Bài viết này sẽ cung cấp một tài khoản khá chi tiết về quá trình ủ kết tinh lại là gì. Ngoài ra, để làm quen, các dạng gia công khác với thép sẽ được xem xét, giúp cải thiện cấu trúc và khả năng gia công của kim loại, giảm độ cứng và giảm ứng suất bên trong. Tất cả các tính chất chính của hợp kim phụ thuộc vào cấu trúc của hợp kim, và phương pháp thay đổi cấu trúc là xử lý nhiệt. Ủ kết tinh lại và nhiều kiểu xử lý nhiệt khác được phát triển bởi D. K. Chernov, hơn nữa chủ đề này được phát triển bởi G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Xử lý nhiệt
Đây là sự kết hợp của các hoạt động gia nhiệt khác nhau với sự hỗ trợ của thiết bị đặc biệt và công nghệ đặc biệt, với việc giữ và làm mát, được thực hiện nghiêm ngặt theo một trình tự nhất định và theo các chế độ chính xác để thay đổi cấu trúc bên trong của hợp kim và có được các thuộc tính mong muốn. Xử lý nhiệt được chia thành nhiều loại. Ủ đầu tiênloại, được sử dụng cho hoàn toàn bất kỳ kim loại và hợp kim nào, không mang lại sự biến đổi pha ở trạng thái rắn. Ủ kết tinh lại được sử dụng để đạt được các đặc điểm sau.
Khi ủ loại thứ nhất được nung nóng, tính linh động của các nguyên tử tăng lên, tính không đồng nhất về mặt hóa học bị loại bỏ hoàn toàn hoặc một phần, và ứng suất bên trong giảm. Tất cả phụ thuộc vào nhiệt độ làm nóng và thời gian giữ. Làm lạnh chậm là đặc điểm ở đây. Các biến thể của phương pháp này là ủ giảm ứng suất sau khi đúc, hàn hoặc rèn, ủ khuếch tán và ủ kết tinh lại.
Ủ thứ hai
Cách ủ này cũng dành cho các kim loại và hợp kim trải qua quá trình biến đổi pha trong quá trình ủ ở trạng thái rắn - cả khi nung nóng và khi nguội. Ở đây, các mục tiêu có phần rộng hơn so với các mục tiêu theo đuổi bằng cách ủ kết tinh lại thép. Ủ kiểu thứ hai dẫn đến một cấu trúc cân bằng hơn để xử lý vật liệu tiếp theo. Hạt biến mất, bị nghiền nát, độ nhớt và độ dẻo tăng lên, độ cứng và độ bền giảm đáng kể. Kim loại như vậy đã có thể được cắt. Quá trình sưởi được thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiều so với nhiệt độ quan trọng và quá trình làm mát diễn ra cùng với lò - rất chậm.
Ngoài ra xử lý nhiệt bao gồm làm cứng hợp kim để tăng độ bền và độ cứng. Ở đây, ngược lại, một cấu trúc không cân bằng được hình thành, làm tăng các thông số này do sorbat, troostit và mactenxit. Nhiệt độ được sử dụng cũng cao hơn nhiều so với nhiệt độ quan trọng, nhưng quá trình làm mát diễn ra ở tốc độ rất cao. loại thứ tưxử lý nhiệt - tôi luyện, làm giảm ứng suất bên trong, giảm độ cứng và tăng độ dẻo dai và độ dẻo của thép cứng. Khi được làm nóng đến nhiệt độ dưới mức tới hạn, tốc độ làm mát có thể là bất kỳ. Các phép biến đổi làm giảm cấu trúc không cân bằng. Đây là cách quá trình ủ kết tinh lại của thép hoạt động.
Lựa chọn chế độ
Xử lý nhiệt có thể là sơ bộ và cuối cùng. Đầu tiên được sử dụng để chuẩn bị các đặc tính của vật liệu và cấu trúc của nó cho các hoạt động công nghệ tiếp theo (cải thiện khả năng gia công, cắt, xử lý áp lực). Xử lý nhiệt cuối cùng tạo thành tất cả các đặc tính của thành phẩm. Cách chọn chế độ ủ kết tinh lại phụ thuộc vào quá trình và mục tiêu của quá trình xử lý nhiệt.
ngụ ý sự nung nóng hợp kim hoặc kim loại trên nhiệt độ kết tinh và không thấp hơn một trăm hoặc hai trăm độ. Tiếp theo là phơi ở nhiệt độ này trong thời gian cần thiết. Làm lạnh là giai đoạn cuối cùng của quá trình này. Công nghệ này được chia thành ủ toàn bộ, một phần và ủ kết cấu, và sự lựa chọn tùy thuộc vào mục đích của quá trình ủ kết tinh lại là gì.
