Metallimateriaalien mekaaniset ominaisuudet viittaavat metallimateriaalien käyttäytymiseen ulkoisen kuormituksen vaikutuksesta tai kuorman ja ympäristötekijöiden (lämpötila, väliaine ja kuormitusnopeus) yhteisvaikutuksesta.
Metallien yleiset mekaaniset ominaisuudet on esitetty alla olevassa taulukossa:
Metallin mekaaniset ominaisuudet
Yleisesti käytetty metallin mekaanisten ominaisuuksien indeksi
vahvuus
Myötölujuus, vetolujuus, murtolujuus
Plastisuus
Venymä, pinta-alan pieneneminen, jännityskovettuvuusindeksi
joustavuus
Kimmomoduuli (jäykkyys), kimmoraja, suhteellinen raja
kovuus
Brinell-kovuus, Vickers-kovuus, Rockwell-kovuus
sitkeys
Staattinen sitkeys, iskunkestävyys, murtumissitkeys
väsymys
Väsymysvoima, väsymisikä, väsymysloven herkkyys
jännityskorroosio
Jännityskorroosion kriittinen jännityskentän voimakkuustekijä, jännityskorroosion halkeaman kasvunopeus
Vähähiilisen teräksen vetojännitys-venymäkäyrä yksiakselisessa staattisessa kuormituksessa
kuva
Miedon teräksen vetovoima-venymäkäyrä
1. Leikkaus oa: elastinen muodonmuutos
2. Leikkaus ab: elastinen muodonmuutos plus plastinen muodonmuutos
3. Bcd-leikkaus: ilmeinen plastinen muodonmuutos, myötöilmiö ja näytteen jatkuva venyminen sillä ehdolla, että voima pysyy periaatteessa muuttumattomana
4. dB segmenttikäyrä: elastinen muodonmuutos plus tasainen plastinen muodonmuutos
5. Kohta B: tapahtuu kaventumisilmiö, näytteen paikallinen osa pienenee selvästi, näytteen kantavuus pienenee, vetovoima saavuttaa maksimiarvon ja näyte on murtumassa.
vahvuusindeksi
Lujuus viittaa materiaalin kykyyn vastustaa plastista muodonmuutosta ja murtumista.
1. Myöntövoima
σs {{0}} Fs/S0
Fs: vetovoima (N), jonka näyte kantaa, kun se antaa periksi; S0: näytteen alkuperäinen poikkileikkausala (mm).
2. Vetolujuus
Suurin vetojännitys, jonka näyte kestää ennen rikkoutumista, kuvastaa materiaalin suurinta tasaista muodonmuutoskestävyyttä.
σb {{0}} Fb/S0
σb:tä käytetään usein materiaalin valinnan ja hauraiden materiaalien suunnittelun perustana.
Muovinen indeksi
Plastisuus on materiaalin kykyä vaurioittamatta vaurioitua staattisessa kuormituksessa.
1. Venymä tauon jälkeen
Mittarin pituuden venymän prosenttiosuus sen jälkeen, kun näyte on murrettu alkuperäiseen mittapituuteen.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 prosenttia
L0: mittarin pituus; L1: mitataan testikappaleen pituus murtumisen jälkeen.
2. Pinta-alan pienentäminen
Prosenttiosuus poikkileikkausalan suurimmasta pienenemisestä näytteen sisään vedetyssä kappaleessa alkuperäiseen poikkileikkausalaan.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0 *100 prosenttia
A0: Näytteen alkuperäinen poikkileikkausala; A1: Kaulan poikkileikkausala murtuman jälkeen.
vahvuusindeksi
Lujuus viittaa materiaalin kykyyn vastustaa plastista muodonmuutosta ja murtumista.
1. Myöntövoima
σs {{0}} Fs/S0
Fs: vetovoima (N), jonka näyte kantaa, kun se antaa periksi; S0: näytteen alkuperäinen poikkileikkausala (mm).
2. Vetolujuus
Suurin vetojännitys, jonka näyte kestää ennen rikkoutumista, kuvastaa materiaalin suurinta tasaista muodonmuutoskestävyyttä.
