Šis raksts sniegs diezgan detalizētu pārskatu par to, kas ir pārkristalizācijas atkvēlināšana. Papildus iepazīšanai tiks apsvērti arī citi darba veidi ar tēraudu, kas uzlabo tā struktūru un metāla apstrādājamību, samazina cietību un mazina iekšējos spriegumus. Visas galvenās sakausējuma īpašības ir atkarīgas no sakausējuma struktūras, un metode, kas maina struktūru, ir termiskā apstrāde. Rekristalizācijas atkausēšanu un daudzus citus termiskās apstrādes veidus izstrādāja D. K. Černovs, tālāk šo tēmu izstrādāja G. V. Kurdjumovs, A. A. Bočvars, A. P. Guļajevs.
Termiskā apstrāde
Tā ir dažādu sildīšanas darbību kombinācija ar speciāla aprīkojuma un speciālas tehnoloģijas palīdzību, ar turēšanu un dzesēšanu, kas tiek veiktas stingri noteiktā secībā un precīzos režīmos, lai mainītu sakausējuma iekšējo struktūru un iegūt vēlamās īpašības. Termiskā apstrāde ir sadalīta vairākos veidos. Pirmā atkausēšanaveids, ko izmanto absolūti jebkuriem metāliem un sakausējumiem, cietā stāvoklī nerada fāzes pārvērtības. Rekristalizācijas rūdīšanu izmanto, lai sasniegtu šādas īpašības.
Kad pirmā veida atkvēlināšana tiek uzkarsēta, palielinās atomu kustīgums, tiek pilnībā vai daļēji novērsta ķīmiskā neviendabība un samazinās iekšējais spriegums. Tas viss ir atkarīgs no sildīšanas temperatūras un turēšanas laika. Šeit raksturīga lēna dzesēšana. Šīs metodes varianti ir spriedzes atlaidināšana pēc liešanas, metināšanas vai kalšanas, difūzijas atkausēšana un rekristalizācijas atkausēšana.
Otrā atlaidināšana
Šī atkausēšana ir paredzēta arī metāliem un sakausējumiem, kas cietās atlaidināšanas laikā tiek pakļauti fāzu pārvērtībām – gan karsējot, gan atdzesējot. Šeit mērķi ir nedaudz plašāki nekā tie, kas tiek sasniegti ar tērauda rekristalizācijas atkausēšanu. Otrā veida atlaidināšana nodrošina līdzsvarotāku struktūru materiāla tālākai apstrādei. Graudainība pazūd, tiek sasmalcināta, palielinās viskozitāte un plastiskums, ievērojami samazinās cietība un izturība. Tādu metālu jau var griezt. Karsēšana tiek veikta līdz daudz augstākai temperatūrai par kritiskajām, un dzesēšana notiek kopā ar krāsni - ļoti lēni.
Arī termiskā apstrāde ietver sakausējumu rūdīšanu stiprībai un cietībai. Šeit, gluži pretēji, veidojas nelīdzsvarota struktūra, kas palielina šos parametrus sorbīta, troostīta un martensīta dēļ. Arī izmantotās temperatūras ir daudz augstākas par kritiskajām, taču dzesēšana notiek ļoti lielos ātrumos. ceturtais veidstermiskā apstrāde - rūdīšana, kas mazina iekšējos spriegumus, samazina cietību un palielina rūdītu tēraudu stingrību un elastību. Sildot līdz temperatūrai zem kritiskās, dzesēšanas ātrums var būt jebkurš. Transformācijas samazina nelīdzsvara struktūru. Šādi darbojas tērauda rekristalizācijas atkausēšana.
Režīmu izvēle
Termiskā apstrāde var būt sākotnējā un galīgā. Pirmo izmanto, lai sagatavotu materiāla īpašības un tā struktūru turpmākajām tehnoloģiskajām operācijām (apstrādājamības uzlabošanai, griešanai, spiediena apstrādei). Galīgā termiskā apstrāde veido visas gatavā produkta īpašības. Rekristalizācijas atlaidināšanas režīma izvēle ir atkarīga no termiskās apstrādes procesa un mērķiem.
Nozīmē sakausējuma vai metāla karsēšanu virs kristalizācijas temperatūras un ne mazāk par simts vai divsimt grādiem. Tam seko ekspozīcija šajā temperatūrā uz nepieciešamo laiku. Atdzesēšana ir šī procesa pēdējais posms. Šī tehnoloģija ir sadalīta pilnā, daļējā un teksturējošā rūdīšanā, un izvēle ir atkarīga no tā, kāds ir pārkristalizācijas atkausēšanas mērķis.