Ủ hoàn toàn
Trong thực tế, chúng ta thường sử dụng phương pháp ủ hoàn toàn, nhưng ở đây bạn cần chú ý rằng quá trình ủ và làm cứng thép là các quá trình khác nhau. Trong quá trình ủ kết tinh lại, một số quy trình nhất định được thực hiện trước khi gia công nguội kim loại dưới áp suất để tạo điều kiện cho quá trình gia công tiếp theo với nó, hoặcủ là loại đầu ra của xử lý nhiệt, khi thành phẩm hoặc bán thành phẩm nhận được các đặc tính mong muốn. Ví dụ: đây là một hoạt động trung gian - để loại bỏ hiệu quả sự đông cứng nguội.
Để hòa tan đồng đều các nguyên tố hợp kim trong ma trận và để có được cấu trúc vi mô đồng nhất với cùng tính chất vật liệu, quá trình ủ được thực hiện trong một dung dịch đặc biệt. Kim loại đen yêu cầu ủ kết tinh lại ở nhiệt độ từ 950 đến 1200ºC bằng dung dịch muối Durferrit Glühkohle hoặc Durferrit GS 960.
Mục tiêu
Thông thường, ủ kết tinh lại thép được thực hiện để đưa cấu trúc của vật liệu đến các thông số mong muốn cần thiết cho quá trình làm việc sau này. Nó được sử dụng sau khi xử lý bằng áp suất, nếu quá trình kết tinh lại chậm vẫn chưa hoàn toàn trôi qua và điều này không cho phép loại bỏ phần cứng.
Công nghệ như vậy thường được sử dụng cho các cuộn hợp kim cán nóng, trong đó cơ sở là nhôm, cũng như sau khi cán nguội các tấm, dải, lá từ các hợp kim khác nhau và kim loại màu (ở đây cần đề cập đến ủ kết tinh lại niken), thanh và dây, thép hình nguội và ống kéo nguội. Một quy trình riêng biệt là ủ trong sản xuất bán thành phẩm và các sản phẩm từ kim loại màu (bao gồm cả niken).
Điều kiện nhiệt độ
Vật liệu khác nhau yêu cầu các chế độ xử lý nhiệt khác nhau. Thông thường toàn bộ quá trình mất không quá một giờ để hoàn thành quá trình ủ kết tinh lại, nhưng chế độ nhiệt độ cho mỗi hợp kim là riêng. Vì vậy, hợp kim dựa trên magiê được yêu cầu từ 300 đến 400 ° С, hợp kim niken được yêu cầu từ 800 đến 1150 ° С, thép cacbon được yêu cầu từ 650 đến 710 ° С, trong đó bắt buộc phải ủ kết tinh lại. Điểm nóng chảy tự nhiên không đạt được.
Hợp kim nhôm không cần quá nhiều, đủ từ 350 đến 430 ° C, và nhôm nguyên chất kết tinh lại ở nhiệt độ từ 300 đến 500 ° C. Từ 670 đến 690 ° C cần titan để kết tinh lại, từ 700 đến 850 ° C đồng và niken được yêu cầu, đồng và đồng thau từ 600 đến 700 ° C, và thậm chí đồng ít tinh khiết hơn, nó bắt đầu kết tinh lại từ 500 ° C. Các chế độ ủ kết tinh lại như vậy được yêu cầu đối với một số kim loại và hợp kim nhất định.
Xử lý khuếch tán kim loại
Kiểu ủ này còn được gọi là đồng nhất hóa, và nó được thực hiện để loại bỏ hậu quả của sự phân tách đuôi gai. Quá trình ủ khuếch tán là cần thiết đối với thép hợp kim mà chỉ số độ dẻo và độ dai bị giảm do sự phân tách nội tinh thể, dẫn đến đứt gãy phiến hoặc giòn. Cần phải đạt được cấu trúc cân bằng, và do đó cần phải xử lý khuếch tán kim loại đúc. Ngoài ra, nó còn cải thiện cả đặc tính cơ học và tăng tính đồng nhất của các đặc tính trong toàn bộ thành phẩm.
Đây là những gì sẽ xảy raQuá trình: các pha thừa bị hòa tan, thành phần hóa học bị san bằng, các lỗ rỗng xuất hiện và lớn dần, kích thước hạt tăng lên. Loại xử lý nhiệt này yêu cầu kim loại tiếp xúc lâu ở nhiệt độ trên mức tới hạn (ở đây chúng ta có thể nói về 1200 độ C).
Xử lý nhiệt đẳng nhiệt
Loại ủ này được khuyến khích cho thép hợp kim, ở nhiệt độ không đổi, austenit phân hủy thành ferit và ximăng trong hỗn hợp. Sự phân hủy như vậy có thể xảy ra trong các kiểu ủ khác nếu có sự nguội dần do nhiệt độ giảm liên tục và liên tục. Do đó, sự đồng nhất của cấu trúc đạt được, giảm thời gian xử lý nhiệt.
