Thép luyện thép như một loại xử lý nhiệt. Công nghệ kim loại

Tạo tài liệu mới và quản lý tài sản của họ là nghệ thuật của công nghệ kim loại. Một trong những công cụ của nó là xử lý nhiệt. Các quy trình này cho phép bạn thay đổi các đặc tính và phù hợp, phạm vi sử dụng các hợp kim. Thép luyện thép là một lựa chọn phổ biến để loại bỏ khiếm khuyết sản phẩm, tăng sức mạnh và độ tin cậy.

Các nhiệm vụ của quy trình và các biến thể của nó

Các hoạt động ủ được thực hiện để:

• Tối ưu hóa cấu trúc nội tại, sắp xếp các yếu tố hợp kim;
• Giảm thiểu sự méo mó và căng thẳng nội bộ do thay đổi nhiệt độ công nghệ nhanh;
• Gia tăng sự tuân thủ của các đối tượng để gia công tiếp theo.

Các hoạt động cổ điển được gọi là "hoàn toàn annealing", tuy nhiên, có một số các giống của nó, tùy thuộc vào các thuộc tính cho trước và tính năng của nhiệm vụ: không đầy đủ, thấp, khuếch tán (đồng nhất), isothermal, recrystallization, normalization. Tất cả đều giống nhau về nguyên tắc, nhưng các phương thức xử lý nhiệt thép rất khác nhau.

Xử lý nhiệt dựa trên sơ đồ

Tất cả các biến đổi trong ngành công nghiệp sắt và thép, được dựa trên trò chơi của nhiệt độ, tương ứng với sơ đồ hợp kim sắt-cacbon. Đây là một trợ giúp trực quan để xác định cấu trúc vi của thép cacbon hoặc gang đúc, cũng như các điểm chuyển đổi cấu trúc và các đặc tính của chúng dưới ảnh hưởng của sưởi ấm hoặc làm mát.

Công nghệ của kim loại điều chỉnh tất cả các loại luyện thép cacbon theo kế hoạch này. Đối với các giá trị nhiệt độ "bắt đầu" là dòng PSK, cụ thể là điểm quan trọng Ac ₁ của nó không đầy đủ, thấp, và cũng để tái kết tinh. Toàn bộ quá trình ủ và chuẩn hóa thép được định hướng nhiệt tới đường sơ đồ của GSE, các điểm quan trọng của nó là Ac ₃ và Ac _m . Ngoài ra, sơ đồ xác định rõ ràng mối quan hệ của một phương pháp xử lý nhiệt nhất định với loại vật liệu đối với lượng carbon và khả năng tương ứng của việc tiến hành nó cho một hợp kim nhất định.

Ủ toàn bộ

Đối tượng: đúc và rèn từ hợp kim tiền eutectoid, trong khi thành phần của thép nên lấp đầy lượng carbon trong một lượng lên đến 0,8%.

Mục đích:

• Sự thay đổi lớn nhất trong cấu trúc vi mô thu được bằng cách đúc và áp suất nóng, làm thành hỗn hợp ferritic-pearlitic đồng nhất không đồng nhất thành một cấu trúc hạt mịn đồng nhất;
• Giảm độ cứng và gia tăng tính tuân thủ cho gia công tiếp theo.

Công nghệ. Nhiệt độ gia nhiệt của thép là 30-50 ° C trên điểm cực đại Ac ₃ . Khi kim loại đạt đến các đặc tính nhiệt nhất định, chúng sẽ được duy trì ở mức này một thời gian, cho phép tất cả các phép biến đổi cần thiết được hoàn thành. Hạt pearlitic và ferritic lớn hoàn toàn chuyển thành austenit. Bước tiếp theo là làm mát chậm bằng lò, trong đó ferrite và perlit, có hạt mịn và cấu trúc đồng nhất, lại được tách ra khỏi austenit.

Việc ủ toàn bộ thép cho phép loại bỏ các khiếm khuyết nội tại phức tạp nhất, tuy nhiên nó rất tốn kém và tốn nhiều thời gian.

Đun nóng không đầy đủ

Đối tượng: các loại thép doeutectoid, không có tính không đồng nhất bên trong nghiêm trọng.

