Tänään jaamme kattavan yleiskatsauksen metallimateriaalien käsittelyominaisuuksiin liittyvistä termeistä.
1. Valettavuus (muovattavuus)
Tämä viittaa metallimateriaalin kykyyn tuottaa laadukas valu valumenetelmillä. Valettavuus sisältää pääasiassa juoksevuuden, kutistumisen ja erottelun. Sujuvuus viittaa sulan metallin kykyyn täyttää muotti; kutistuminen viittaa tilavuuden kutistumisen asteeseen jähmettymisen aikana; ja segregaatiolla tarkoitetaan metallin sisäisen kemiallisen koostumuksen ja rakenteen epätasaisuutta, joka johtuu eroista kiteytymisajoissa jäähtymisen ja jähmettymisen aikana.
2. Taotettavuus
Tämä viittaa metallimateriaalin kykyyn muuttaa muotoaan halkeilematta painekäsittelyn aikana. Se sisältää kyvyn suorittaa taonta-, valssaus-, venytys- ja suulakepuristusprosesseja kuumassa tai kylmässä tilassa. Taotettavuuden laatu liittyy pääasiassa metallimateriaalin kemialliseen koostumukseen.
3. Koneistettavuus (koneistettavuus, koneistettavuus)
Tämä viittaa siihen, kuinka helposti metallimateriaali voidaan työstää päteväksi työkappaleeksi leikkaustyökalulla. Työstettävyyttä mitataan yleensä työstettävän työkappaleen pinnan karheudella, sallitulla leikkausnopeudella ja työkalun kulumisasteella. Se liittyy moniin tekijöihin, kuten metallimateriaalin kemialliseen koostumukseen, mekaanisiin ominaisuuksiin, lämmönjohtavuuteen ja työstökovettuvuusasteeseen. Kovuutta ja sitkeyttä käytetään yleensä karkeana työstettävyyden indikaattorina. Yleisesti ottaen mitä korkeampi metallimateriaalin kovuus on, sitä vaikeampi se on leikata; vaikka kovuus ei ole korkea, jos sitkeys on suuri, leikkaaminen on silti vaikeaa.
4. Hitsattavuus (hitsattavuus)
Tämä viittaa metallimateriaalin mukautumiseen hitsausprosesseihin. Se viittaa pääasiassa siihen, kuinka helppoa-laadukas hitsausliitos voidaan saada tietyissä hitsausprosessiolosuhteissa. Se sisältää kaksi näkökohtaa: ensinnäkin sidoskyky, eli tietyn metallin herkkyys hitsausvirheiden muodostumiselle tietyissä hitsausprosessin olosuhteissa; ja toiseksi palvelun suorituskyky, eli tietyn metallihitsausliitoksen soveltuvuus käyttövaatimuksiin tietyissä hitsausprosessin olosuhteissa.
5. Lämpökäsittely
(1) Hehkutus: Tämä viittaa lämpökäsittelyprosessiin, jossa metallimateriaali kuumennetaan sopivaan lämpötilaan, pidetään tietyn ajan ja jäähdytetään sitten hitaasti. Yleisiä hehkutusprosesseja ovat: uudelleenkiteytyshehkutus, jännitys-hehkutus, pallomainen hehkutus ja täysi hehkutus. Hehkutuksen tavoitteena on vähentää metallimateriaalien kovuutta, parantaa niiden plastisuutta koneistuksen tai painekäsittelyn helpottamiseksi, vähentää jäännösjännitystä, parantaa mikrorakenteen ja koostumuksen homogenisoitumista tai valmistella mikrorakenne myöhempää lämpökäsittelyä varten.
(2) Normalisointi: Tämä tarkoittaa lämpökäsittelyprosessia, jossa terästä tai teräsosia kuumennetaan 30 astetta -50 astetta Ac3:n tai Acm:n yläpuolelle (teräksen kriittisen ylemmän pisteen lämpötila), pidetään sitä sopivan ajan ja jäähdytetään sitten tyynessä ilmassa. Normalisoinnin tarkoituksena on pääasiassa parantaa vähähiilisen teräksen mekaanisia ominaisuuksia, parantaa työstettävyyttä, jalostaa rakeita ja eliminoida mikrorakenneviat ja siten valmistella mikrorakenne myöhempää lämpökäsittelyä varten.
