טיפול בחום עבור המסגרת הראשית של מכונות AHYW
Anhui Yawei כיום מאמצת טיפול בחום עבור כל מסגרות machien גיליון מתכת אשר יכול לחסל את הלחץ החומר עם עיוות מיני במשך זמן רב באמצעות, כולל בעיקר מסגרות הראשי של CNC Synchro Pressbrakes, cnc אוטומטי pressbrake backgauges, סיבים לייזר מכונות חיתוך הראשי מסגרת.
טיפול בחום (או טיפול בחום ) הוא קבוצה של תהליכים תעשייתיים ומתכתיים המשמשים לשינוי התכונות הגופניות ולעתים הכימיות של החומר. היישום הנפוץ ביותר הוא מתכות . טיפולי חום משמשים גם בייצור של חומרים רבים אחרים, כגון זכוכית . טיפול בחום כרוך בשימוש חימום או מצמרר, בדרך כלל לטמפרטורות קיצוניות, כדי להשיג תוצאה רצויה כגון התקשות או ריכוך של חומר. טכניקות טיפול חום כוללים חישול , התקשות במקרה , חיזוק משקעים , הרפיה , נרמול ורווייה . ראוי לציין כי בעוד המונח טיפול בחום חל רק על תהליכים שבהם החימום והקירור נעשים למטרה מסוימת של שינוי תכונות בכוונה, חימום וקירור לעתים קרובות להתרחש אגב במהלך תהליכי ייצור אחרים כגון חם להרכיב או ריתוך.
חומרים מתכתיים מורכבים מיקרו של גבישים קטנים בשם "דגנים" או crystallites. אופי הדגן (כלומר גודל התבואה וההרכב) הוא אחד הגורמים היעילים ביותר שיכולים לקבוע את ההתנהגות המכנית הכוללת של המתכת. טיפול בחום מספק דרך יעילה לתפעל את המאפיינים של המתכת על ידי שליטה על קצב הדיפוזיה ואת שיעור הקירור בתוך המיקרו. טיפול בחום משמש לעתים קרובות כדי לשנות את המאפיינים המכניים של סגסוגת מתכתי, מניפולציה תכונות כגון קשיות, חוזק, קשיחות, גמישות, וגמישות.
ישנם שני מנגנונים שעשויים לשנות תכונות של סגסוגת במהלך הטיפול בחום: היווצרות של martensite גורם גבישים לעוות באופן מהותי, ואת מנגנון דיפוזיה גורם לשינויים ההומוגניות של הסגסוגת.
המבנה הגבישי מורכב מאטומים מקובצים בהסדר ספציפי מאוד, הנקרא סריג. ברוב האלמנטים, סדר זה יתארגן מחדש, בהתאם לתנאים כמו טמפרטורה ולחץ. סידור זה, הקרוי allotropy או פולימורפיזם, עשוי להתרחש מספר פעמים, בטמפרטורות שונות עבור מתכת מסוימת. סגסוגות, סידור מחדש זה עלול לגרום אלמנט שבדרך כלל לא להמיס את מתכת הבסיס כדי להפוך לפתע מסיסים, בעוד היפוך של allotropy יהפכו את האלמנטים חלקית או לגמרי לא מסיסים.
כאשר במצב מסיס, תהליך של דיפוזיה גורם האטומים של אלמנט מומס להתפשט, מנסה ליצור חלוקה הומוגנית בתוך גבישים של מתכת בסיס. אם סגסוגת הוא מקורר למצב בלתי מסיס, האטומים של המרכיבים מומס (solutes) עשוי להגר מתוך הפתרון. זה סוג של דיפוזיה, המכונה משקעים, מוביל נוקלאציה, שבו האטומים נודדים יחד יחדיו גבולות. זה יוצר מיקרו בדרך כלל המורכב של שני שלבים או יותר מובהק. פלטה כי כבר מקורר לאט, למשל, יוצר מבנה למינציה המורכב לסירוגין שכבות של פרית ו cementite, הופך פרליט רכה. לאחר חימום הפלדה לשלב austenite ולאחר מכן מרווה אותו במים, מיקרו יהיה בשלב martensitic. זאת בשל העובדה כי הפלדה ישתנה מן השלב austenite לשלב martensite לאחר מרווה. יש לציין כי חלק pearlite או פרית עשוי להיות נוכח אם להרוות לא במהירות להתקרר כל הפלדה.
