Overzicht van de warmtebehandeling

Warmtebehandeling verwijst naar een metaalverwerkingstechniek waarbij materialen in een vaste toestand worden verwarmd, vastgehouden en gekoeld om de gewenste microstructuur en eigenschappen te bereiken.Afhankelijk van de verwarmings- en koelmethoden, evenals de kenmerken van de microstructuur en eigenschappelijke veranderingen, kan de warmtebehandeling worden ingedeeld in de volgende soorten:

• Algemene warmtebehandeling
• Oppervlaktewarmtebehandeling
• Andere warmtebehandeling

Historische ontwikkeling van de warmtebehandeling

In de zesde eeuw v.Chr. werd het gebruik van ijzer en staal wapens geleidelijk wijdverspreid.Provincie HebeiIn hun microstructuur is martensite aangetroffen, wat aangeeft dat ze zijn gedoofd.Het werd steeds duidelijker dat het koelmiddel de kwaliteit van het afzuigen aanzienlijk beïnvloedde..

Tijdens de periode van de Drie Koninkrijken, zou een ambachtsman genaamd Pu Yuan uit Shu 3000 zwaarden hebben gesmeed voor Zhuge Liang, naar verluidt met behulp van water uit Chengdu voor het blussen,het aantonen van een vroeg bewustzijn in China van de invloed van verschillende waterkwaliteiten op de koeleffectiviteitHet gebruik van zowel olie als water voor koeling werd ook opgemerkt.

De zwaarden die zijn opgegraven uit het graf van koning Jing van Zhongshan (206 v.Chr. - 24 n.Chr.) tijdens de Westerse Han-dynastie tonen een koolstofgehalte van 0,15% - 0,4% in de kern,terwijl het oppervlak een koolstofgehalte had van meer dan 0Deze kennis werd echter beschouwd als een persoonlijk " ambachtelijk " geheim en werd niet op grote schaal gedeeld, wat leidde tot een trage ontwikkeling.

In 1863 demonstreerden Britse metallurgen en geologen zes verschillende metallurgische structuren van staal onder een microscoop, waardoor werd bewezen dat verwarming en koeling leiden tot interne structurele veranderingen.De hoge temperatuurfasen van staal veranderen bij snelle afkoeling in harde fasenDe door de Fransman Osmond ontwikkelde isomorfistische theorie van ijzer, samen met het ijzer-koolstoffasediagram ontwikkeld door de Britse wetenschapper Auston,Het heeft een theoretische basis gelegd voor moderne warmtebehandelingsprocessen.

Overzicht van de warmtebehandeling

Ondertussen hebben onderzoekers methoden onderzocht om metalen te beschermen tijdens het verwarmingsproces in metaalwarmtebehandeling om oxidatie en ontkooling te voorkomen.In het kader van het onderzoek werd een reeks patenten uitgevaardigd voor beschermende verwarming met behulp van verschillende gassen (zoals waterstof)In 1889-1890 verkreeg een Engelsman genaamd Lake patenten voor de helderwarmtebehandeling van verschillende metalen.de vooruitgang in de metaalfysica en de toepassing van nieuwe technologieën hebben de warmtebehandeling aanzienlijk verbeterdEen opmerkelijke vooruitgang vond plaats tussen 1901 en 1925, toen roterende ovens werden gebruikt voor gascarburisatie in de industriële productie.een beheersbaar koolstofpotentieel in de atmosfeer van de oven mogelijk makenIn de jaren zestig van de vorige eeuw werden met behulp van warmtebehandelingstechnologieën plasmapotentieelen geïntegreerd.wat leidt tot de ontwikkeling van ionnitridering en carburizatieprocessenDe toepassing van laser- en elektronenstraaltechnologieën heeft ook nieuwe methoden voor oppervlaktewarmtebehandeling en chemische warmtebehandeling van metalen ingevoerd.

De vier soorten warmtebehandeling

Temperen

Het temperen na het afkoelen resulteert in een microstructuur die bekend staat als getemperd sorbiet.voornamelijk om blusstress te elimineren en de gewenste microstructuur te bereikenAfhankelijk van de temperatortemperatuur kan het worden ingedeeld in temperatortemperatuur laag, medium en hoog, wat resulteert in respectievelijk tempered martensite, troostite en sorbite.

De combinatie van hoogtemperatuurtempering na afzuigen staat bekend als afzuigen en tempereren, met als doel een evenwicht te bereiken tussen sterkte, hardheid, plasticiteit,en taaiheid voor uitgebreide mechanische eigenschappenDit proces wordt veel gebruikt in belangrijke structurele onderdelen in auto's, trekkers en machinewerktuigen, zoals verbindingsstaven, bouten, tandwielen en assen.de hardheid varieert doorgaans van HB200 tot HB330..

