Xử lý nhiệt là một bước rất quan trọng trong quá trình xử lý vật liệu kim loại.Xử lý nhiệt có thể thay đổi tính chất cơ lý của vật liệu kim loại, cải thiện độ cứng, độ bền, độ dẻo dai và các tính chất khác của chúng.
Để đảm bảo cấu trúc thiết kế sản phẩm an toàn, đáng tin cậy, tiết kiệm và hiệu quả, các kỹ sư kết cấu thường cần hiểu các tính chất cơ học của vật liệu, lựa chọn quy trình xử lý nhiệt thích hợp dựa trên yêu cầu thiết kế và đặc tính vật liệu, đồng thời cải thiện hiệu suất và chất lượng của chúng. tuổi thọ.Sau đây là 13 quy trình xử lý nhiệt liên quan đến vật liệu kim loại, hy vọng có ích với mọi người.
1. Ủ
Một quá trình xử lý nhiệt trong đó vật liệu kim loại được nung nóng đến nhiệt độ thích hợp, duy trì trong một khoảng thời gian nhất định và sau đó được làm nguội từ từ.Mục đích của ủ chủ yếu là để giảm độ cứng của vật liệu kim loại, cải thiện độ dẻo, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cắt hoặc xử lý áp suất, giảm ứng suất dư, cải thiện tính đồng nhất của cấu trúc và thành phần vi mô hoặc chuẩn bị cấu trúc vi mô cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.Các quy trình ủ phổ biến bao gồm ủ kết tinh lại, ủ hoàn toàn, ủ hình cầu và ủ giảm căng thẳng.
Ủ hoàn toàn: Tinh chỉnh kích thước hạt, cấu trúc đồng nhất, giảm độ cứng, loại bỏ hoàn toàn ứng suất bên trong.Ủ hoàn toàn thích hợp để rèn hoặc đúc thép có hàm lượng carbon (phần khối lượng) dưới 0,8%.
Ủ hình cầu: làm giảm độ cứng của thép, cải thiện hiệu suất cắt và chuẩn bị cho quá trình làm nguội trong tương lai để giảm biến dạng và nứt sau khi làm nguội.Ủ hình cầu thích hợp cho thép cacbon và thép công cụ hợp kim có hàm lượng cacbon (phần khối lượng) lớn hơn 0,8%.
Ủ giảm căng thẳng: Nó giúp loại bỏ ứng suất bên trong được tạo ra trong quá trình hàn và làm thẳng nguội các bộ phận thép, loại bỏ ứng suất bên trong được tạo ra trong quá trình gia công chính xác các bộ phận và ngăn ngừa biến dạng trong quá trình xử lý và sử dụng tiếp theo.Ủ giảm căng thẳng thích hợp cho các vật đúc, rèn, các bộ phận hàn và các bộ phận ép đùn lạnh khác nhau.
2. Chuẩn hóa
Nó đề cập đến quá trình xử lý nhiệt làm nóng thép hoặc các thành phần thép đến nhiệt độ 30-50oC trên Ac3 hoặc Acm (nhiệt độ điểm tới hạn trên của thép), giữ chúng trong thời gian thích hợp và làm mát chúng trong không khí tĩnh.Mục đích của việc chuẩn hóa chủ yếu là cải thiện tính chất cơ học của thép cacbon thấp, cải thiện khả năng gia công, tinh chỉnh kích thước hạt, loại bỏ các khuyết tật cấu trúc và chuẩn bị cấu trúc cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.
3. Làm nguội
Nó đề cập đến quá trình xử lý nhiệt làm nóng thành phần thép đến nhiệt độ trên Ac3 hoặc Ac1 (nhiệt độ điểm tới hạn thấp hơn của thép), giữ nó trong một khoảng thời gian nhất định và sau đó thu được cấu trúc martensite (hoặc bainite) ở mức tốc độ làm nguội thích hợp.Mục đích của quá trình làm nguội là để đạt được cấu trúc martensitic cần thiết cho các bộ phận thép, cải thiện độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn của phôi và chuẩn bị cấu trúc cho quá trình xử lý nhiệt tiếp theo.
