως βάση για την επιλογή υλικού και το σχεδιασμό εύθραυστων υλικών.
Πλαστικός δείκτης
Η πλαστικότητα είναι η ικανότητα ενός υλικού να υφίσταται πλαστική παραμόρφωση υπό στατικό φορτίο χωρίς αστοχία.
1. Επιμήκυνση μετά το διάλειμμα
Το ποσοστό της επιμήκυνσης του μήκους του μετρητή μετά το σπάσιμο του δείγματος στο αρχικό μήκος του μετρητή.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 τοις εκατό
L0: μήκος μετρητή. L1: μήκος μετρητή του δοκιμίου μετά το σπάσιμο.
2. Μείωση επιφάνειας
Το ποσοστό της μέγιστης μείωσης του εμβαδού της διατομής στο ανασυρόμενο στοιχείο του δείγματος στην αρχική επιφάνεια διατομής.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0 *100 τοις εκατό
Α0: Η αρχική περιοχή διατομής του δείγματος. A1: Η περιοχή της διατομής του λαιμού μετά το κάταγμα.
δείκτης δύναμης
Η αντοχή αναφέρεται στην ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται σε πλαστική παραμόρφωση και θραύση.
1. Ισχύς διαρροής
σs {{0}}} Fs/S0
Fs: η δύναμη εφελκυσμού (N) που φέρει το δείγμα όταν υποχωρεί. S0: η αρχική περιοχή διατομής του δείγματος (mm).
2. Αντοχή σε εφελκυσμό
Η μέγιστη εφελκυστική τάση που υφίσταται το δείγμα πριν από τη θραύση αντανακλά τη μέγιστη ομοιόμορφη αντίσταση παραμόρφωσης του υλικού.
σb {{0}}} Fb/S0
Το σb χρησιμοποιείται συχνά ως βάση για την επιλογή υλικού και το σχεδιασμό εύθραυστων υλικών.
Πλαστικός δείκτης
Η πλαστικότητα είναι η ικανότητα ενός υλικού να υφίσταται πλαστική παραμόρφωση υπό στατικό φορτίο χωρίς αστοχία.
1. Επιμήκυνση μετά το διάλειμμα
Το ποσοστό της επιμήκυνσης του μήκους του μετρητή μετά το σπάσιμο του δείγματος στο αρχικό μήκος του μετρητή.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 τοις εκατό
L0: μήκος μετρητή. L1: μήκος μετρητή του δοκιμίου μετά το σπάσιμο.
εικόνα
2. Μείωση επιφάνειας
Το ποσοστό της μέγιστης μείωσης του εμβαδού της διατομής στο ανασυρόμενο στοιχείο του δείγματος στην αρχική επιφάνεια διατομής.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0*100 τοις εκατό
Α0: Η αρχική περιοχή διατομής του δείγματος. A1: Η περιοχή της διατομής του λαιμού μετά το κάταγμα.
Δείκτης Ελαστικότητας
Ακαμψία: Η ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται στην ελαστική παραμόρφωση όταν καταπονείται.
E=σ/ε
σ: εφελκυστική τάση; ε: καταπόνηση εφελκυσμού
Η μικροδομή δεν είναι ευαίσθητη στον δείκτη μηχανικής απόδοσης και η κράμα, η θερμική επεξεργασία και η ψυχρή πλαστική παραμόρφωση έχουν μικρή επίδραση σε αυτήν.
Σημαντικοί δείκτες μηχανικής απόδοσης για την επιλογή υλικού μηχανισμών και εξαρτημάτων:
►Η δέσμη πορείας πρέπει να έχει επαρκή ακαμψία, διαφορετικά θα προκαλέσει κραδασμούς λόγω υπερβολικής παραμόρφωσης κατά την ανύψωση βαρέων αντικειμένων.
►Ο άξονας εργαλειομηχανών και πρέσας, το κρεβάτι και ο πάγκος εργασίας έχουν απαιτήσεις για ακαμψία για να διασφαλιστεί η ακρίβεια της κατεργασίας.
►Κύρια εξαρτήματα όπως κινητήρες εσωτερικής καύσης, φυγοκεντρητές και συμπιεστές πρέπει να έχουν επαρκή ακαμψία για την αποφυγή κραδασμών.
σκληρότητα
Η ικανότητα της τοπικής επιφάνειας ενός υλικού να αντιστέκεται στην πλαστική παραμόρφωση και αστοχία.
Είναι ένας δείκτης για τη μέτρηση της απαλότητας και της σκληρότητας του υλικού και η φυσική του σημασία σχετίζεται με τη μέθοδο δοκιμής.