σb {{0}} Fb/S0
σb:tä käytetään usein materiaalin valinnan ja hauraiden materiaalien suunnittelun perustana.
Muovinen indeksi
Plastisuus on materiaalin kykyä vaurioittamatta vaurioitua staattisessa kuormituksessa.
1. Venymä tauon jälkeen
Mittarin pituuden venymän prosenttiosuus sen jälkeen, kun näyte on murrettu alkuperäiseen mittapituuteen.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 prosenttia
L0: mittarin pituus; L1: mitataan testikappaleen pituus murtumisen jälkeen.
kuva
2. Pinta-alan pienentäminen
Prosenttiosuus poikkileikkausalan suurimmasta pienenemisestä näytteen sisään vedetyssä kappaleessa alkuperäiseen poikkileikkausalaan.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0*100 prosenttia
A0: Näytteen alkuperäinen poikkileikkausala; A1: Kaulan poikkileikkausala murtuman jälkeen.
Elastisuusindeksi
Jäykkyys: Materiaalin kyky vastustaa elastista muodonmuutosta jännityksen aikana.
E=σ/ε
σ: vetojännitys; ε: vetojännitys
Mikrorakenne ei ole herkkä mekaaniselle suorituskykyindeksille, ja seostus, lämpökäsittely ja kylmäplastinen muodonmuutos vaikuttavat siihen vain vähän.
Tärkeitä mekaanisen suorituskyvyn indikaattoreita mekanismien ja komponenttien materiaalivalinnassa:
►Kaukovalon tulee olla riittävän jäykkä, muuten se aiheuttaa tärinää liiallisesta taipumasta nostettaessa raskaita esineitä.
►Työstökoneella ja puristuskaralla, alustalla ja työpöydällä on jäykkyysvaatimukset koneistustarkkuuden varmistamiseksi.
►Pääosien, kuten polttomoottorien, sentrifugien ja kompressorien on oltava riittävän jäykkiä tärinän estämiseksi.
kovuus
Materiaalin paikallisen pinnan kyky vastustaa plastista muodonmuutosta ja rikkoutumista.
Se on materiaalin pehmeyttä ja kovuutta mittaava indeksi, jonka fysikaalinen merkitys liittyy testimenetelmään.
Kovuustestausmenetelmät: Brinell-kovuus, Rockwell-kovuus, Vickers-kovuus, Shore-kovuus, Leeb-kovuus, Mohsin kovuus
(1) Brinell-kovuus
Keskimääräinen jännitys pinta-alayksikköä kohti eli testivoiman p ja sisennyksen pallomaisen pinta-alan osamäärä.
kuva
< 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.
Empiirinen kaava:
Vähähiilinen teräs: σb≈3,6HBS;
Korkeahiilinen teräs: σb≈3,4HBS.
Soveltamisala: käytetään harmaan valuraudan, rakenneteräksen, ei-rautametallien ja ei-metallisten materiaalien jne. mittaamiseen.
Hyödyt ja haitat:
Mitattu arvo on tarkempi ja toistettava;
Mitattavissa olevat kudoksen epähomogeeniset materiaalit;
Ei sovellu valmiiden tuotteiden ja ohuiden osien testaamiseen;
Mittaus on aikaa vievää ja tehotonta.
(2) Rockwell-kovuus
Materiaalin kovuusarvo ilmaistaan mittaamalla syvyys, ja jokainen 0,002 mm vastaa yhtä Rockwell-kovuusyksikköä.