(3) Sammutus: Tämä viittaa lämpökäsittelyprosessiin, jossa teräsosat kuumennetaan Ac3:n tai Ac1:n yläpuolelle (teräksen alempi kriittisen pisteen lämpötila), pidetään sitä tietyn ajan ja jäähdytetään sitten sopivalla nopeudella martensiittisen (tai bainiittisen) mikrorakenteen saamiseksi. Yleisiä karkaisuprosesseja ovat suolakylpykarkaisu, martensiittinen karkaisu, isoterminen bainiittisammutus, pintakarkaisu ja paikallinen karkaisu. Karkaisun tarkoituksena on saada haluttu martensiittinen rakenne teräsosiin, parantaa työkappaleen kovuutta, lujuutta ja kulutuskestävyyttä sekä valmistella mikrorakenne myöhempää lämpökäsittelyä varten.
(4) Karkaisu: Tämä viittaa lämpökäsittelyprosessiin, jossa teräsosat karkaistaan, sitten kuumennetaan alle Ac1:n lämpötilaan, pidetään tietyn ajan ja jäähdytetään sitten huoneenlämpötilaan. Yleisiä karkaisuprosesseja ovat matala-lämpötila, keskilämpötila-karkaisu, korkean-lämpötilan karkaisu ja moninkertainen karkaisu. Karkaisun tarkoituksena on pääasiassa poistaa karkaisun aikana syntyvää jännitystä, jotta teräsosilla on korkea kovuus ja kulutuskestävyys sekä vaadittu plastisuus ja sitkeys.
(5) Karkaisu ja karkaisu: Tämä viittaa teräksen tai teräsosien karkaisun ja karkaisun yhdistettyyn lämpökäsittelyyn. Karkaisuun ja karkaisuun käytettyä terästä kutsutaan karkaisuksi ja karkaistuksi teräkseksi. Se viittaa yleensä keski-hiilipitoiseen rakenneteräkseen ja keski-hiileelliseen rakenneteräkseen.
(6) Kemiallinen lämpökäsittely: Tämä viittaa lämpökäsittelyprosessiin, jossa metalli- tai metalliseostyökappaleet sijoitetaan aktiiviseen väliaineeseen tietyssä lämpötilassa ja niitä pidetään niin, että yksi tai useampi alkuaine pääsee tunkeutumaan pintakerrokseensa, mikä muuttaa niiden kemiallista koostumusta, mikrorakennetta ja ominaisuuksia. Yleisiä kemiallisia lämpökäsittelyprosesseja ovat hiiletys, nitraus, hiiletys, aluminointi ja boorisointi. Kemiallisen lämpökäsittelyn tarkoituksena on ensisijaisesti parantaa teräsosien pinnan kovuutta, kulutuskestävyyttä, korroosionkestävyyttä, väsymislujuutta ja hapettumisenkestävyyttä.
(7) Liuoskäsittely: Tämä viittaa lämpökäsittelyprosessiin, jossa seos kuumennetaan korkean -lämpötilan yksi-faasialueelle ja pidetään vakiolämpötilassa, jotta ylimääräinen faasi liukenee täysin kiinteään liuokseen, minkä jälkeen jäähdytetään nopeasti ylikyllästyneen kiinteän liuoksen saamiseksi. Liuoskäsittelyn tarkoituksena on ensisijaisesti parantaa teräksen ja metalliseosten plastisuutta ja sitkeyttä sekä valmistautua sadekarkaisuun.