Μέθοδοι δοκιμής σκληρότητας: σκληρότητα Brinell, σκληρότητα Rockwell, σκληρότητα Vickers, σκληρότητα Shore, σκληρότητα Leeb, σκληρότητα Mohs
(1) Σκληρότητα Brinell
Η μέση τάση ανά μονάδα επιφάνειας, δηλαδή το πηλίκο της δοκιμαστικής δύναμης p και το εμβαδόν της σφαιρικής επιφάνειας της εσοχής.
εικόνα
< 450HB: The test indenter is a quenched steel ball, the hardness symbol is HBS;
<650HB: The test indenter is cemented carbide, and the hardness symbol is HBW.
Συνοπτικός τύπος:
Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: σb≈3.6HBS;
Χάλυβας υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: σb≈3.4HBS.
Πεδίο εφαρμογής: χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του γκρίζου χυτοσιδήρου, του δομικού χάλυβα, των μη σιδηρούχων μετάλλων και των μη μεταλλικών υλικών κ.λπ.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
Η μετρούμενη τιμή είναι πιο ακριβής και επαναλαμβανόμενη.
Μετρήσιμα ανομοιογενή υλικά ιστού.
Δεν είναι κατάλληλο για δοκιμή τελικών προϊόντων και λεπτών εξαρτημάτων.
Η μέτρηση είναι χρονοβόρα και αναποτελεσματική.
(2) Σκληρότητα Rockwell
Η τιμή σκληρότητας του υλικού εκφράζεται με τη μέτρηση του βάθους εσοχής και κάθε 0,002 mm ισοδυναμεί με 1 μονάδα σκληρότητας Rockwell.
Υπάρχουν δύο τύποι εσοχών:
1. Διαμαντένιος κώνος με γωνία κώνου =120 μοίρες ,
2. Μικρή σφαίρα από σβησμένο χάλυβα διαμέτρου Φ1.588mm.
Τύπος υπολογισμού σκληρότητας Rockwell:
HR{{0}}(kh)/0,002
Εσοχή 1: k=0.2mm; Εσοχή 2: k=0.26mm.
κυβερνήτης
σύμβολο σκληρότητας
Τύπος κεφαλιού
Συνολική δύναμη δοκιμής F/N
Εύρος μέτρησης σκληρότητας
Παραδείγματα εφαρμογών
C
HRC
Κώνος διαμαντιού
1471
20-70
Σκληρυμένος χάλυβας, χυτοσίδηρος υψηλής σκληρότητας, περλιτικός ελατός χυτοσίδηρος
B
HRB
Ατσάλινο μπίλια Φ1.588mm
980.7
20-100
Μαλακός χάλυβας, κράμα χαλκού, φερριτικός ελατός σίδηρος
A
ΕΑΔ
Κώνος διαμαντιού
588.4
20-88
Καρβίδιο, σκληρυμένο φύλλο χάλυβας, θήκη σκληρυμένο χάλυβας
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
Το τεστ είναι απλό, βολικό και γρήγορο.
Η εσοχή είναι μικρή και το τελικό προϊόν και τα λεπτά μέρη μπορούν να μετρηθούν.
Τα δεδομένα δεν είναι αρκετά ακριβή, θα πρέπει να μετρηθούν τρία σημεία για να ληφθεί η μέση τιμή.
Ανομοιογενή υλικά όπως ο χυτοσίδηρος δεν πρέπει να ελέγχονται.
(3) Σκληρότητα Vickers
Η τιμή σκληρότητας υπολογίζεται σύμφωνα με τη δύναμη δοκιμής ανά μονάδα επιφάνειας της εσοχής.
Η εσοχή είναι μια διαμαντένια τετραγωνική πυραμίδα με περιλαμβανόμενη γωνία 136 μοιρών μεταξύ δύο απέναντι επιφανειών.
Εύρος μέτρησης:
Συχνά χρησιμοποιείται για τη μέτρηση λεπτών μερών, επιστρώσεων, επιφανειακών στρωμάτων μετά από χημική θερμική επεξεργασία κ.λπ.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα:
Ακριβής μέτρηση και ευρύ φάσμα εφαρμογών (σκληρότητα από εξαιρετικά μαλακή έως εξαιρετικά σκληρή).
Μετρήσιμα τελικά προϊόντα και λεπτά εξαρτήματα.
Οι επιφανειακές απαιτήσεις του δείγματος είναι υψηλές και απαιτούν ένταση εργασίας.
Ανθεκτικότητα κρούσης
Η ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται σε ζημιές υπό κρουστικά φορτία.
Η ενέργεια κρούσης που καταναλώνεται όταν το δείγμα σπάει είναι:
Ak=mgH – mgh (J)
Η τιμή σκληρότητας κρούσης ak είναι η ενέργεια κρούσης που καταναλώνεται ανά μονάδα επιφάνειας διατομής στην εγκοπή του δείγματος.
ak {{0}}} Ak / S0 (J/cm²)
Χαμηλή τιμή ak - εύθραυστο υλικό:
Χωρίς εμφανή παραμόρφωση όταν σπάσει, μεταλλική λάμψη, κρυσταλλική.