On olemassa kahdenlaisia sisennyksiä:
1. Timanttikartio, jonka kartiokulma on =120 astetta,
2. Pieni karkaistu teräskuula, jonka halkaisija on Φ1,588 mm.
Rockwellin kovuuden laskentakaava:
HR{{0}}(kh)/0,002
Sisennys 1: k=0.2mm; Sisennys 2: k=0,26 mm.
viivotin
kovuuden symboli
Pään tyyppi
Kokonaistestivoima F/N
Kovuuden mittausalue
Sovellusesimerkkejä
C
HRC
Timanttikartio
1471
20-70
Karkaistu teräs, korkeakovuus valurauta, perliittinen tempervalurauta
B
HRB
Φ1,588mm teräskuula
980.7
20-100
Pehmeää terästä, kupariseosta, ferriittistä temperrautaa
A
HRA
Timanttikartio
588.4
20-88
Karbidi, karkaistu teräslevy, kotelokarkaistu teräs
Hyödyt ja haitat:
Testi on yksinkertainen, kätevä ja nopea;
Sisennys on pieni, ja lopputuote ja ohuet osat voidaan mitata;
Tiedot eivät ole riittävän tarkkoja, keskiarvon saamiseksi tulisi mitata kolme pistettä;
Epähomogeenisiä materiaaleja, kuten valurautaa, ei tule testata.
(3) Vickersin kovuus
Kovuusarvo lasketaan koevoiman mukaan syvennyksen pinta-alayksikköä kohti.
Syvennys on nelikulmainen vinoneliöpyramidi, jossa on 136 asteen kulma kahden vastakkaisen pinnan välillä.
Mittausalue:
Sitä käytetään usein ohuiden osien, pinnoitteiden, pintakerrosten mittaamiseen kemiallisen lämpökäsittelyn jälkeen jne.
Hyödyt ja haitat:
Tarkka mittaus ja laaja valikoima sovelluksia (kovuus erittäin pehmeästä erittäin kovaan);
Mitattavat valmiit tuotteet ja ohuet osat;
Näytteen pintavaatimukset ovat korkeat ja työvoimavaltaiset.
Iskusitkeys
Materiaalin kyky vastustaa vaurioita iskukuormituksessa.
Näytteen rikkoutuessa kulutettu iskuenergia Ak on:
Ak=mgH – mgh (J)
Iskusitkeysarvo ak on poikkileikkauspinta-alayksikköä kohti kulutettu iskuenergia näytteen lovessa.
ak {{0}} Ak / S0 (J/cm²)
Matala ak-arvo - hauras materiaali:
Ei ilmeistä muodonmuutosta rikkoutuessa, metallinen kiilto, kiteinen.
Korkea ak-arvo – kova materiaali:
Selvä plastinen muutos, murtuma on harmaa ja kuitumainen, tylsä.
kuva
Murtolujuus
Murtumismekaniikka: Olettaen, että koneen osissa havaitaan makroskooppisia halkeamia, määritetään useita uusia halkeamien etenemisen mekaanisia parametreja ja ehdotetaan halkeamien kappaleiden murtumiskriteeriä ja materiaalin murtolujuutta.
kuva
väsymys
Väsymys ilmiö:
Murtumisilmiö, joka aiheutuu metalliosien tai komponenttien kumulatiivisista vaurioista pitkäaikaisen vaihtelevan jännityksen ja jännityksen vaikutuksesta.
Väsymysominaisuudet:
(1) Väsymys on matalan jännityksen jakson aikaviiveinen murtuma, ja murtumajännitys on usein pienempi kuin materiaalin vetolujuus tai jopa myötöraja;
(2) Väsymys on hauras ja äkillinen murtuma, eikä siinä ole selviä merkkejä muodonmuutoksesta ennen murtumaa, mikä on erittäin vaarallista;
(3) Väsymys on erittäin herkkä loville, halkeamia ja rakenteellisia vikoja kohtaan, ja se on erittäin valikoiva.
Väsymisraja σ-1:
Suurin jännitysarvo, jolla materiaali käy läpi useita jännityssyklejä ilman väsymismurtumaa.
Kunnon väsymisraja:
Suurin jännitysarvo, joka kestää 107 jännitysjaksoa rikkoutumatta.