Các quá trình làm nguội thông thường bao gồm làm nguội bằng dung dịch muối, làm nguội theo cấp độ martensitic, làm nguội đẳng nhiệt bainite, làm nguội bề mặt và làm nguội cục bộ.
Làm nguội bằng chất lỏng đơn: Làm nguội bằng chất lỏng đơn chỉ áp dụng cho các bộ phận bằng thép cacbon và thép hợp kim có hình dạng tương đối đơn giản và yêu cầu kỹ thuật thấp.Trong quá trình làm nguội, đối với các bộ phận bằng thép carbon có đường kính hoặc độ dày lớn hơn 5-8mm, nên sử dụng nước muối hoặc nước làm mát;Các bộ phận bằng thép hợp kim được làm mát bằng dầu.
Làm nguội bằng chất lỏng kép: Đun nóng các bộ phận thép đến nhiệt độ tôi, sau khi cách nhiệt, làm nguội nhanh trong nước đến 300-400 oC, sau đó chuyển chúng sang dầu để làm mát.
Làm nguội bề mặt bằng ngọn lửa: Làm nguội bề mặt bằng ngọn lửa phù hợp với các bộ phận bằng thép cacbon trung bình và thép hợp kim cacbon trung bình, chẳng hạn như trục khuỷu, bánh răng và ray dẫn hướng, đòi hỏi bề mặt cứng và chống mài mòn và có thể chịu được tải trọng va đập trong sản xuất hàng loạt hoặc đơn lẻ .
Làm cứng cảm ứng bề mặt: Các bộ phận đã trải qua quá trình làm cứng cảm ứng bề mặt có bề mặt cứng và chống mài mòn, đồng thời vẫn duy trì độ bền và độ dẻo dai tốt ở lõi.Làm cứng cảm ứng bề mặt thích hợp cho các bộ phận bằng thép cacbon trung bình và thép hợp kim có hàm lượng cacbon vừa phải.
4. Ủ
Nó đề cập đến quá trình xử lý nhiệt trong đó các bộ phận thép được làm nguội và sau đó được nung nóng đến nhiệt độ dưới Ac1, giữ trong một khoảng thời gian nhất định và sau đó làm nguội đến nhiệt độ phòng.Mục đích của quá trình ủ chủ yếu là để loại bỏ ứng suất do các bộ phận thép tạo ra trong quá trình tôi luyện, để các bộ phận thép có độ cứng và khả năng chống mài mòn cao, cũng như độ dẻo và độ bền cần thiết.Các quy trình ủ thông thường bao gồm ủ ở nhiệt độ thấp, ủ ở nhiệt độ trung bình, ủ ở nhiệt độ cao, v.v.
Ủ ở nhiệt độ thấp: Ủ ở nhiệt độ thấp giúp loại bỏ ứng suất bên trong do quá trình làm nguội trong các bộ phận thép và thường được sử dụng cho dụng cụ cắt, dụng cụ đo lường, khuôn mẫu, vòng bi lăn và các bộ phận được cacbon hóa.
Ủ ở nhiệt độ trung bình: Ủ ở nhiệt độ trung bình giúp các bộ phận thép đạt được độ đàn hồi cao, độ dẻo dai và độ cứng nhất định, thường được sử dụng cho các loại lò xo, khuôn dập nóng và các bộ phận khác.
Ủ ở nhiệt độ cao: Ủ ở nhiệt độ cao cho phép các bộ phận thép đạt được các đặc tính cơ học toàn diện tốt, cụ thể là độ bền cao, độ dẻo dai và độ cứng vừa đủ, loại bỏ ứng suất bên trong do quá trình làm nguội.Nó chủ yếu được sử dụng cho các bộ phận kết cấu quan trọng đòi hỏi độ bền và độ dẻo dai cao, chẳng hạn như trục xoay, trục khuỷu, cam, bánh răng và thanh nối.