Υψηλή ak αξία - σκληρό υλικό:
Εμφανής πλαστική αλλαγή, το κάταγμα είναι γκρίζο και ινώδες, θαμπό.
εικόνα
Ανθεκτικότητα σε θραύση
Μηχανική θραύσης: Με την προϋπόθεση της αναγνώρισης της ύπαρξης μακροσκοπικών ρωγμών σε μέρη μηχανής, καθορίζονται διάφορες νέες μηχανικές παράμετροι διάδοσης της ρωγμής και προτείνονται το κριτήριο θραύσης και η αντοχή στη θραύση υλικού των ραγισμένων σωμάτων.
εικόνα
κούραση
Φαινόμενο κόπωσης:
Το φαινόμενο θραύσης που προκαλείται από αθροιστική βλάβη μεταλλικών μερών ή εξαρτημάτων υπό τη μακροχρόνια δράση κυμαινόμενης τάσης και καταπόνησης.
Χαρακτηριστικά κόπωσης:
(1) Η κόπωση είναι μια χρονική καθυστέρηση του κύκλου χαμηλής καταπόνησης και η τάση θραύσης είναι συχνά χαμηλότερη από την αντοχή εφελκυσμού του υλικού ή ακόμα και από την αντοχή διαρροής.
(2) Η κόπωση είναι ένα εύθραυστο και ξαφνικό κάταγμα και δεν θα υπάρχουν εμφανή σημάδια παραμόρφωσης πριν από το κάταγμα, το οποίο είναι πολύ επικίνδυνο.
(3) Η κόπωση είναι πολύ ευαίσθητη σε εγκοπές, ρωγμές και δομικά ελαττώματα και είναι εξαιρετικά επιλεκτική.
Όριο κόπωσης σ-1:
Η υψηλότερη τιμή τάσης στην οποία ένα υλικό υφίσταται πολλούς κύκλους τάσης χωρίς θραύση κόπωσης.
Όριο κόπωσης κατάστασης:
Η μέγιστη τιμή τάσης που μπορεί να αντέξει 107 κύκλους πίεσης χωρίς θραύση.
Εμπειρικός τύπος αντοχής σε κόπωση χάλυβα:
σ-1= (0.45-0.55)σb
ή σ-1= 0.27(σs συν σb)
σ-1p= 0.23(σs συν σb)
02
διαδικασία θερμικής επεξεργασίας
Ορισμός: Η διαδικασία αλλαγής της εσωτερικής δομής στερεού μετάλλου ή κράματος μέσω θέρμανσης, διατήρησης θερμότητας και ψύξης για την απόκτηση των απαιτούμενων ιδιοτήτων.
εικόνα
Σκοπός: Ο ένας είναι να βελτιωθεί η απόδοση της διαδικασίας των υλικών και να διασφαλιστεί η ομαλή πρόοδος της επακόλουθης επεξεργασίας. Αυτή η θερμική επεξεργασία ονομάζεται προ-θερμική επεξεργασία. το άλλο είναι η βελτίωση της απόδοσης των υλικών και η παράταση της διάρκειας ζωής των ανταλλακτικών. Αυτή η θερμική επεξεργασία ονομάζεται τελική θερμική επεξεργασία.
Ταξινόμηση θερμικής επεξεργασίας:
Συνήθης θερμική επεξεργασία (τέσσερις πυρκαγιές: ανόπτηση, κανονικοποίηση, σβήσιμο, σκλήρυνση)
Θερμική επεξεργασία επιφανειών (επιφανειακή σβέση, χημική θερμική επεξεργασία)
Άλλη θερμική επεξεργασία (θερμική επεξεργασία κενού, θερμική επεξεργασία παραμόρφωσης κ.λπ.)
Μικροδομικός μετασχηματισμός ευτηκτοειδούς χάλυβα κατά τη θέρμανση
Τέσσερα βήματα στη διαδικασία μετατροπής του περλίτη σε ωστενίτη:
(1) Πυρήνωση ωστενίτη.
(2) Ανάπτυξη ωστενίτη.
(3) Το υπόλοιπο Fe3C διαλύεται.
(4) Ομογενοποίηση ωστενίτη.
εικόνα
εικόνα
Δομικός μετασχηματισμός του χάλυβα κατά την ψύξη
Μετασχηματισμός ψύξης του ωστενίτη: Ο ωστενίτης είναι μια σταθερή φάση πάνω από το κρίσιμο σημείο Α1 και γίνεται ασταθής φάση όταν ψύχεται κάτω από το Α1 και θα συμβεί ο μετασχηματισμός της δομής.