שלא כמו סגסוגות ברזל, רוב סגסוגות חום לטיפול לא לחוות שינוי פרית. בסגסוגות אלה, נוקלאציה על גבולות תבואה לעתים קרובות מחזקת את המבנה של מטריקס הגביש. מתכות אלה להקשות על ידי משקעים. בדרך כלל תהליך איטי, בהתאם לטמפרטורה, זה נקרא לעתים קרובות "התקשות גיל".
מתכות רבות ולא מתכות מציגים טרנספורמציה של מרטנזיט כאשר מקורר במהירות (עם מדיה חיצונית כמו שמן, פולימר, מים וכו '). כאשר מתכת הוא מקורר מהר מאוד, אטומים מסיסים לא יכול להיות מסוגל להגר מתוך הפתרון בזמן. זה נקרא "טרנספורמציה דיפוזית". כאשר מטריצת הבדולח משתנה לסידור הטמפרטורה הנמוך שלה, האטומים של המומס נלכדים בתוך הסריג. האטומים הלכודים מונעים ממטריצת הבדולח לשנות לחלוטין את אלוטרופ הטמפרטורה הנמוכה שלה, ויוצרים מדחי גז בתוך הסריג. כאשר כמה סגסוגות הם מקורר במהירות, כגון פלדה, השינוי martensite hardens את המתכת, ואילו באחרים, כמו אלומיניום, סגסוגת הופך רך יותר.
השפעות הזמן והטמפרטורה
טמפרטורת זמן טרנספורמציה (TTT) תרשים עבור פלדה. הקימורים האדומים מייצגים קצב קירור שונה (מהירות) כאשר מקוררים בטמפרטורת הקרינה העליונה (A3). V1 מייצרת martensite. V2 יש pearlite מעורבב עם martensite, V3 מייצרת bainite, יחד עם פרלייט ו matensite.
טיפול בחום תקין דורש שליטה מדויקת על הטמפרטורה, זמן שנערך בטמפרטורה מסוימת וקירור שיעור. [12]
למעט להקלה על מתח, הרפיה, והזדקנות, רוב טיפולי החום מתחילים על ידי חימום סגסוגת מעבר הטמפרטורה העליונה (A 3 ) טמפרטורה. טמפרטורה זו נקראת "מעצר" כי בטמפרטורת A 3 המתכת חווה תקופה של היסטרזיס. בשלב זה, כל האנרגיה החום משמש כדי לגרום לשינוי הגביש, ולכן הטמפרטורה מפסיק לעלות לזמן קצר (מעצרים) ולאחר מכן ממשיך לטפס ברגע השינוי הושלם. [13] לכן, סגסוגת חייב להיות מחומם מעל טמפרטורה קריטית עבור טרנספורמציה להתרחש. סגסוגת בדרך כלל יתקיים בטמפרטורה זו זמן מספיק החום כדי לחדור לחלוטין את סגסוגת, ובכך להביא אותו פתרון מוצק מלא.
בגלל גודל גרגר קטן יותר בדרך כלל משפר תכונות מכניות, כגון קשיחות, כוח גזירה חוזק מתיחה, מתכות אלה מחוממים לעתים קרובות לטמפרטורה כי הוא רק מעל טמפרטורת קריטי העליון, על מנת למנוע את גרגרי הפתרון מגידול גדול מדי . לדוגמה, כאשר פלדה מחומם מעל העליון טמפרטורה קריטית, דגנים קטנים של טופס austenite. אלה גדלים כמו הטמפרטורה הוא גדל. כאשר מקורר במהירות רבה, במהלך שינוי martensite, בגודל austenite גרגר משפיע ישירות על גודל התבואה martensitic. דגנים גדולים יותר יש גבולות תבואה גדולים, המשמשים כתמים חלשים במבנה. גודל גרגר נשלט בדרך כלל כדי להפחית את ההסתברות של שבירה.
הטרנספורמציה של הדיפוזיה תלויה מאוד בזמן. קירור מתכת בדרך כלל לדכא את המשקעים לטמפרטורה נמוכה בהרבה. אוסטניט, למשל, בדרך כלל קיים רק מעל הטמפרטורה הקריטית העליונה. עם זאת, אם austenite הוא מקורר מהר מספיק, השינוי עשוי להיות מדוכא במשך מאות מעלות מתחת לטמפרטורה קריטית נמוכה. כזה austenite הוא מאוד לא יציב, אם נתון מספיק זמן, יזרז לתוך microstructures שונים של פרית ו cementite. קצב הקירור ניתן להשתמש כדי לשלוט על קצב הצמיחה של התבואה או אפילו יכול לשמש לייצור microstructures חלקית martensitic עם זאת, השינוי martensite הוא זמן עצמאי. אם סגסוגת הוא מקורר טרנספורמציה martensite (M) טמפרטורה לפני microstructures אחרים יכולים בצורה מלאה, השינוי יהיה בדרך כלל להתרחש רק תחת מהירות הקול.