5. Làm nguội & ủ
Đề cập đến quá trình xử lý nhiệt tổng hợp của các thành phần thép hoặc thép được tôi và tôi luyện.Thép được sử dụng để làm nguội và tôi luyện được gọi là thép tôi và thép tôi luyện.Nó thường đề cập đến thép kết cấu carbon trung bình và thép kết cấu hợp kim carbon trung bình.
6. Xử lý nhiệt hóa học
Quá trình xử lý nhiệt trong đó phôi kim loại hoặc hợp kim được đặt trong môi trường hoạt động ở nhiệt độ nhất định để cách nhiệt, cho phép một hoặc nhiều phần tử xuyên qua bề mặt của nó để thay đổi thành phần hóa học, cấu trúc và hiệu suất.Mục đích của xử lý nhiệt hóa học chủ yếu là cải thiện độ cứng bề mặt, chống mài mòn, chống ăn mòn, độ bền mỏi và khả năng chống oxy hóa của các bộ phận thép.Các quy trình xử lý nhiệt hóa học phổ biến bao gồm cacbon hóa, thấm nitơ, thấm cacbon, v.v.
Carburization: Để đạt được độ cứng cao (HRC60-65) và khả năng chống mài mòn trên bề mặt, đồng thời duy trì độ dẻo dai cao ở trung tâm.Nó thường được sử dụng cho các bộ phận chịu mài mòn và chống va đập như bánh xe, bánh răng, trục, chốt piston, v.v.
Thấm nitơ: Cải thiện độ cứng, chống mài mòn và chống ăn mòn của lớp bề mặt các bộ phận bằng thép, thường được sử dụng ở các bộ phận quan trọng như bu lông, đai ốc, chốt.
Carbonitriding: cải thiện độ cứng và khả năng chống mài mòn của lớp bề mặt của các bộ phận thép, thích hợp cho các bộ phận thép carbon thấp, thép carbon trung bình hoặc thép hợp kim, và cũng có thể được sử dụng cho các dụng cụ cắt thép tốc độ cao.
7. Xử lý dung dịch rắn
Nó đề cập đến quá trình xử lý nhiệt làm nóng hợp kim đến vùng một pha nhiệt độ cao và duy trì nhiệt độ không đổi, cho phép pha dư hòa tan hoàn toàn trong dung dịch rắn và sau đó làm nguội nhanh để thu được dung dịch rắn siêu bão hòa.Mục đích của việc xử lý dung dịch chủ yếu là cải thiện độ dẻo và độ bền của thép và hợp kim, đồng thời chuẩn bị cho quá trình xử lý cứng kết tủa.
8. Lượng mưa cứng lại (tăng cường lượng mưa)
Quá trình xử lý nhiệt trong đó kim loại trải qua quá trình đông cứng do sự phân tách các nguyên tử chất tan trong dung dịch rắn siêu bão hòa và/hoặc sự phân tán của các hạt hòa tan trong nền.Nếu thép không gỉ kết tủa austenit được xử lý làm cứng kết tủa ở 400-500oC hoặc 700-800oC sau khi xử lý bằng dung dịch rắn hoặc gia công nguội, nó có thể đạt được cường độ cao.
9. Xử lý kịp thời
Nó đề cập đến quá trình xử lý nhiệt trong đó phôi hợp kim trải qua quá trình xử lý dung dịch rắn, biến dạng hoặc đúc nhựa nguội, sau đó được rèn, đặt ở nhiệt độ cao hơn hoặc duy trì ở nhiệt độ phòng, và tính chất, hình dạng và kích thước của chúng thay đổi theo thời gian.