Σημασία: Προσδιορίζει τη δομή και τις ιδιότητες του χάλυβα μετά από θερμική επεξεργασία. Για τον ίδιο χάλυβα, η θερμοκρασία θέρμανσης και ο χρόνος διατήρησης είναι τα ίδια, αλλά η μέθοδος ψύξης είναι διαφορετική και οι ιδιότητες μετά τη θερμική επεξεργασία είναι εντελώς διαφορετικές.
εικόνα
Μηχανικές ιδιότητες χάλυβα 45 που θερμαίνεται στους 840 βαθμούς και ψύχεται υπό διαφορετικές συνθήκες ψύξης
μέθοδος ψύξης
σb/Mpa
σs/Mpa
δ/ τοις εκατό
ψ/ τοις εκατό
HRC
Ψύξη με τον φούρνο
519
272
32.5
49
15~18
αερόψυξη
657~706
333
15~18
45~50
18~24
ψύξη σε λάδι
882
608
18~20
48
40~50
υδρόψυξη
1078
706
7~8
12~14
52~60
Καθιέρωση καμπύλης ισόθερμου μετασχηματισμού υπερψυκτικού ωστενίτη σε ευτηκτοειδή χάλυβα (μέθοδος μεταλλογραφικής σκληρότητας)
Γνωστή και ως "TTT curve" (Time-Temperature-Transformation Curve), επειδή το σχήμα είναι παρόμοιο με το "C", ονομάζεται συχνά "C curve".
εικόνα
Με τη βοήθεια της "καμπύλης C", είναι δυνατό να κατανοήσουμε σε τι είδους δομή μετατρέπεται ο ωστενίτης υπό διαφορετικές συνθήκες ψύξης και τις ιδιότητες των μετασχηματισμένων προϊόντων, παρέχοντας μια θεωρητική βάση για τη σωστή διαμόρφωση και επιλογή διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας.
Ευτηκτοειδής χάλυβας καμπύλη C και προϊόντα μετασχηματισμού
εικόνα
1) Μετασχηματισμός τύπου περλίτη (γνωστός και ως μετασχηματισμός υψηλής θερμοκρασίας)
Θερμοκρασία μετασχηματισμού: A1~550 βαθμοί. προϊόν μεταμόρφωσης: περλίτης
A1~6500 μοίρες: το φύλλο περλίτη είναι παχύτερο, P (περλίτης-περλίτης)
6500 μοίρες ~ 6000 μοίρες: Το στρώμα περλίτη είναι λεπτότερο, S (Σορβίτης-σορβίτης)
6000 μοίρες ~ 5500 μοίρες: το στρώμα περλίτη είναι πολύ λεπτό, T (troolstite)
εικόνα
Το πάχος των ελασματοειδών στρωμάτων φερρίτη και τσιμενίτη του περλίτη σχετίζεται με τη θερμοκρασία μετασχηματισμού. Όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο λεπτότερα είναι τα ελάσματα από περλίτη. Τα στρώματα γίνονται πιο λεπτά, η αντοχή και η σκληρότητα αυξάνονται και η πλαστική σκληρότητα αυξάνεται.
2) Μπαϊνικός μετασχηματισμός (γνωστός και ως μετασχηματισμός μέσης θερμοκρασίας)
Θερμοκρασία μετάβασης: 550-Ms (230 βαθμοί )
Προϊόν μετασχηματισμού: Bainite B (bainite) - ένα μείγμα υπερκορεσμένου F και τσιμενίτη.
εικόνα
550~350 μοίρες: ανώτερη φτερωτή δομή μπαινίτη (άνω Β), χαμηλή αντοχή και πλαστικότητα, υψηλή ευθραυστότητα.
350 μοίρες ~ Ms: κατώτερος μπαινίτης (κάτω Β) βελονοειδής δομή, καλή συνολική απόδοση.
εικόνα
3) Μαρτενσιτικός μετασχηματισμός (επίσης γνωστός ως μετασχηματισμός χαμηλής θερμοκρασίας)
Θερμοκρασία μετάβασης: Ms (230 βαθμοί ) ~ Mf
Προϊόν μετασχηματισμού: μαρτενσίτης (μαρτενσίτης) συν Α' (υπολειμματικός ωστενίτης)
Μαρτενσίτης: Υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα άνθρακα που σχηματίζεται σε -Fe, που αντιπροσωπεύεται από M.
Ταξινόμηση:
Μαρτενσίτης χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (χαμηλού άνθρακα μαρτενσίτης): Πηχοειδής, με υψηλή αντοχή και ολκιμότητα. Γνωστό και ως πηχάκι M (μαρτενσίτης πηχάκι).