Teräksen väsymislujuuden empiirinen kaava:
σ-1= (0.45-0.55)σb
tai σ-1= 0.27(σs plus σb)
σ-1p= 0.23(σs plus σb）
02
lämpökäsittelyprosessi
Määritelmä: Prosessi, jossa kiinteän metallin tai lejeeringin sisäistä rakennetta muutetaan kuumentamalla, säilyttämällä lämpöä ja jäähdyttämällä vaaditut ominaisuudet.
kuva
Tarkoitus: Yksi on parantaa materiaalien prosessin suorituskykyä ja varmistaa myöhemmän käsittelyn sujuva eteneminen. Tätä lämpökäsittelyä kutsutaan esilämpökäsittelyksi; toinen on parantaa materiaalien suorituskykyä ja pidentää osien käyttöikää. Tätä lämpökäsittelyä kutsutaan lopulliseksi lämpökäsittelyksi.
Lämpökäsittelyluokitus:
Tavallinen lämpökäsittely (neljä paloa: hehkutus, normalisointi, sammutus, karkaisu)
Pintojen lämpökäsittely (pinnan karkaisu, kemiallinen lämpökäsittely)
Muu lämpökäsittely (tyhjiölämpökäsittely, deformaatiolämpökäsittely jne.)
Eutektoiditeräksen mikrorakennemuutos kuumennuksen aikana
Neljä vaihetta perliitin muuntumisprosessissa austeniitiksi:
(1) Austeniitin ydintä;
(2) Austeniitin kasvu;
(3) Jäljelle jäänyt Fe3C liukenee;
(4) Austeniitin homogenointi.
kuva
kuva
Teräksen rakennemuutos jäähdytyksen aikana
Austeniitin jäähdytysmuutos: Austeniitti on stabiili faasi kriittisen pisteen A1 yläpuolella, ja siitä tulee epästabiili faasi, kun se jäähtyy alle arvon A1, jolloin rakennemuutos tapahtuu.
Tärkeys: Määrittää teräksen rakenteen ja ominaisuudet lämpökäsittelyn jälkeen. Saman teräksen lämmityslämpötila ja pitoaika ovat samat, mutta jäähdytysmenetelmä on erilainen ja ominaisuudet lämpökäsittelyn jälkeen ovat täysin erilaiset.
kuva
45-teräksen mekaaniset ominaisuudet lämmitetty 840 asteeseen ja jäähdytetty erilaisissa jäähdytysolosuhteissa
jäähdytysmenetelmä
σb/Mpa
σs/Mpa
δ/prosenttia
ψ/ prosenttia
HRC
Jäähdytys uunilla
519
272
32.5
49
15~18
ilmajäähdytys
657~706
333
15~18
45~50
18~24
jäähdytys öljyssä
882
608
18~20
48
40~50
vesijäähdytys
1078
706
7~8
12~14
52~60
Eutektoidisen teräksen alijäähdytetyn austeniitin isotermisen muunnoskäyrän määrittäminen (metallografinen kovuusmenetelmä)
Tunnetaan myös nimellä "TTT-käyrä" (Time-Temperature-Transformation Curve), koska muoto on samanlainen kuin "C", sitä kutsutaan usein "C-käyräksi".
kuva
"C-käyrän" avulla on mahdollista ymmärtää millaiseksi rakenteeksi austeniitti muuttuu erilaisissa jäähdytysolosuhteissa ja muunnettujen tuotteiden ominaisuuksia, mikä antaa teoreettisen perustan lämpökäsittelyprosessien oikealle formuloinnille ja valinnalle.
Eutektoidisen teräksen C-käyrä ja muunnostuotteet
kuva
1) Pearliittityyppinen muunnos (tunnetaan myös korkean lämpötilan muunnoksena)
Muutoslämpötila: A1 ~ 550 astetta; muunnostuote: perliitti
A1 ~ 6500 astetta: perliittilevy on paksumpi, P (perliitti-perliitti)
6500 astetta ~ 6000 astetta: Pearliittikerros on ohuempi, S (sorbiittisorbiitti)
6000 astetta ~ 5500 astetta: perliittikerros on erittäin hieno, T (troolstite)
kuva
Perliitin ferriitti- ja sementiittilamellikerrosten paksuus liittyy muunnoslämpötilaan. Mitä matalampi lämpötila, sitä hienommat perliittilamellit. Kerrokset ohenevat, lujuus ja kovuus lisääntyvät ja muovin sitkeys kasvaa.
