Onko lämpökäsittelyprosessi sama eri metallimateriaaleille?

一, Pohja prosessikäsitteiden erottamiselle
Metallin lämpökäsittelyn pääideana on lämpötilakenttien avulla säädellä atomien liikkeitä ja faasien vaihtelua. Eri metalleilla on kuitenkin melko erilaisia ​​tapoja järjestää atomejaan ja vaihtaa faaseja.
Rauta-pohjaiset seokset (teräs): Rauta-hiilen faasikaavion mukaan prosessit, kuten austenisoituminen ja martensiittinen muunnos, vahvistavat materiaalia. Esimerkiksi 45 # teräksen rakenteen täysin austenitoimiseksi se on lämmitettävä 840–860 asteeseen ja jäähdytettävä sitten nopeasti martensiitin valmistamiseksi, jonka kovuus on HRC50–55.
Alumiiniseos: riippuu kiinteän liuoksen vahvistamisesta ja ikääntymisen vahvistusmekanismeista. Esimerkiksi kun työskennellään 6061-alumiiniseoksen kanssa, liuoskäsittely tarkoittaa sen pitämistä 530–540 asteessa 4–6 tuntia, jotta Mg ₂ Si -faasi liukenee kokonaan. Sitten se sammutetaan vedessä ylikyllästyneen kiinteän liuoksen valmistamiseksi, ja lopuksi se vanhennetaan 175 asteessa nanomittakaavan vahvistusfaasien valmistamiseksi. Vetolujuus on mahdollista nostaa 180 MPa:sta 310 MPa:iin.
Titaaniseosten osalta lämpökäsittely beetafaasialueella säätelee mikrorakennetta. Ilmajäähdyttämällä TC4-titaaniseosta kiinteän liuoskäsittelyn jälkeen faasialueella 980–1020 asteessa, se voi saada kerrostetun + rakenteen, jonka vetolujuus on 1100 MPa. Jos isoterminen käsittely suoritetaan 850 asteessa, voidaan muodostaa tasaakselinen alfafaasi ja venymisnopeus voidaan nostaa 15 %:iin.
2, Erilaisia ​​tapoja tehdä tyypillisiä prosesseja
Eri metallityypeille on kehitetty omat lämpökäsittelyprosessinsa, koska niillä on erilaiset suorituskykyvaatimukset.
1. Erilaisia ​​tapoja työskennellä teräsmateriaalien kanssa
Karkaisu ja karkaisu: Korkean kovuuden (HRC62-65) ja kulutuskestävyyden saavuttamiseksi korkeahiilinen työkaluteräs (kuten T10A) on karkaistava 1000–1050 asteessa ja karkaistava 200 asteessa. Karkaistun martensiittirakenteen saamiseksi 42CrMo-karkaistu ja karkaistu teräs on karkaistava 850 asteessa ja karkaistava 550 asteessa. Tässä rakenteessa yhdistyvät lujuus (σ b suurempi tai yhtä suuri kuin 1080 MPa) ja sitkeys (ak Suurempi tai yhtä suuri kuin 39 J).
Ainutlaatuinen prosessi: Kryogeeninen käsittely (-196 asteen nestemäisen typen jäähdytys) voi muuttaa jäljelle jääneen austeniitin martensiitiksi, jolloin 9Cr18Mo-laakeriteräs on 1-2HRC kovempaa; Induktiolämmityspinnan karkaisu voi tehdä 5 mm:n paksuisen kovettuneen kerroksen vaihteen pintaan pitäen samalla ytimen kovana.
2. Prosessit, jotka koskevat vain ei--rautametalleja
T6-käsittely (kiinteä liuos+keinotekoinen vanhentaminen) on tyypillinen tapa vahvistaa 6000-sarjan alumiiniseoksia. Lujuuden ja jännityskorroosionkestävyyden tasapainottamiseksi 7075-alumiiniseos tarvitsee T74:n kaksivaiheisen vanhentamisen (120 astetta /24h → 160 astetta /8h).