Μαρτενσίτης υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (high carbon martensite): φακοειδές, σε σχήμα φύλλου, με ραβδώσεις στη μέση. Έχει υψηλή αντοχή, αλλά κακή ολκιμότητα και υψηλή ευθραυστότητα.
Εικόνα] [εικόνα
Καμπύλη C υποευτεκτοειδούς χάλυβα
εικόνα
Καμπύλη C υπερευτεκτοειδούς χάλυβα
εικόνα
Υπερψυκτικός ωστενίτης καμπύλη ψύξης συνεχούς μετασχηματισμού (καμπύλη CCT) (Συνεχής Μετασχηματισμός Ψύξης)
εικόνα
ανόπτηση
Ορισμός: Θέρμανση μετάλλου σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, διατήρησή του για αρκετό χρόνο και μετά ψύξη του με κατάλληλο ρυθμό
Σκοπός:
καθαρίστε τα δημητριακά?
Μειώστε τη σκληρότητα και βελτιώστε την απόδοση διαμόρφωσης και κοπής του χάλυβα.
Εξαλείψτε το εσωτερικό άγχος.
Ταξινόμηση: Σύμφωνα με τον σκοπό και τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας της ανόπτησης, μπορεί να χωριστεί σε πλήρη ανόπτηση, ατελής ανόπτηση, ισόθερμη ανόπτηση, σφαιροειδή ανόπτηση, ανόπτηση ανακούφισης στρες κ.λπ.
πλήρης ανόπτηση
l Πεδίο εφαρμογής: υποευτεκτοειδής χάλυβας
lΘερμοκρασία θέρμανσης: Ac3 συν 30-50 βαθμοί
l Σκοπός: βελτίωση της δομής, μείωση της σκληρότητας, βελτίωση της ικανότητας επεξεργασίας,
Εξαλείψτε το εσωτερικό άγχος
l Χαρτί σε θερμοκρασία δωματίου: F συν P
εικόνα
Σφαιροειδής ανόπτηση
Πεδίο εφαρμογής: ευτεκτοειδής χάλυβας και υπερευτεκτοειδής χάλυβας
Θερμοκρασία θέρμανσης: Ac1 συν 20~30 βαθμούς
Σκοπός: η σφαιροειδοποίηση του δικτυωτού ή νιφάδας Fe3CⅡ
Οργάνωση: σφαιρικός περλίτης
εικόνα
ισοθερμική ανόπτηση
Διαδικασία: Θέρμανση σε Ac1 συν 30~50 βαθμούς ή Ac3 συν 30~50 βαθμούς, αφού διατηρηθεί ζεστό, γρήγορα ψύξει σε θερμοκρασία κάτω από το Ar1, όταν το Α μετατραπεί σε χαρτομάντηλο τύπου P, αφαιρέστε το από τον κλίβανο και ψύξτε τον αέρα .
Διοργάνωση: Τάξη Π
Πλεονεκτήματα: σύντομος χρόνος ανόπτησης, ομοιόμορφη δομή
εικόνα
Ανακούφιση ανόπτηση
Σκοπός: η απομάκρυνση της υπολειπόμενης τάσης
θέρμανση
Θερμοκρασία: T θέρμανση < AC1 (500 ~ 600 βαθμοί )
Εφαρμογή: Εξαλείψτε την υπολειπόμενη εσωτερική καταπόνηση των χυτών, σφυρηλατήσεων, συγκολλήσεων κ.λπ.
εικόνα
ανόπτηση ομογενοποίησης (ανόπτηση διάχυσης)
Σκοπός: Εξάλειψη του διαχωρισμού. ενιαία σύνθεση, οργάνωση
Θερμοκρασία θέρμανσης: AC3＋150-250 βαθμοί
Οργάνωση: ο υποευτεκτοειδής χάλυβας είναι P συν F.
Εφαρμογή: Χρησιμοποιείται κυρίως για πλινθώματα από κράμα χάλυβα, χύτευση και σφυρηλάτηση με υψηλές απαιτήσεις ποιότητας.
Ανόπτηση ανακρυστάλλωσης
Διαδικασία: Θέρμανση σε 50-150 βαθμούς κάτω από το Ac1 ή T συν 30-50 βαθμό , διατήρηση της θερμοκρασίας και ψύξη αργά.
Σκοπός: Εξάλειψη της σκλήρυνσης εργασίας και αποκατάσταση της πλαστικότητας και της σκληρότητας του χάλυβα.
Εφαρμογή: Εξαλείψτε τη σκλήρυνση εργασίας των τεμαχίων μετά από ψυχρή επεξεργασία. Όπως η ανόπτηση στη μέση της διαδικασίας έλξης από χαλύβδινο σύρμα.