2) Bainiittinen muunnos (tunnetaan myös nimellä keskilämpötilan muunnos)
Siirtymälämpötila: 550-Ms (230 astetta)
Muutostuote: Bainiitti B (bainiitti) - ylikyllästyneen F:n ja sementiitin seos.
kuva
550-350 astetta: ylempi bainiitti (ylempi B) höyhenmainen rakenne, alhainen lujuus ja plastisuus, korkea hauraus.
350 astetta ~ Ms: alempi bainiitti (alempi B) neulamainen rakenne, hyvä kokonaisvaltainen suorituskyky.
kuva
3) Martensiittinen muunnos (tunnetaan myös nimellä matalan lämpötilan muunnos)
Siirtymälämpötila: Ms (230 astetta) ~ Mf
Muunnostuote: martensiitti (martensiitti) plus A' (jäännösausteniitti)
Martensiitti: Ylikyllästetty kiinteä hiililiuos, joka muodostuu -Fe:ssä, jota edustaa M.
Luokittelu:
Vähähiilinen martensiitti (vähähiilinen martensiitti): Rihmamainen, korkea lujuus ja sitkeys. Tunnetaan myös nimellä lath M (lath martensite).
Korkeahiilinen martensiitti (korkeahiilinen martensiitti): linssimäinen, levymäinen, keskellä harjanteita. Sillä on suuri lujuus, mutta huono sitkeys ja korkea hauraus.
kuva] [image
Hypoeutektoidisen teräksen C-käyrä
kuva
Hypereutektoidisen teräksen C-käyrä
kuva
Ylijäähdytetyn austeniitin jatkuvan muunnoksen jäähdytyskäyrä (CCT-käyrä) (Continuous Cooling Transformation)
kuva
hehkutus
Määritelmä: Metallin kuumentaminen tiettyyn lämpötilaan, sen ylläpitäminen riittävän kauan ja sen jälkeen sen jäähdyttäminen sopivalla nopeudella
Tarkoitus:
jalostaa jyviä;
Vähennä teräksen kovuutta ja paranna teräksen muotoilu- ja leikkauskykyä;
Poista sisäinen stressi.
Luokitus: Hehkutuksen tarkoituksen ja prosessiominaisuuksien mukaan se voidaan jakaa täydelliseen hehkutukseen, epätäydelliseen hehkutukseen, isotermiseen hehkutukseen, sferoidoivaan hehkutukseen, jännityksenpoistohehkutukseen jne.
täysi hehkutus
l Käyttöalue: hypoeutektoidinen teräs
lLämmityslämpötila: Ac3 plus 30-50 astetta
l Tarkoitus: hioa rakennetta, vähentää kovuutta, parantaa työstettävyyttä,
Poista sisäinen stressi
l Huoneenlämpöinen kudos: F plus P
kuva
Sferoidoiva hehkutus
Käyttöalue: eutektoidinen teräs ja hypereutektoidinen teräs
Lämmityslämpötila: Ac1 plus 20-30 astetta
Tarkoitus: sferoidoida retikulaarinen tai hiutale Fe3CⅡ
Organisaatio: pallomainen perliitti
kuva
isoterminen hehkutus
Prosessi: Lämmitys Ac1 plus 30-50 asteeseen tai Ac3 plus 30-50 asteeseen, lämpimänä pitämisen jälkeen, nopeasti jäähdytys alle Ar1:n lämpötilaan, kun A on muuttunut P-tyypin kudoksiksi, ota se pois uunista ja jäähdytä ilma .
Organisaatio: Luokka P
Edut: lyhyt hehkutusaika, tasainen rakenne
kuva
Reliefhehkutus
Tarkoitus: poistaa jäännösrasitus
lämmitys
Lämpötila: T-lämmitys < AC1 (500 ~ 600 astetta)
Käyttö: Poista valukappaleiden, takeiden, hitsausten jne. sisäinen jäännösjännitys.
kuva
Homogenisaatiohehkutus (diffuusiohehkutus)
Tarkoitus: Poistaa segregaatiota; yhtenäinen kokoonpano, organisaatio
Lämmityslämpötila: AC3＋150-250 astetta
Organisaatio: hypoeutektoidinen teräs on P plus F.