Sơ đồ ủ đẳng nhiệt như sau: đầu tiên, gia nhiệt đến chỉ số sẽ vượt quá điểm tới hạn trên 50-70 độ, sau đó giảm nhiệt độ xuống 150 độ. Sau đó, phần đã được nung nóng được chuyển sang lò nung hoặc bể, ở đó nhiệt độ được duy trì không quá 700 ° C. Thời gian của quy trình sẽ phụ thuộc vào thành phần của kim loại và kích thước hình học của bộ phận. Các hợp chất hợp kim có thể mất hàng giờ, trong khi các tấm thép cacbon cán nóng mất vài phút.
Khác biệt
Với quá trình ủ hoàn toàn, thép được kết tinh lại, làm giảm các khuyết tật cấu trúc khác nhau của kim loại. Thép nhận được các tính chất đặc trưng và quan trọng nhất của nó, làm mềm cho quá trình cắt tiếp theo. Nhu cầutrước tiên, làm nóng nó đến nhiệt độ trên Ac3 30-50 độ, làm ấm nó lên, sau đó từ từ làm lạnh nó.
Thông thường, thời gian phơi kéo dài ít nhất nửa giờ, nhưng không quá một giờ cho mỗi tấn thép với tốc độ nung 100 độ C mỗi giờ. Tốc độ làm nguội thay đổi tùy thuộc vào thành phần của thép và độ ổn định của Austenit. Nếu làm nguội nhanh, cấu trúc phân tán ferit-xi măng có thể quá cứng.
Hạ nhiệt
Tốc độ làm mát được điều chỉnh bằng cách làm mát lò bằng cách tắt dần và mở cửa lò. Với quá trình ủ đầy đủ, điều chính là không để hợp kim quá nóng. Quá trình ủ một phần được thực hiện ở nhiệt độ dưới Ac3, nhưng trên Ac1 một chút.
Sau đó, thép sẽ kết tinh lại một phần, và do đó nó sẽ không bị loại bỏ các khuyết tật. Đây là cách xử lý thép không có dải ferit, nếu chúng chỉ cần được làm mềm trước khi xử lý và cắt tiếp. Ngoài đầy đủ và không đầy đủ, còn có quá trình ủ kết tinh lại kết tinh.
Đơn
Đôi khi quá trình ủ bổ sung cho quá trình làm việc nóng (cuộn cán nóng, chẳng hạn như hợp kim nhôm, được ủ trước khi cán nguội để loại bỏ công việc khó xảy ra do quá trình cán nóng).
Ủ kiểu này được sử dụng rộng rãi hơn nhiều trong sản xuất các sản phẩm và bán thành phẩm từ hợp kim và kim loại màu nguyên chất. Đây đã là một hoạt động xử lý nhiệt độc lập. So với thép, một số lượng lớn kim loại màu phải chịu quá trình gia công nguội, sau đó ủ kết tinh lại là cần thiết.
Trong ngành
Nếu cần có dạng hạt xi măng, việc giữ hợp kim trong quá trình ủ cho đến khi kết tinh lại hoàn toàn có thể kéo dài một thời gian dài - vài giờ. Đối với biến dạng nguội, thường xảy ra sau quá trình ủ, nó là dạng hạt của xi măng thuận lợi nhất, xảy ra trong quá trình kết tinh lại trong quá trình tạo mầm và phát triển của các hạt không định dạng và điều này đòi hỏi phải gia nhiệt đến một nhiệt độ nhất định.
Ủ kết tinh lại trong công nghiệp là hoạt động ban đầu để truyền tính dẻo cho hợp kim hoặc kim loại trước khi gia công nguội. Nó thường xuyên xuất hiện trong khoảng thời gian giữa các hoạt động biến dạng nguội để loại bỏ sự cứng và cũng như một quá trình xử lý nhiệt cuối cùng đầu ra để sản phẩm hoặc bán thành phẩm có được các đặc tính mà nó cần.
Nó xảy ra như thế nào
Khi bị nung nóng, kim loại bị biến dạng làm tăng tính linh động của các nguyên tử. Các hạt cũ bị kéo dài ra, trở nên dễ bị tổn thương, các hạt mới, đã cân đối và không bị căng, được sinh ra và phát triển mạnh mẽ. Chúng va chạm với những cái cũ, dài ra, hấp thụ chúng vào sự phát triển của chúng cho đến khi biến mất hoàn toàn. Kết tinh lại thép và hợp kim là mục tiêu chính của quá trình ủ kết tinh lại. Khi gia nhiệt sau khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, độ bền và độ bền của vật liệu giảm khá mạnh.
Nhưng độ dẻo tăng lên, nó có tác dụng cải thiện khả năng gia công. Nhiệt độ bắt đầu kết tinh lại được gọi là ngưỡng.kết tinh lại. Khi đạt đến nó, kim loại mềm đi. Nhiệt độ không thể không đổi. Đối với một hợp kim hoặc kim loại cụ thể, thời gian gia nhiệt, mức độ biến dạng trước, kích thước hạt ban đầu và hơn thế nữa đóng vai trò quan trọng như nhau.