Κανονικοποίηση
Ορισμός: Μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας κατά την οποία το τεμάχιο εργασίας θερμαίνεται σε 30-50 βαθμούς πάνω από το Ac3 ή το Accm, αφαιρείται από τον κλίβανο μετά τη διατήρηση της θερμότητας και ψύχεται στον αέρα.
Σκοπός:
Χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα: αυξάνει τη σκληρότητα και διευκολύνει την κοπή.
Υπερευτεκτοειδής χάλυβας: Εξαλείψτε τον δικτυωτό δευτερογενή τσιμεντίτη, ο οποίος είναι ευεργετικός στη σφαιροποίηση P.
Χάλυβας μεσαίου άνθρακα και χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε κράμα μεσαίου άνθρακα: η τάση δεν είναι μεγάλη και οι απαιτήσεις απόδοσης δεν είναι υψηλές, κάτι που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τελική θερμική επεξεργασία.
εικόνα
Σβήσιμο
εικόνα
Σκοπός: Να αποκτήσετε τη δομή κάτω από το M ή B και να βελτιώσετε τη σκληρότητα και την αντοχή στη φθορά του χάλυβα.
Επιλογή θερμοκρασίας σβέσης
Υποευτεκτοειδής χάλυβας: AC3 συν 30-50 βαθμός ;
Ευτηκτοειδής χάλυβας και υπερευτεκτοειδής χάλυβας: AC1 συν 30-50 βαθμός .
εικόνα
Η ψύξη απόσβεσης είναι το κλειδί για τον προσδιορισμό της ποιότητας της απόσβεσης και ο ιδανικός ρυθμός ψύξης θα πρέπει να είναι όπως φαίνεται στο σχήμα.
Πάνω από 650 μοίρες, αργό, μειώνει τη θερμική καταπόνηση
650-400 βαθμός , γρήγορα, αποφύγετε την καμπύλη C
Κάτω από 400 μοίρες, αργή, μειώστε την πίεση μετάβασης φάσης
εικόνα
Συχνά χρησιμοποιούμενο μέσο σβέσης
Επί του παρόντος, τα μέσα ψύξης που χρησιμοποιούνται συνήθως στην παραγωγή είναι το λάδι, το νερό και η άλμη και η ψυκτική τους ικανότητα αυξάνεται διαδοχικά.
Νερό: ισχυρή ικανότητα σβέσης, αλλά υπάρχουν μαλακά σημεία στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας, τα οποία παραμορφώνονται εύκολα και ραγίζουν.
Αλμυρό νερό: η ικανότητα σβέσης είναι ισχυρότερη, η επιφάνεια του τεμαχίου είναι λεία και καθαρή, χωρίς μαλακά σημεία, αλλά είναι πιο εύκολο να παραμορφωθεί και να ραγίσει.
Λάδι: Η ικανότητα σβέσης είναι αδύναμη, αλλά το τεμάχιο εργασίας δεν είναι εύκολο να παραμορφωθεί και να ραγίσει
Κοινή μέθοδος ψύξης απόσβεσης (μέθοδος ψύξης απόσβεσης)
εικόνα
Ιδιοσυγκρασία
Ορισμός: εικόνα
Ο κύριος σκοπός του μετριασμού
Εξαλείψτε το εσωτερικό στρες και μειώστε την ευθραυστότητα
Σταθερές διαστάσεις ιστού και τεμαχίου εργασίας
Μειώστε τη σκληρότητα, βελτιώστε την πλαστικότητα
Αλλαγές στη δομή και τις ιδιότητες του σκλήρυνσης
Ο δομικός μετασχηματισμός του σβησμένου χάλυβα κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης συμβαίνει κυρίως στο στάδιο της θέρμανσης. Καθώς η θερμοκρασία θέρμανσης αυξάνεται, η δομή του σβησμένου χάλυβα υφίσταται τέσσερα στάδια αλλαγής.
1. Αποσύνθεση μαρτενσίτη
Στάδιο σκλήρυνσης: Κατά το σκλήρυνση σε<100°C, the structure does not change; when heating at 100~200°C, martensite will decompose.
Λήφθηκε οργάνωση: σκληρυμένος μαρτενσίτης M φορές (υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα).
Αλλάζει η απόδοση: το εσωτερικό άγχος μειώνεται σταδιακά και η απόδοση παραμένει βασικά η ίδια.
2. Αποσύνθεση του κατακρατημένου ωστενίτη
Στάδιο σκλήρυνσης: 200-300 βαθμός . Το Α' αποσυντίθεται και μετατρέπεται σε Β.
Λήφθηκε οργάνωση: M (Tempered Martensite) υποδεικνύει
Αλλαγές απόδοσης: Η πίεση μειώνεται περαιτέρω και η αντοχή και η σκληρότητα μειώνονται ελαφρώς.