Mục đích: mài và làm mềm hạt pearlit, mà không thay đổi cơ sở ferrite.

Công nghệ. Nung nóng kim loại lên nhiệt độ rơi vào khoảng trống giữa các điểm trọng điểm Ac ₁ và Ac ₃ . Khai thác các khoảng trống trong lò có đặc tính ổn định giúp hoàn thành các quy trình cần thiết. Làm mát được thực hiện chậm, cùng với lò nướng. Tại đầu ra, cũng có được cấu trúc hạt mịn-ferrit giống nhau. Với hiệu ứng nhiệt này, perlite được biến thành hạt mịn, ferrite vẫn không thay đổi tinh thể, và chỉ có thể thay đổi cấu trúc, cũng mài.

Thép không trơn hoàn toàn cho phép bạn cân bằng trạng thái nội tại và các tính chất của các vật đơn giản, nó ít tiêu tốn năng lượng hơn.

Ủ thấp (kết tinh lại)

Đối tượng: tất cả các loại thép carbon cán, thép hợp kim có hàm lượng cacbon là 0,65% (ví dụ như vòng bi), các bộ phận và khoảng trống của kim loại màu không có khiếm khuyết bên trong nghiêm trọng, nhưng cần phải hiệu chỉnh không cần nhiều điện.

Mục đích:

• Loại bỏ áp suất bên trong và làm lạnh do ảnh hưởng của biến dạng lạnh và nóng;
• Xử lý hậu quả tiêu cực của việc làm lạnh không đồng đều các kết cấu hàn, gia tăng độ dẻo dai và sức bền của các khe;
• Tính đồng nhất của cấu trúc vi mô của các sản phẩm luyện kim màu;
• Phá huỷ hoại lá perlite - cho nó một hình dạng hạt.

Công nghệ.

Sự sưởi ấm của các bộ phận là 50-100 ° C dưới điểm quan trọng Ac ₁ . Dưới ảnh hưởng của những ảnh hưởng như vậy, những thay đổi nhỏ bên trong được loại bỏ. Toàn bộ quá trình công nghệ mất khoảng 1-1,5 giờ. Khoảng giá trị của khoảng nhiệt độ đối với một số vật liệu:

1. Thép carbon và hợp kim đồng là 600-700 ° C.
2. Hợp kim niken - 800-1200 ° C.
3. Hợp kim nhôm là 300-450 ° C.

Làm mát được thực hiện trong không khí. Đối với thép martensitic và bainit, công nghệ kim loại tạo ra một cái tên khác cho quá trình này - nhiệt độ cao. Đó là một cách đơn giản và hợp lý để cải thiện tính chất của các bộ phận và cấu trúc.

Homogenization (khuyếch tán khuếch tán)

Đối tượng: sản phẩm đúc lớn, đặc biệt là đúc hợp kim thép.

Mục đích: phân bố đồng đều các nguyên tử của các nguyên tố hợp kim trên lưới tinh thể và toàn bộ khối lượng phôi do sự khuếch tán nhiệt độ cao; Làm mềm cấu trúc của phôi, giảm độ cứng của nó trước khi thực hiện các hoạt động kỹ thuật tiếp theo.

Công nghệ. Vật liệu được làm nóng đến nhiệt độ cao 1000-1200 ° C. Các đặc tính nhiệt ổn định phải được duy trì trong một thời gian dài - khoảng 10-15 giờ, tùy thuộc vào kích cỡ và độ phức tạp của cấu trúc. Sau khi hoàn thành tất cả các giai đoạn của sự biến đổi nhiệt độ cao, chậm làm mát sau.

Tuyệt vời, tuy nhiên, quá trình hiệu quả cao của equalizing các vi cấu trúc của cấu trúc lớn.

Anotheral ủ

Đối tượng: thép tấm thép carbon, các sản phẩm từ hợp kim hợp kim cao.

Mục tiêu: cải tiến cấu trúc vi mô, loại bỏ khiếm khuyết bên trong với thời gian ít hơn.