כאשר austenite הוא מקורר איטי מספיק כי שינוי מרטנזיט לא מתרחשת, את גודל התבואה austenite תהיה השפעה על שיעור של נוקלאציה, אבל זה בדרך כלל הטמפרטורה ואת שיעור הקירור השולט גודל התבואה מיקרו. כאשר austenite הוא מקורר איטי מאוד, זה יהיה ליצור גבישים פרית גדול מלא תכלילים כדוריים של cementite. מיקרו זה נקרא "spheroidite". אם מקורר קצת יותר מהר, ואז פרלייט גס יצרו. אפילו מהר יותר, ואת פרלייט בסדר יהוו. אם מקורר אפילו מהר יותר, bainite יהיה טופס. באופן דומה, אלה microstructures גם טופס אם מקורר לטמפרטורה מסוימת ולאחר מכן החזיק שם במשך זמן מסוים. [17]
סגסוגות אל ברזליות ביותר הם גם מחומם על מנת ליצור פתרון. לרוב, אלה הם מקורר אז מהר מאוד כדי לייצר טרנספורמציה martensite, לשים את הפתרון למצב רווי. סגסוגת, להיות במצב רך הרבה יותר, אז עשוי להיות קר עבד. זה עובד קר מגביר את כוח וקשיות של סגסוגת, ואת הפגמים הנגרמים על ידי דפורמציה פלסטית נוטים להאיץ משקעים, להגדיל את קשיות מעבר מה נורמלי עבור סגסוגת. גם אם לא עובד קר, המומסים בסגסוגות אלה בדרך כלל להאיץ, אם כי התהליך עשוי להימשך זמן רב יותר. לפעמים מתכות אלה מחוממות לטמפרטורה הנמצאת מתחת לטמפרטורה הקריטית (A1) הנמוכה יותר, המונעת הסתגלות מחדש, כדי להאיץ את המשקעים.
חישול לגליונות
חישול (מטלורגיה)
חישול מורכב לחימום מתכת לטמפרטורה מסוימת ולאחר מכן קירור בקצב אשר יפיק מיקרו מזוקק, או באופן מלא או חלקי המפריד בין המרכיבים. קצב הקירור הוא בדרך כלל איטי. חישול משמש לעתים קרובות כדי לרכך מתכת לעבוד קר, כדי לשפר machinability, או כדי לשפר את תכונות כמו מוליכות חשמלית.
ב סגסוגות ברזל, חישול נעשה בדרך כלל על ידי חימום המתכת מעבר לטמפרטורה קריטי העליון ולאחר מכן קירור לאט מאוד, וכתוצאה מכך היווצרות של פרלייט. בשני מתכות טהורות וסגסוגות רבות שלא ניתן לטפל בחום, חישול משמש כדי להסיר את הקשיות שנגרמה על ידי עובד קר. המתכת מחוממת לטמפרטורה שבה recrystallization יכול להתרחש, ובכך לתקן את הפגמים הנגרמים על ידי דפורמציה פלסטית. ב מתכות אלה, שיעור הקירור בדרך כלל יש השפעה קטנה. סגסוגות אל ברזליות ביותר, כי הם לטיפול בחום גם annealed כדי להקל על קשיות של עובד קר. אלה עשויים להיות מקורר לאט כדי לאפשר משקעים מלאים של המרכיבים וליצור מיקרו מזוקק.
סגסוגות ברזלי הם בדרך כלל או "annealed מלא" או "תהליך annealed." חישול מלא דורש קצב קירור איטי מאוד, על מנת ליצור פרלייט גס. בתהליך חישול, קצב הקירור עשוי להיות מהיר יותר; עד וכולל נורמליזציה. המטרה העיקרית של תהליך חישול היא לייצר מיקרו אחיד. סגסוגות אל ברזליות הם לעתים קרובות נתון למגוון של טכניקות חישול, כולל "חישול recrystallization", "חישול חלקי", "חישול מלא", "חישול הסופי". לא כל טכניקות חישול כרוך recrystallization, כגון להקלה על מתח.