Sovellus: Käytetään pääasiassa seosteräsharkoihin, valuihin ja takomoihin, joilla on korkeat laatuvaatimukset.
Uudelleenkiteytyshehkutus
Prosessi: Lämmitetään 50-150 asteeseen alle Ac1 tai T plus 30-50 asteeseen, pidetään lämpimänä ja jäähdytetään hitaasti.
Tarkoitus: Poistaa työkarkaisua ja palauttaa teräksen plastisuus ja sitkeys.
Käyttö: Poista työkappaleiden työstökovettuminen kylmätyöstön jälkeen. Kuten hehkutus keskellä teräslangan vetoprosessia.
Normalisoidaan
Määritelmä: Lämpökäsittelyprosessi, jossa työkappale kuumennetaan 30-50 asteeseen Ac3:n tai Accm:n yläpuolelle, otetaan pois uunista lämpösuojauksen jälkeen ja jäähdytetään ilmassa.
Tarkoitus:
Vähähiilinen teräs: lisää kovuutta ja helpottaa leikkaamista.
Hypereutektoidinen teräs: Poistaa retikulaarisen sekundaarisen sementiitin, joka on hyödyllinen P-pallon muodostukselle.
Keskihiilinen teräs ja keskihiilinen niukkaseosteinen teräs: jännitys ei ole suuri, ja suorituskykyvaatimukset eivät ole korkeat, joita voidaan käyttää lopullisena lämpökäsittelynä.
kuva
Sammutus
kuva
Tarkoitus: Saada M- tai B-luokan rakenne ja parantaa teräksen kovuutta ja kulutuskestävyyttä.
Sammutuslämpötilan valinta
Hypoeutektoidinen teräs: AC3 plus 30-50 aste ;
Eutektoidinen teräs ja hypereutektoidinen teräs: AC1 plus 30-50 aste .
kuva
Jäähdytysjäähdytys on avain jäähdytyksen laadun määrittämiseen, ja ihanteellisen jäähdytysnopeuden tulisi olla kuvan mukainen.
Yli 650 astetta, hidas, vähentää lämpörasitusta
650-400 aste , nopea, vältä C-käyrää
Alle 400 astetta, hidas, vähennä vaiheenmuutosjännitystä
kuva
Yleisesti käytetty sammutusaine
Tällä hetkellä tuotannossa yleisesti käytetyt jäähdytysaineet ovat öljy, vesi ja suolavesi, ja niiden jäähdytyskapasiteetti kasvaa peräkkäin.
Vesi: vahva karkaisukyky, mutta työkappaleen pinnalla on pehmeitä kohtia, jotka ovat helppo muotoilla ja halkeilla.
Suolavesi: sammutuskyky on vahvempi, työkappaleen pinta on sileä ja puhdas, ilman pehmeitä pisteitä, mutta se on helpompi muotoilla ja halkeilla;
Öljy: Karkaisukyky on heikko, mutta työkappaletta ei ole helppo muuttaa muotoaan ja halkeilla
Yleinen karkaisujäähdytysmenetelmä (karkaisujäähdytysmenetelmä)
kuva
Luonne
Määritelmä: kuva
Temperoinnin päätarkoitus
Poista sisäinen stressi ja vähennä haurautta
Vakaat kudoksen ja työkappaleen mitat
Vähennä kovuutta, lisää plastisuutta
Muutokset karkaisun rakenteessa ja ominaisuuksissa
Karkaisun teräksen rakennemuutos karkaisun aikana tapahtuu pääasiassa kuumennusvaiheessa. Lämmityslämpötilan noustessa karkaistun teräksen rakenne käy läpi neljä muutosvaihetta.
1. Martensiitin hajoaminen
Karkaisuvaihe: Temperoitaessa klo<100°C, the structure does not change; when heating at 100~200°C, martensite will decompose.
Saatu organisaatio: karkaistu martensiitti M kertaa (ylikyllästetty kiinteä liuos).