Công nghệ. Kim loại ban đầu được làm nóng đến nhiệt độ ủ toàn bộ và chịu được thời gian cần thiết để chuyển đổi tất cả các cấu trúc sẵn có thành austenit. Sau đó, từ từ nguội bằng cách ngâm trong muối nóng đỏ. Khi nhiệt đạt 50-100 ° C dưới điểm Ac ₁ , nó được đặt trong lò để duy trì nó ở mức này trong suốt thời gian cần thiết để hoàn toàn chuyển đổi austenit thành perlit và cementit. Làm mát cuối cùng diễn ra trong không khí.

Phương pháp này cho phép đạt được các tính chất cần thiết của phôi thép từ thép hợp kim, đồng thời tiết kiệm thời gian so với quá trình ủ hoàn toàn.

Chuẩn hóa

Đối tượng: đúc, rèn và các chi tiết từ thép carbon thấp, trung bình và thấp.

Mục đích: đặt hàng nội bộ, tạo ra độ cứng và sức mạnh mong muốn, cải thiện trạng thái nội bộ trước các giai đoạn tiếp theo của quá trình xử lý nhiệt và cắt.

Công nghệ. Thép được làm nóng đến nhiệt độ nằm hơi trên đường GSE và những điểm quan trọng của nó, ngâm và làm lạnh trong không khí. Do đó, tốc độ hoàn thành các quy trình tăng lên. Tuy nhiên, với quy trình này, có thể đạt được cấu trúc yên tĩnh hợp lý chỉ khi thành phần của thép được xác định bằng cacbon trong một lượng không quá 0,4%. Với sự gia tăng lượng cacbon, sự gia tăng độ cứng xảy ra. Cùng một loại thép sau khi bình thường hóa có độ cứng lớn cùng với các hạt mịn có độ đều nhau. Kỹ thuật này làm cho nó có thể tăng đáng kể độ bền của các hợp kim để nứt và sự tuân thủ gia công bằng cách cắt.

Có khả năng khử khuyết tật

Trong quá trình thực hiện các hoạt động xử lý nhiệt, cần phải tuân theo các chế độ quy định về sưởi ấm và làm lạnh nhiệt độ. Trong trường hợp vi phạm yêu cầu, có thể phát sinh nhiều khiếm khuyết.

1. Oxy hóa của lớp bề mặt và sự hình thành của quy mô. Trong quá trình hoạt động, kim loại nung nóng phản ứng với oxy của không khí, dẫn tới sự hình thành của quy mô trên bề mặt của phôi. Nó phải được làm sạch bằng máy móc hoặc với sự trợ giúp của thuốc thử hoá học đặc biệt.
2. Mất cháy carbon. Cũng xảy ra như là kết quả của ảnh hưởng của oxy lên kim loại nóng. Giảm lượng cacbon trong lớp bề mặt làm giảm tính chất cơ học và công nghệ. Để ngăn chặn các quá trình này, việc ủ thép phải được thực hiện song song với việc đưa khí bảo vệ vào lò, nhiệm vụ chính là ngăn ngừa sự tương tác của hợp kim với oxy.
3. Quá nóng. Đó là hậu quả của việc tiếp xúc kéo dài trong lò ở nhiệt độ cao. Nó có hệ quả của sự tăng trưởng quá mức của ngũ cốc, việc mua lại của một cấu trúc hạt thô không đồng nhất, tăng độ dẻo dai. Nó được điều chỉnh bằng cách thực hiện một giai đoạn khác của quá trình ủ hoàn toàn.
4. Bị đốt cháy. Xảy ra do kết quả của việc vượt quá các giá trị cho phép của quá trình sưởi ấm và ngâm, dẫn tới việc phá vỡ liên kết giữa một số hạt, hoàn toàn làm hỏng toàn bộ cấu trúc của kim loại và không phải điều chỉnh.

Để ngăn ngừa trục trặc, điều quan trọng là phải thực hiện rõ nhiệm vụ xử lý nhiệt, có kỹ năng chuyên nghiệp và kiểm soát chặt chẽ quá trình.

Thép luyện thép là một công nghệ hiệu quả cao mang cấu trúc vi mô của các bộ phận của bất kỳ phức tạp và thành phần nào đến cấu trúc bên trong tối ưu và trạng thái cần thiết cho các giai đoạn sau của các ảnh hưởng nhiệt, cắt và đưa vào vận hành của cấu trúc.