(8) Saostuskovettuminen (saostusvahvistus): Tämä viittaa lämpökäsittelyprosessiin, jossa ylikyllästyneessä kiinteässä liuoksessa olevat liuenneet aineet agglomeroituvat ja/tai saostuvat ja dispergoituvat matriisiin, mikä johtaa kovettumiseen. Esimerkiksi austeniittisella saostus-karkaistulla ruostumattomalla teräksellä liuoskäsittelyn tai kylmämuokkauksen jälkeen voidaan saavuttaa erittäin korkea lujuus, kun se suoritetaan saostuskarkaisukäsittelyllä 400 -500 astetta tai 700 -800 astetta. (9) Vanhentamiskäsittely: Tämä viittaa lämpökäsittelyprosessiin, jossa metalliseostyökappaleen ominaisuudet, muoto ja mitat muuttuvat ajan myötä liuoskäsittelyn, kylmäplastisen muodonmuutoksen, valun tai takomisen jälkeen, minkä jälkeen se asetetaan korkeampaan lämpötilaan tai säilytetään huoneenlämpötilassa. Jos työkappale kuumennetaan korkeampaan lämpötilaan ja vanhenee pidempään, sitä kutsutaan keinovanhentamiskäsittelyksi. Jos työkappale sijoitetaan huoneenlämpöön tai luonnollisiin olosuhteisiin pitkäksi aikaa, ikääntymisilmiötä kutsutaan luonnolliseksi vanhenemiskäsittelyksi. Vanhenemiskäsittelyn tarkoituksena on poistaa työkappaleen sisäinen jännitys, stabiloida sen mikrorakenne ja mitat sekä parantaa sen mekaanisia ominaisuuksia.
(10) Karkaistuvuus: Tämä viittaa ominaisuuksiin, jotka määrittävät teräksen karkaisun syvyyden ja kovuusjakauman tietyissä olosuhteissa. Teräksen karkenevuus ilmaistaan usein karkaistun kerroksen syvyyden perusteella. Mitä suurempi karkaistun kerroksen syvyys, sitä parempi on teräksen karkaisu. Teräksen karkaistuvuus riippuu pääasiassa sen kemiallisesta koostumuksesta, erityisesti seosaineista, jotka lisäävät karkenevuutta, raekokoa, kuumennuslämpötilaa ja pitoaikaa. Teräs, jonka karkaisu on hyvä, mahdollistaa tasaiset mekaaniset ominaisuudet teräskomponentin koko poikkileikkauksessa ja mahdollistaa karkaisuaineiden käytön, joilla on alhainen karkaisujännitys, mikä vähentää muodonmuutoksia ja halkeilua.
(11) Kriittinen halkaisija (Critical Hardenability Halkaisija): Kriittinen halkaisija viittaa teräksen enimmäishalkaisijaan tietyssä väliaineessa suoritetun karkaisun jälkeen, jolloin ydin saa täydellisen martensiittisen tai 50-prosenttisen martensiittirakenteen. Joidenkin terästen kriittinen halkaisija voidaan yleensä saada öljyssä tai vedessä suoritetuilla karkenevuuskokeilla.
(12) Toissijainen karkaisu: Jotkin rauta-hiililejeeringit (kuten nopea-nopea teräs) vaativat useita karkaisuprosesseja kovuuden lisäämiseksi entisestään. Tätä kovettumisilmiötä kutsutaan toissijaiseksi kovettumiseksi, joka johtuu erikoiskarbidien saostumisesta ja/tai niiden osallistumisesta austeniitin muuttumiseen martensiitiksi tai bainiittiksi.
(13) Karkaisuhauraus: Tämä viittaa karkaisun teräksen haurastumisilmiöön karkaisun jälkeen tietyillä lämpötila-alueilla tai hitaan jäähtymisen jälkeen karkaisulämpötilasta kyseiselle lämpötila-alueelle. Lämpöhauraus voidaan jakaa ensimmäisen-tyypin temperhaurauteen ja toisen-tyypin temperhaurauteen. Ensimmäisen tyyppinen karkaisuhaurastuminen, joka tunnetaan myös nimellä peruuttamaton karkaisuhaurastuminen, esiintyy pääasiassa 250-400 asteen karkaisulämpötiloissa. Uudelleenlämmityksen jälkeen haurastuminen häviää, eikä toistuva karkaisu tällä alueella aiheuta haurautta uudelleen. Toinen temperhaurastumisen tyyppi, joka tunnetaan myös nimellä reversiibeli haurastuminen, tapahtuu 400-650 asteen lämpötiloissa. Uudelleenlämmityksen jälkeen haurastuminen häviää ja lämpötilaa tulee jäähdyttää nopeasti. Pitkäaikainen altistuminen tai hidas jäähtyminen 400–650 asteen alueella aiheuttaa katalyyttisen toistumisen. Temperhaurastumisen esiintyminen liittyy teräksen seosaineisiin. Esimerkiksi mangaani, kromi, pii ja nikkeli aiheuttavat yleensä haurastumista, kun taas molybdeeni ja volframi vähentävät tätä taipumusta.