Kupariseos: Berylliumpronssi (QBe2) muodostaa 'faasin, kun se vanhenee 320–340 asteessa, ja sen kovuus on HRC38–42. Messinki (H62) poistaa jännitystä-300–350 asteen lämpötilassa, jotta se poistaa kylmän työskentelykovettumisen.
Magnesiumseos: Kun AZ91D magnesiumseos on käsitelty liuoksessa 415 asteessa, se muodostaa - Mg₁₇ Al12 -faasin vanhentuessaan 175 asteessa. Tämä tekee myötörajasta 30 % vahvemman.
3. Ainutlaatuiset tulenkestometallien tarpeet
Volframiseos: vaatii uudelleenkiteytyshehkutuksen 1400–1600 asteessa päästäkseen eroon kylmätyökarkaisusta, ja raekoko on pidettävä enintään 50 μm:ssä lujuuden säilyttämiseksi korkeissa lämpötiloissa.
Molybdeeniseos: Säteilyvaurioiden korjaamiseksi ja ydinreaktorin rakennemateriaalien suorituskyvyn palauttamiseksi se hehkutetaan korkeassa 1800–2000 asteen lämpötilassa.
3, Lait, jotka ovat yhteisiä prosessisuunnittelulle
Vaikka prosessiparametrit ovat hyvin erilaisia, lämpökäsittelyn suunnittelu erityyppisille metallimateriaaleille noudattaa näitä perussääntöjä:
Vaihekaavio on kaikkien prosessisuunnitelmien pääidea. Kriittistä lämpötilaa (Ac1, Ac∝, Ms jne.) käytetään lämmityslämpötilan valitsemiseen. Esimerkiksi ruostumattoman 304-teräksen karbidien liuottamiseksi kokonaan se on lämmitettävä 1050–1100 asteeseen.
Jäähdytysnopeuden hallinta: Valitse oikea väliaine (vesi, öljy, polymeeri jne.) ohjataksesi jäähdytysnopeutta ja saada kudos muuttumaan tietyllä tavalla. Vesisammutus voi muuttaa runsas-hiiliteräksen martensiitiksi, kun taas öljysammutus voi estää matala-seosteisen teräksen rikkoutumisen.
Jännityksenpoistohehkutusta (esim. teräs 300–400 asteessa ja alumiiniseos 150–200 asteessa) käytetään poistamaan työstöjännitystä ja estämään esineiden taipuminen tai halkeilu. Lämpökäsittelyn sijaan tärinävanhenemista (VSR) käytetään laajalti rasituksen vähentämiseen lentokoneiden alumiiniseososissa.
Yhteistyöllä tapahtuva pinnan modifiointi: Kemiallisen lämpökäsittelyn (hiiletys, nitraus) ja pinnan karkaisun käyttö yhdessä erilaisten suoritustasojen saavuttamiseksi. Esimerkiksi vaihteet hiiletetään 20CrMnTi:llä (930 astetta × 8h), sammutetaan ja karkaistaan ​​matalissa lämpötiloissa. Tämä antaa niille pinnan kovuuden HRC58-62 ja pitää ne ytimessä sitkeinä.
4, prosessin parantamisen johtava suunta
Materiaalitieteen kehittyessä lämpökäsittelytekniikat ovat osoittaneet seuraavia innovatiivisia suuntauksia:
Paikallinen laser/elektronisädelämpökäsittely on tarkka tapa säätää pienten kudosalueiden lämpötilaa. Sitä käytetään vahvistamaan lentokoneen moottorin siipiä ympäröivät kaasukalvoreiät.
Älykäs prosessijärjestelmä: Se voi ennustaa kudosten muuttumista ja parantaa parametreja digitaalisen kaksoislämpökäsittelyprosessisimuloinnin perusteella. Esimerkiksi GE käyttää ProCAST-ohjelmistoa estämään turbiinilevyn muodonmuutos yli 0,1 mm sammutuksen aikana.
Tekniikka asioiden tekemiseen vihreällä tavalla: Matalapainehiiletys (LPC) korvaa perinteisen kaasuhiiletyksen CO₂-päästöjen vähentämiseksi. Karkaisuöljyn korvaustekniikka (kuten PAG-polymeeri) vähentää VOC-päästöjä.