3. Ολοκληρώνεται η αποσύνθεση του μαρτενσίτη και ο σχηματισμός του τσιμενίτη
Στάδιο σκλήρυνσης: 300-400 βαθμός . Τα καρβίδια ε μετατρέπονται σε σταθερό τσιμενίτη.
Αποκτήθηκε οργάνωση: Tempered Troostite, εκπροσωπούμενος από τον T (Tempered Troostite).
Αλλάζει η απόδοση: η εσωτερική πίεση ουσιαστικά εξαλείφεται, η σκληρότητα μειώνεται και η σκληρότητα του πλαστικού αυξάνεται.
4. Ανάπτυξη και ανάκτηση αδρανών Fe3C και ανακρυστάλλωση στερεού διαλύματος
Στάδιο σκλήρυνσης: πάνω από 400 βαθμούς. Η φάση αρχίζει να ανακάμπτει και η ανακρυστάλλωση εμφανίζεται πάνω από 500 βαθμούς.
Λήφθηκε οργανισμός: Tempered Sorbite, εκπροσωπούμενος από S (Tempered Sorbite).
Αλλαγές απόδοσης: επιτυγχάνεται καλή συνολική απόδοση.
Μικροδομή και μηχανικές ιδιότητες του σκληρυμένου χάλυβα
σκάφος
θερμοκρασία σκλήρυνσης
( βαθμός )
Ιστός μετά από σκλήρυνση
Σκληρότητα μετά από σκλήρυνση (HRC)
Χαρακτηριστικά
χρήση
σκλήρυνση σε χαμηλή θερμοκρασία
150-250
M πίσω
58-64
Υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή στη φθορά. ευθραυστότητα, μειωμένη εσωτερική πίεση
χάλυβας εργαλείων,
Ρουλεμάν κύλισης, ανθρακούχα μέρη κ.λπ.
Μέτρια θερμοκρασία σκλήρυνση
250-500
T πίσω
35-50
Υψηλότερο όριο ελαστικότητας και όριο απόδοσης, με συγκεκριμένη πλαστικότητα και σκληρότητα
χάλυβας ελατηρίου,
Ζεστό καλούπι εργασίας
σκλήρυνση σε υψηλή θερμοκρασία
500-600
S πίσω
25-35
καλή συνολική απόδοση
σημαντικά δομικά μέρη
Η γενική τάση των μηχανικών ιδιοτήτων αλλάζει κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης: Με την αύξηση της θερμοκρασίας σκλήρυνσης, η αντοχή και η σκληρότητα του χάλυβα μειώνονται και η πλαστικότητα και η σκληρότητα αυξάνονται.
Θερμική Επεξεργασία Επιφανειών (Θερμική Επεξεργασία Επιφανειών)
Θερμική επεξεργασία επιφάνειας: μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που θερμαίνει μόνο την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να αλλάξει τη δομή και τις ιδιότητές του.
Ταξινόμηση: σβέση επιφάνειας και χημική θερμική επεξεργασία.
Στην παραγωγή, υπάρχουν πολλά μέρη που απαιτούν την επιφάνεια και τον πυρήνα να έχουν διαφορετικές ιδιότητες. Γενικά, η επιφάνεια έχει υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή στη φθορά και αντοχή σε κόπωση. ενώ ο πυρήνας απαιτεί καλύτερη πλαστικότητα και σκληρότητα.
Σε αυτήν την περίπτωση, η αρχή από την επιλογή υλικού μόνο ή η χρήση συνηθισμένων μεθόδων θερμικής επεξεργασίας δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις του. Ο τρόπος επίλυσης αυτού του προβλήματος είναι η επιφανειακή θερμική επεξεργασία.
επιφανειακό σβήσιμο
Ορισμός: Μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που μόνο σβήνει (συν μετριάζει) την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας
Σκοπός: Να γίνει η επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας σκληρή και σκληρή.
Χάλυβας για επιφανειακή σκλήρυνση: δομικός χάλυβας μεσαίου άνθρακα (0.4 τοις εκατό -0.5 τοις εκατό περιεκτικότητα σε άνθρακα)
Μέθοδοι: επιφανειακή σκλήρυνση με επαγωγική θέρμανση και επιφανειακή σκλήρυνση με θέρμανση με φλόγα.
Επαγωγική απόσβεση επιφάνειας
Βασική αρχή: Το πηνίο επαγωγής τροφοδοτείται με εναλλασσόμενο ρεύμα → σχηματίζει δινορεύμα (skin effect) → λαμβάνει το Α στην επιφάνεια → λαμβάνει το Μ με ψύξη με νερό.