Nếu áp dụng quy trình xử lý lão hóa là làm nóng phôi đến nhiệt độ cao hơn và tiến hành xử lý lão hóa trong thời gian dài hơn thì được gọi là xử lý lão hóa nhân tạo;Hiện tượng lão hóa xảy ra khi phôi được bảo quản ở nhiệt độ phòng hoặc điều kiện tự nhiên trong thời gian dài được gọi là xử lý lão hóa tự nhiên.Mục đích của việc xử lý lão hóa là loại bỏ ứng suất bên trong phôi, ổn định cấu trúc và kích thước, cải thiện tính chất cơ học.
10. Độ cứng
Đề cập đến các đặc tính xác định độ sâu tôi và phân bố độ cứng của thép trong các điều kiện quy định.Độ cứng tốt hay kém của thép thường được thể hiện qua độ sâu của lớp cứng.Độ sâu của lớp làm cứng càng lớn thì độ cứng của thép càng tốt.Độ cứng của thép chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó, đặc biệt là các nguyên tố hợp kim và kích thước hạt làm tăng độ cứng, nhiệt độ gia nhiệt và thời gian giữ.Thép có độ cứng tốt có thể đạt được các tính chất cơ học đồng đều và nhất quán trong toàn bộ phần của thép, và có thể chọn các chất làm nguội có ứng suất làm nguội thấp để giảm biến dạng và nứt.
11. Đường kính tới hạn (đường kính dập tắt tới hạn)
Đường kính tới hạn đề cập đến đường kính tối đa của thép khi tất cả cấu trúc martensite hoặc 50% martensite thu được ở trung tâm sau khi tôi trong một môi trường nhất định.Đường kính tới hạn của một số loại thép thường có thể đạt được thông qua các thử nghiệm độ cứng trong dầu hoặc nước.
12. Làm cứng thứ cấp
Một số hợp kim sắt-cacbon (chẳng hạn như thép tốc độ cao) yêu cầu nhiều chu trình ủ để tăng thêm độ cứng của chúng.Hiện tượng đông cứng này, được gọi là đông cứng thứ cấp, là do sự kết tủa của các cacbua đặc biệt và/hoặc sự biến đổi austenite thành martensite hoặc bainite.
13. Độ giòn khi ủ
Đề cập đến hiện tượng giòn của thép được tôi luyện trong phạm vi nhiệt độ nhất định hoặc được làm nguội từ từ từ nhiệt độ ủ đến phạm vi nhiệt độ này.Độ giòn nhiệt độ có thể được chia thành loại độ giòn nhiệt độ thứ nhất và loại độ giòn nhiệt độ thứ hai.
Loại độ giòn nóng tính đầu tiên, còn được gọi là độ giòn nhiệt độ không thể đảo ngược, chủ yếu xảy ra ở nhiệt độ ủ 250-400oC.Sau khi độ giòn biến mất sau khi hâm nóng, độ giòn lặp lại trong phạm vi này và không còn xảy ra nữa;
Loại giòn nóng thứ hai, còn được gọi là độ giòn nóng có thể đảo ngược, xảy ra ở nhiệt độ từ 400 đến 650oC.Khi độ giòn biến mất sau khi hâm nóng, cần làm nguội nhanh và không nên để lâu hoặc làm nguội chậm trong khoảng 400 đến 650oC, nếu không hiện tượng xúc tác sẽ xảy ra lần nữa.
Sự xuất hiện của độ giòn nhiệt có liên quan đến các nguyên tố hợp kim có trong thép, chẳng hạn như mangan, crom, silicon và niken, có xu hướng phát triển độ giòn nhiệt, trong khi molypden và vonfram có xu hướng làm suy yếu độ giòn nhiệt.
Kim loại Gapower mớilà nhà cung cấp sản phẩm thép chuyên nghiệp.Các loại thép ống, thép cuộn và thép thanh bao gồm ST35 ST37 ST44 ST52 42CRMO4, S45C CK45 SAE4130 SAE4140 SCM440, v.v. Chào mừng khách hàng đến hỏi thăm và tham quan nhà máy.
Thời gian đăng: 23-11-2023