Pilna atkausēšana
Praksē visbiežāk izmantojam pilno atlaidināšanu, taču šeit ir jāpievērš uzmanība tam, ka tērauda atkausēšana un rūdīšana ir dažādi procesi. Rekristalizācijas atlaidināšanas procesā tiek veiktas noteiktas procedūras, kas pirms metāla aukstās apstrādes zem spiediena, lai atvieglotu turpmāku darbu ar to, vaiatkausēšana ir termiskās apstrādes izejas veids, kad gatavais produkts vai pusfabrikāts iegūst vēlamās īpašības. Vai nu šī ir starpdarbība, piemēram, efektīvai aukstās sacietēšanas noņemšanai.
Vienmērīgai sakausējuma elementu šķīdināšanai matricā un, lai iegūtu viendabīgu mikrostruktūru ar vienādām materiāla īpašībām, atkvēlināšanu veic īpašā šķīdumā. Melnajiem metāliem nepieciešama pārkristalizācijas atkausēšana temperatūrā no 950 līdz 1200ºC, izmantojot Durferrit Glühkohle vai Durferrit GS 960 sāls šķīdumu.
Mērķi
Visbiežāk tiek veikta tēraudu rekristalizācijas atkausēšana, lai materiāla struktūru novestu līdz vēlamajiem parametriem, kas nepieciešami turpmākajam darbam. To lieto pēc apstrādes ar spiedienu, ja lēnā pārkristalizācija nav pilnībā pagājusi, un tas neļauj noņemt sacietējumu.
Šādu tehnoloģiju parasti izmanto karsti velmētu sakausējumu ruļļos, kur pamats ir alumīnijs, kā arī pēc lokšņu, sloksņu, foliju aukstās velmēšanas no dažādiem sakausējumiem un krāsainajiem metāliem (šeit jāpiemin niķeļa rekristalizācijas atkvēlināšana), stieņi un stieples, auksti formēti tēraudi un auksti stieptas caurules. Atsevišķa procedūra ir atkausēšana pusfabrikātu un izstrādājumu no krāsainajiem metāliem (tostarp niķeļa) ražošanā.
Temperatūras apstākļi
Dažādiem materiāliem nepieciešami dažādi termiskās apstrādes režīmi. Parasti viss process aizņem ne vairāk kā vienu stundu, lai pabeigtu rekristalizācijas atlaidināšanu, bet temperatūras režīms katram sakausējumam ir savs. Tātad sakausējumi uz magnija bāzes ir nepieciešami no 300 līdz 400 °С, niķeļa sakausējumi ir nepieciešami no 800 līdz 1150 ° C, oglekļa tēraudi ir nepieciešami no 650 līdz 710 ° С, kuriem ir obligāta rekristalizācijas atkausēšana. Kušanas temperatūra dabiski netiek sasniegta.
Alumīnija sakausējumiem nevajag tik daudz, pietiekami no 350 līdz 430 °C, un tīrs alumīnijs pārkristalizējas temperatūrā no 300 līdz 500 °C. No 670 līdz 690 °C pārkristalizācijai nepieciešams titāns, no 700 līdz 850 °C vara un niķeļa sastāvi, no 600 līdz 700 °C bronza un misiņš un vēl mazāk tīrs varš, tas sāk pārkristalizāciju no 500 °C. Šādi pārkristalizācijas atkausēšanas režīmi ir nepieciešami noteiktiem metāliem un sakausējumiem.
Metālu difūzijas apstrāde
Šo atkausēšanas veidu citādi sauc par homogenizāciju, un to veic, lai novērstu dendrītu segregācijas sekas. Difūzijas atkausēšana ir nepieciešama leģētajiem tēraudiem, kuru elastības un stingrības indekss ir samazināts intrakristāliskas segregācijas dēļ, kas izraisa slāņveida vai trauslus lūzumus. Ir nepieciešams panākt līdzsvara struktūru, un tāpēc ir nepieciešama lietmetāla difūzijas apstrāde. Turklāt tas uzlabo gan mehāniskās īpašības, gan palielina īpašību viendabīgumu visā gatavajā produktā.
Lūk, kas notiekprocess: liekās fāzes izšķīst, ķīmiskais sastāvs izlīdzinās, parādās un aug poras, palielinās graudu izmērs. Šāda veida termiskai apstrādei nepieciešama ilgstoša metāla iedarbība temperatūrā virs kritiskās (šeit mēs varam runāt par 1200 grādiem pēc Celsija).
Izotermiskā termiskā apstrāde
Šis atkausēšanas veids ir ieteicams leģētajiem tēraudiem, kur nemainīgā temperatūrā austenīts maisījumā sadalās ferītā un cementītā. Šāda sadalīšanās var notikt citos atkausēšanas veidos, ja notiek pakāpeniska dzesēšana pastāvīgas un secīgas temperatūras pazemināšanās dēļ. Tādējādi tiek panākta struktūras viendabīgums, tiek samazināts termiskās apstrādes laiks.