Suorituskyky muuttuu: sisäinen jännitys vähenee vähitellen ja suorituskyky pysyy periaatteessa samana.
2. Pysyneen austeniitin hajoaminen
Karkaisuvaihe: 200-300 aste . A' hajoaa ja muuttuu B:ksi.
Saatu organisaatio: M (Tempered Martensite) osoittaa
Suorituskyvyn muutokset: Jännitys vähenee entisestään ja lujuus ja kovuus pienenevät hieman.
3. Martensiitin hajoaminen on valmis ja sementiitin muodostuminen
Karkaisuvaihe: 300-400 aste . ε-karbidit muuttuvat vakaaksi sementiitiksi.
Hankittu organisaatio: Tempered Troostite, jota edustaa T (Tempered Troostite).
Suorituskyky muuttuu: sisäinen jännitys periaatteessa eliminoituu, kovuus pienenee ja plastinen sitkeys kasvaa.
4. Fe3C-aggregaatin kasvu ja kiinteän liuoksen talteenotto ja uudelleenkiteytyminen
Karkaisuvaihe: yli 400 astetta. Vaihe alkaa palautua, ja uudelleenkiteytyminen tapahtuu yli 500 asteen;
Saatu organisaatio: Tempered Sorbite, jota edustaa S (Tempered Sorbite).
Suorituskyvyn muutokset: saavutetaan hyvä kokonaissuorituskyky.
Karkaistun teräksen mikrorakenne ja mekaaniset ominaisuudet
alus
karkaisulämpötila
( tutkinto )
Kudos temperoinnin jälkeen
Kovuus karkaisun jälkeen (HRC)
ominaisuudet
käyttää
karkaisu matalassa lämpötilassa
150-250
M takaisin
58-64
Korkea kovuus, korkea kulutuskestävyys; hauraus, vähentynyt sisäinen stressi
työkaluteräs,
Vierintälaakerit, hiiletyt osat jne.
Keskilämpötilan karkaisu
250-500
T takaisin
35-50
Korkeampi elastisuusraja ja myötöraja tietyllä plastisuudella ja sitkeydellä
jousiteräs,
Kuuma työmuotti
korkean lämpötilan karkaisu
500-600
S takaisin
25-35
hyvä kokonaissuorituskyky
tärkeitä rakenteellisia osia
Mekaanisten ominaisuuksien yleinen trendi muuttuu karkaisun aikana: Karkaisulämpötilan noustessa teräksen lujuus ja kovuus heikkenevät sekä plastisuus ja sitkeys lisääntyvät.
Pintalämpökäsittely (pintalämpökäsittely)
Pintalämpökäsittely: lämpökäsittelyprosessi, joka lämmittää vain työkappaleen pintaa muuttaakseen sen rakennetta ja ominaisuuksia.
Luokitus: pintakarkaisu ja kemiallinen lämpökäsittely.
Tuotannossa on monia osia, jotka vaativat pinnalla ja ytimellä erilaisia ominaisuuksia. Yleensä pinnalla on korkea kovuus, korkea kulutuskestävyys ja väsymislujuus; ydin vaatii parempaa plastisuutta ja sitkeyttä.
Tällöin pelkästä materiaalivalinnasta tai tavallisilla lämpökäsittelymenetelmillä aloittaminen ei voi täyttää sen vaatimuksia. Tapa ratkaista tämä ongelma on pintalämpökäsittely.
pinnan karkaisu
Määritelmä: Lämpökäsittelyprosessi, joka vain sammuttaa (plus karkaisee) työkappaleen pinnan
Tarkoitus: Tehdä työkappaleen pinnasta kova ja sitkeä.
Pintakarkaisuteräs: keskihiilirakenneteräs (0,4 prosenttia -0,5 prosenttia hiilipitoisuus)
Menetelmät: pintakarkaisu induktiokuumennuksella ja pintakarkaisu liekkikuumennuksella.
Induktiopinnan karkaisu
Perusperiaate: Induktiokäämiin syötetään vaihtovirtaa → muodostaa pyörrevirran (skin-ilmiö) → saa A:n pinnalle → saa M:n vesijäähdytyksellä.