Ταξινόμηση:
Επαγωγική θέρμανση υψηλής συχνότητας:
200~300kHz, 0,5~2,5mm;
Επαγωγική θέρμανση μεσαίας συχνότητας:
0.5~10kHz, 2~10mm;
Επαγωγική θέρμανση συχνότητας ισχύος:
50 Hz, 10-20mm.
Κανόνας: Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα ρεύματος, τόσο μικρότερο είναι το βάθος του σκληρυμένου στρώματος.
σβήσιμο της επιφάνειας θέρμανσης με φλόγα
Ορισμός: Η απόσβεση επιφανειών θέρμανσης με φλόγα είναι η εφαρμογή φλόγας οξυ-ακετυλενίου (ή άλλου εύφλεκτου αερίου) για τη θέρμανση της επιφάνειας των εξαρτημάτων και στη συνέχεια την ταχεία κατάσβεση τους. Το βάθος του σκληρυμένου στρώματος είναι γενικά 2 έως 6 mm.
Εφαρμογή: κατάλληλο για παραγωγή ενός τεμαχίου και μικρής παρτίδας.
Χημική θερμική επεξεργασία χάλυβα
Ορισμός: Μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας κατά την οποία ένα χαλύβδινο μέρος διατηρείται σε ένα ενεργό μέσο σε μια ορισμένη θερμοκρασία για να επιτραπεί σε ένα ή περισσότερα στοιχεία να διεισδύσουν στην επιφάνειά του για να αλλάξει τη χημική του σύνθεση, τη δομή και την απόδοσή του.
Ταξινόμηση: Σύμφωνα με διαφορετικά διεισδυμένα στοιχεία, η χημική θερμική επεξεργασία μπορεί να χωριστεί σε ενανθράκωση, νιτρίωση, ανθρακοποίηση, βορίωση, αλουμίνιση κ.λπ.
Βασική διαδικασία:
① Αποσύνθεση: Κάντε το χημικό μέσο να αποσυνθέσει τα ενεργά άτομα που διεισδύουν στα στοιχεία κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης και διατήρησης της θερμότητας.
② Απορρόφηση: Τα ενεργά άτομα απορροφώνται από την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να σχηματίσουν στερεά διαλύματα ή ειδικές ενώσεις.
③ Διάχυση: Τα διεισδυμένα άτομα διαχέονται προς τα μέσα από την επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας για να σχηματίσουν ένα στρώμα διάχυσης με ορισμένο βάθος, δηλαδή το διεισδυμένο στρώμα
Ενανθράκωση χάλυβα (Carburize of steel)
εικόνα
Σκοπός: Βελτίωση της σκληρότητας και της αντοχής στη φθορά της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας
Χάλυβας για ενανθράκωση: χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ή χάλυβας σε κράμα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα
Μέσο: τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αέρια (κηροζίνη, βενζόλιο κ.λπ.), με άτομα ενεργού άνθρακα.
Θερμοκρασία: στη ζώνη ωστενιτών, 900-950 βαθμοί
Χρόνος: Ανάλογα με το βάθος του στρώματος διαρροής, περίπου 10 ώρες.
Άλλες μέθοδοι χημικής θερμικής επεξεργασίας
Νίτρωση: Μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που διεισδύει άτομα ενεργού αζώτου στην επιφάνεια ενός τεμαχίου εργασίας σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Βελτιώστε τη σκληρότητα της επιφάνειας, την αντοχή στη φθορά, την αντοχή σε κόπωση, τη θερμική σκληρότητα και την αντίσταση στη διάβρωση των εξαρτημάτων.
Ανθρακοποίηση (carbonitriding): Ο άνθρακας και το άζωτο διεισδύουν στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας ταυτόχρονα. Βελτιώστε τη σκληρότητα της επιφάνειας, την αντοχή στην κόπωση και την αντοχή στη φθορά και συνδυάστε τα πλεονεκτήματα της ενανθράκωσης και της νιτρίωσης.
Χρωμίωση: Έχει καλή αντοχή στη διάβρωση και εξαιρετική αντοχή στην οξείδωση, στη σκληρότητα και αντοχή στη φθορά και μπορεί να αντικαταστήσει τον ανοξείδωτο χάλυβα και τον ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα για την κατασκευή εργαλείων.
Βορονισμός: πολύ εξαιρετική αντοχή στη φθορά, αντοχή στη διάβρωση και αντοχή στη φθορά στη λάσπη, η αντοχή στη φθορά είναι προφανώς καλύτερη από τα στρώματα εναζώτου, άνθρακα και ανθρακικής τριβής, αλλά δεν είναι ανθεκτική στη διάβρωση της ατμόσφαιρας και του νερού. Χρησιμοποιείται κυρίως για εξαρτήματα αντλίας λάσπης, μήτρες θερμής εργασίας και εξαρτήματα τεμαχίου εργασίας.