Izotermiskās atkausēšanas shēma ir šāda: vispirms karsēšana līdz indikatoram, kas pārsniegs augšējo kritisko punktu par 50-70 grādiem, pēc tam temperatūras pazemināšana par 150 grādiem. Pēc tam uzkarsēto daļu pārnes krāsnī vai vannā, kur temperatūru uztur ne vairāk kā 700 °C. Procedūras ilgums būs atkarīgs no metāla sastāva un detaļas ģeometriskajiem izmēriem. Sakausējumu savienojumi var aizņemt stundas, savukārt karsti velmētas oglekļa tērauda loksnes var aizņemt minūtes.
Atšķirības
Ar pilnu atkausēšanu tiek nodrošināta tērauda rekristalizācija, atbrīvojot metālu no dažādiem konstrukcijas defektiem. Tērauds iegūst svarīgākās un raksturīgākās īpašības, mīkstina turpmākai griešanai. Vajagvispirms sasildiet to līdz temperatūrai, kas pārsniedz Ac3 par 30–50 grādiem, uzsildiet un pēc tam lēnām atdzesējiet.
Visbiežāk ekspozīcija ilgst vismaz pusstundu, bet ne vairāk kā stundu uz vienu tonnu tērauda ar sildīšanas ātrumu 100 grādi pēc Celsija stundā. Dzesēšanas ātrums mainās atkarībā no tērauda sastāva un austenīta stabilitātes. Ja to ātri atdzesē, ferīta-cementīta izkliedētā struktūra var būt pārāk cieta.
Atvēsināšana
Dzesēšanas ātrumu regulē, atdzesējot cepeškrāsni, pakāpeniski izslēdzot un atverot durvis. Pilnībā atkausējot, galvenais ir nepārkarsēt sakausējumu. Daļēja atkausēšana tiek veikta temperatūrā, kas zemāka par Ac3, bet nedaudz virs Ac1.
Tad tērauds daļēji pārkristalizēsies, un tāpēc tas neatbrīvosies no defektiem. Šādi tiek apstrādāti tēraudi, kuriem nav ferīta joslu, ja tie ir tikai jāmīkstina pirms tālākas apstrādes un griešanas. Papildus pilnīgai un nepilnīgai atkvēlināšanai ir arī teksturējoša rekristalizācijas atkvēlināšana.
Pieteikums
Dažreiz rūdīšana papildina karsto apstrādi (karsti velmētas ruļļus, piemēram, alumīnija sakausējumus, pirms aukstās velmēšanas atkvēlina, lai noņemtu smagu darbu, kas var rasties karstās velmēšanas rezultātā).
Šāda veida atkausēšanu daudz plašāk izmanto izstrādājumu un pusfabrikātu ražošanā no sakausējumiem un tīriem krāsainiem metāliem. Tā jau ir neatkarīga termiskās apstrādes darbība. Salīdzinot ar tēraudiem, milzīgs skaits krāsaino metālu tiek pakļauti aukstai apstrādei, pēc kuras ir nepieciešama pārkristalizācijas atkausēšana.
Nozarē
Ja ir nepieciešama granulēta cementīta forma, sakausējuma turēšana atkausēšanas laikā līdz pilnīgai pārkristalizācijai var ilgt ilgu laiku – vairākas stundas. Aukstajai deformācijai, kas parasti notiek pēc atkausēšanas, vislabvēlīgākā ir cementīta granulētā forma, kas rodas pārkristalizācijas laikā nedeformētu graudu veidošanās un augšanas procesā, un tas prasa karsēšanu līdz noteiktai temperatūrai.
Rekristalizācijas rūdīšana rūpniecībā ir sākotnējā darbība, lai sakausējumam vai metālam piešķirtu plastiskumu pirms aukstās apstrādes. Tas ir ne retāk sastopams intervālā starp aukstās deformācijas operācijām, lai novērstu sacietēšanu, kā arī kā izejas gala termiskās apstrādes process, lai produkts vai pusfabrikāts iegūtu vajadzīgās īpašības.
Kā tas notiek
Karsējot deformētais metāls palielina atomu kustīgumu. Vecie graudi izstiepjas, kļūst neaizsargāti, intensīvi dzimst un aug jauni, jau sabalansēti un brīvi no sasprindzinājuma graudi. Tie saduras ar veciem, iegareniem, absorbējot tos savā izaugumā līdz pilnīgai izzušanai. Tērauda un sakausējumu pārkristalizācija ir galvenais rekristalizācijas atkausēšanas mērķis. Sildot pēc vajadzīgās temperatūras sasniegšanas, materiāla tecēšanas robeža un izturība diezgan strauji samazinās.
Bet plastiskums palielinās, tas uzlabo apstrādājamību. Temperatūru, kurā sākas pārkristalizācija, sauc par slieksni.pārkristalizācija. Kad tas tiek sasniegts, metāls mīkstina. Temperatūra nevar būt nemainīga. Konkrētam sakausējumam vai metālam vienlīdz svarīga loma ir sildīšanas ilgumam, iepriekšējas deformācijas pakāpei, sākotnējam graudu izmēram un daudz kam citam.