Luokittelu:
Korkeataajuinen induktiolämmitys:
200–300 kHz, 0,5–2,5 mm;
Keskitaajuinen induktiolämmitys:
0,5–10 kHz, 2–10 mm;
Tehotaajuus induktiolämmitys:
50 Hz, 10-20mm.
Sääntö: Mitä suurempi virran taajuus, sitä matalampi on kovetetun kerroksen syvyys.
liekkilämmityspinnan sammutus
Määritelmä: Liekkikuumennuspinnan sammutus on happiasetyleenin (tai muun palavan kaasun) liekkien käyttäminen osien pinnan lämmittämiseen ja niiden nopeaan sammuttamiseen. Kovetetun kerroksen syvyys on yleensä 2-6 mm.
Käyttökohde: sopii yksittäiskappale- ja pienierätuotantoon.
Teräksen kemiallinen lämpökäsittely
Määritelmä: Lämpökäsittelyprosessi, jossa teräsosaa pidetään aktiivisessa väliaineessa tietyssä lämpötilassa, jotta yksi tai useampi alkuaine pääsee tunkeutumaan sen pintaan ja muuttaa sen kemiallista koostumusta, rakennetta ja suorituskykyä.
Luokitus: Erilaisten tunkeutuneiden elementtien mukaan kemiallinen lämpökäsittely voidaan jakaa hiiletys-, nitraus-, karbonitriding-, boronisointi-, aluminointi- jne.
Perusprosessi:
① Hajoaminen: Anna kemiallisen väliaineen hajottaa aktiiviset atomit, jotka tunkeutuvat alkuaineisiin lämmitys- ja lämmönsäilytysprosessin aikana;
② Absorptio: Aktiiviset atomit adsorboituvat työkappaleen pintaan muodostaen kiinteitä liuoksia tai erityisiä yhdisteitä;
③ Diffuusio: tunkeutuneet atomit diffundoituvat sisäänpäin työkappaleen pinnasta muodostaen diffuusiokerroksen, jolla on tietty syvyys, eli tunkeutunut kerros
Teräksen hiiletys (teräksen hiiletys)
kuva
Tarkoitus: Parantaa työkappaleen pinnan kovuutta ja kulutuskestävyyttä
Hiiletysteräs: vähähiilinen teräs tai vähähiilinen seosteräs
Keskiaine: yleisimmin käytetyt kaasut (kerosiini, bentseeni jne.), joissa on aktiivihiiliatomeja.
Lämpötila: austeniittivyöhykkeellä, 900-950 astetta
Aika: Imetyskerroksen syvyydestä riippuen noin 10 tuntia.
Muut kemialliset lämpökäsittelymenetelmät
Nitraus: Lämpökäsittelyprosessi, jossa aktiiviset typpiatomit tunkeutuvat työkappaleen pintaan tietyssä lämpötilassa. Paranna osien pinnan kovuutta, kulutuskestävyyttä, väsymislujuutta, lämpökovuutta ja korroosionkestävyyttä.
Hiiletys (hiiletys): Hiili ja typpi tunkeutuvat työkappaleen pintaan samanaikaisesti. Paranna pinnan kovuutta, väsymiskestävyyttä ja kulutuskestävyyttä sekä yhdistä hiiletyksen ja nitrauksen edut.
Kromaus: Sillä on hyvä korroosionkestävyys ja erinomainen hapettumisenkestävyys, kovuus ja kulutuskestävyys, ja se voi korvata ruostumattoman teräksen ja lämmönkestävän teräksen työkalujen valmistuksessa.
Boorisointi: erittäin erinomainen kulutuksenkestävyys, korroosionkestävyys ja mudan kulutuksenkestävyys, kulutuskestävyys on selvästi parempi kuin nitridointi-, hiili- ja hiilitriding kerrokset, mutta ei kestä ilmakehän ja veden korroosiota. Käytetään pääasiassa mutapumpun osiin, kuumatyöstöihin ja työkappaleen kiinnikkeisiin.