Verzilvering

Tijdens het gluren vindt de transformatie van perliet plaats. Het belangrijkste doel van het gluren is om de interne microstructuur van het metaal tot of nabij een evenwichtige toestand te brengen.voorbereiding voor de daaropvolgende verwerking en de eindwarmtebehandeling. Spanningsverlichting gloeiing wordt uitgevoerd om residuele spanningen veroorzaakt door processen zoals plastische vervorming, lassen, en die inherent zijn aan gietstukken te elimineren.casting., lassen en bewerken bevatten interne spanningen die, indien niet onmiddellijk worden aangepakt, kunnen leiden tot vervorming tijdens de verwerking en het gebruik, waardoor de nauwkeurigheid wordt beïnvloed.

Het gebruik van spanningsverlichtingsgrillen om de interne spanningen die tijdens de verwerking worden gegenereerd te elimineren, is cruciaal.dus er zijn geen microstructurele veranderingen tijdens het hele warmtebehandelingsprocesDe interne spanningen worden voornamelijk verlicht door natuurlijke ontspanning tijdens de houding en de langzame afkoeling.

Verdoofing

Verdoofing omvat het verwarmen van het metaalwerkstuk of het metaalonderdeel boven de faseomvormingstemperatuur, het vasthouden,en vervolgens snel afkoelen met een snelheid die groter is dan de kritieke afkoeling om een martensitische structuur te bereikenDe belangrijkste doelstellingen van het blussen zijn:

1. Verbetering van mechanische eigenschappen: bijvoorbeeld het verbeteren van de hardheid en slijtvastheid van gereedschappen en lagers, het verhogen van de elastische limiet van veren en het verbeteren van de algemene mechanische prestaties van asonderdelen.

2. Verbetering van de materiële eigenschappen: Voor bepaalde speciale staalsoorten, zoals het verhogen van de corrosiebestendigheid van roestvrij staal of het versterken van het permanente magnetisme van magnetisch staal.

Tijdens het blussen is het essentieel om het juiste blusmiddel te kiezen en de juiste blusmethode toe te passen.,gefascieerde blustering, isothermische blustering en lokale blustering.

Normaliseren

Normalisatie wordt gekenmerkt door luchtkoeling, wat betekent dat de omgevingstemperatuur, stapelmethoden, luchtstroom en de afmetingen van het werkstuk allemaal van invloed zijn op de structuur en prestaties na normalisatie.De gestandaardiseerde structuur kan ook dienen als classificatiemethode voor legeringsstaal.monsters met een diameter van 25 mm worden verwarmd tot 900 °C en met luchtgekoeld om structuren te bereiken die legeringsstaal in parelstaal classificeren, bainitische, martensitische en austenitische staal.

1. Voor hypoeutectoïde stalen wordt normalisatie gebruikt om grofkorrels en Widmanstätten-structuren in gietstukken, smeedstukken en lassen te elimineren.en kan dienen als voorverhitting voor het doven.

2. Voor hypereutectoïde stalen kan normalisatie het netwerk van secundair cementite en verfijning van pearlite elimineren, waardoor de mechanische eigenschappen worden verbeterd en de daaropvolgende sferoïderende glooiing wordt bevorderd.

3. Voor dunne, koolstofarme, dieptrekkende stalen platen kan door normalisatie vrij cementite aan de korrelgrenzen worden verwijderd om de dieptrekkende prestaties te verbeteren.

4. Voor koolstofarme en koolstofarme laaggelegeerde staal kan door normalisatie een aanzienlijke hoeveelheid fijne lamellaire parelliet worden geproduceerd, waardoor de hardheid tot HB140-190 stijgt.het vermijden van "galling" tijdens het snijden en het verbeteren van de bewerkbaarheidIn gevallen waarin zowel normalisatie als gluren van toepassing zijn op koolstofstaal van medium gehalte, is normalisatie economischer en handiger.

5. Voor gewone koolstofhoudende staalconstructies met minder strenge mechanische prestatievereisten kan normalisatie vervangen worden door afzuigen gevolgd door hoogtemperatuurtempering.het aanbieden van eenvoud in de werking terwijl de microstructuur en afmetingen van het staal worden gestabiliseerd.

6. Hoogtemperatuurnormalisatie (boven de Ac3, met 150-200°C) kan de samenstellingsegregatie in gegoten en gesmeed onderdelen verminderen vanwege hogere diffusiesnelheden bij verhoogde temperaturen.Grove korrels van normalisatie bij hoge temperatuur kunnen worden geraffineerd door latere normalisatie bij lagere temperatuur.

7. Voor bepaalde laagkoolstof- en middelkoolstoflegeringen die in turbines en ketels worden gebruikt, wordt vaak gebruikgemaakt van normalisatie om een bainitische structuur te bereiken.gevolgd door hoogtemperatuurtempering voor een goede kruipbestandheid bij 400-550°C.

8. Naast staalonderdelen en materialen wordt normalisatie ook veel gebruikt bij de warmtebehandeling van ductiel ijzer om een parelvormige matrix te bereiken, waardoor de sterkte van ductiel ijzer wordt verbeterd.