Cad iad na Ceithre Cineálacha Cóireála Teasa i gCruach?

Na ceithre bunúsacha cineálacha cóireáil teasa a chuirtear i bhfeidhm ar chruach atá annealing, normalú, hardening (múchadh), agus faghartha. Déanann na próisis theirmeacha rialaithe seo ionramháil ar struchtúr criostail inmheánach an mhiotail chun airíonna meicniúla sonracha a bhaint amach - mar chruas, insínteacht, neart teanntachta, agus friotaíocht tionchair - gan an comhdhéanamh ceimiceach a athrú. De réir an Chumainn Idirnáisiúnta um Chóireáil Teasa ASM, is é cóireáil teasa an croí-theicneolaíocht chumasúcháin taobh thiar de bheagnach gach táirge miotail marthanach, ó ghiaranna feithicleacha agus uirlisí máinliachta go I-beams struchtúracha. Tuiscint go díreach cad iad na ceithre cineálacha heat treatment Ligeann an chaoi a n-oibríonn siad d'innealtóirí an timthriall ceart a roghnú chun briseadh brittle a chosc, chun meaisíniúlacht a fheabhsú, nó friotaíocht caitheamh a uasmhéadú d'iarratas áirithe.

1. Annealing: Softening Miotal agus Faoiseamh Strus Inmheánach

Is próiseas cóireála teasa é Annealing a bhogann cruach, a fheabhsaíonn a insínteacht, agus a mhaolú ar strus inmheánach tríd an miotail a théamh go teocht ardaithe ar leith, é a choinneáil ann fada go leor chun go dtarlóidh claochluithe céime, agus ansin é a fhuarú go han-mhall, de ghnáth taobh istigh den fhoirnéis féin. Is é príomhchuspóir an annealaithe an cruach a thabhairt chuig an staid is boige agus is féidir, rud a fhágann go bhfuil sé éasca le meaisíniú nó fuar-fhoirmiú. Maidir le steels carbóin simplí, is gnách go mbíonn an teocht annealing 30°C go 50°C (50°F go 90°F) os cionn na teochta criticiúla uachtair (A3) , a théann ó thart ar 723 ° C do chruach euteictóideach go dtí os cionn 910 ° C do chruach ísealcharbóin. Coinnítear an cruach ag an teocht seo, go minic ar feadh 1-2 uair an chloig in aghaidh an orlach de thrasghearradh, rud a ligeann don charbón a dhíscaoileadh go haonfhoirmeach sa chéim austenític. Is é an fuarú ina dhiaidh sin an ghné shainithe de annealing: caithfidh sé a bheith mall go leor chun ligean don charbóin idirleathadh amach as an laitíse iarainn agus foirmiú sraitheanna garbh, spásáilte go forleathan de ferrite agus cementite ar a dtugtar pearlite. Is gnách go mbíonn rátaí fuaraithe 10°C go 50°C in aghaidh na huaire , a bhaint amach go minic trí na codanna a fhágáil sa foirnéis agus ligean dóibh fuarú le chéile thar go leor uaireanta nó fiú laethanta. Is é an micreastruchtúr a eascraíonn as seo ná pearlite garbh le réimsí móra de ferrite bog, a thaispeánann cruas Brinell chomh híseal agus 120 go 150 HB i steels meáncharbóin mar AISI 1045. De réir an Lámhleabhar ASM Imleabhar 4: Cóireáil Teasa , ní hamháin go laghdaíonn anáil cruas ach freisin cuireann sé deireadh le strusanna iarmharacha ó oibriú fuar nó táthú roimhe seo, rud atá ríthábhachtach chun warpage a chosc le linn meaisínithe nó seirbhíse ina dhiaidh sin. Chomh maith le annealing iomlán, tá roghanna speisialaithe ann: táirgeann anáil sféaróideach struchtúr de cháithníní cairbíde sféaróideach don fhoirmiúlacht uasta i steels uirlisí ardcharbóin, agus is cóireáil teocht níos ísle é anáil próisis a chuirtear i bhfeidhm ar steels ísealcharbóin le linn seichimh fuar-oibre chun insínteacht idir pasanna tarraingthe nó rollta a athbhunú. Beag beann ar an modh sonrach, is é annealing an pointe tosaigh i gcónaí nuair a bhíonn gá le hinoibritheacht mhór nó le faoiseamh strus, agus tá sé ar cheann de na cinn is mó a úsáidtear cineálacha heat treatment i dtionscail déantúsaíochta trom.

2. Normalú: Struchtúr Grán a Scagadh le haghaidh Aonfhoirmeachta agus Neart

Is próiseas cóireála teasa é normalú a tháirgeann microstructure aonfhoirmeach mín le neart agus déine feabhsaithe i gcomparáid le cruach annealed tríd an miotail a théamh os cionn a raon criticiúil agus ansin é a fhuarú san aer fós seachas san fhoirnéis. Is gnách go mbíonn an teocht teasa le haghaidh normalú 30°C go 50°C os cionn na teochta criticiúla uachtair , cosúil le annealing, ach luíonn an t-idirdhealú ríthábhachtach sa chéim fuaraithe. Tar éis dóthain sáithithe, baintear an cruach as an bhfoirnéis agus ligtear dó fuarú in aer comhthimpeallach, fós. Tá an fuarú aer seo i bhfad níos tapúla ná fuarú foirnéise, agus mar thoradh air sin tá struchtúr pearlite níos míne le grán níos lú. Tá an méid grán mín tábhachtach toisc go méadaíonn sé neart toraidh agus déine araon ag an am céanna, ach bíonn an chuid is mó de na meicníochtaí treisithe ag trádáil ceann ar an gceann eile. I gcás cruach AISI 1045 normalaithe, sroicheann an neart teanntachta timpeall go hiondúil 620 MPa (90,000 psi) , atá i bhfad níos airde ná an 500 MPa atá tipiciúil den chruach céanna sa riocht iomlán annealed. De réir taighde atá foilsithe ag an Journal of Material Engineering and Performance , déanann normalú homogenizes freisin ar an microstructure i gcomhpháirteanna teilgthe nó brionnaithe a d'fhéadfadh taithí a bheith acu ar fhuaraithe neamh-éide le linn an tsoladaithe, rud a áirithíonn airíonna meicniúla comhsheasmhacha ar fud na coda. Is minic a shonraítear normalú mar an chóireáil teasa deiridh le haghaidh steels struchtúracha nach dteastaíonn cruas an-mhór riocht múchta agus tempered, chomh maith le céim ullmhúcháin roimh chruasú, toisc go bhfreagraíonn struchtúr grán aonfhoirmeach níos intuartha don múchadh ina dhiaidh sin. I measc na gceithre cineálacha heat treatment , áitíonn normalú an talamh lár idir an stát bog insínte a tháirgtear trí anáil agus an stát crua, brittle a tháirgtear trí múchadh, rud a fhágann gur rogha iontach é do chomhpháirteanna a dteastaíonn cothromaíocht neart agus toughness uathu, mar shampla rothaí iarnróid, seaftaí, agus plátaí soithí brú.

3. Cruanú (Múchadh): Uasmhéid Cruas agus Frithsheasmhacht Caithimh a Bhaint Amach

Is cóireáil teasa é hardening, ar a dtugtar múchadh freisin, a mhéadaíonn cruas agus neart cruach go mór trína théamh go dtí an raon austenític agus ansin é a fhuarú go tapa in uisce, sáile, ola nó aer éigean, ag athrú an struchtúir criostail go céim shársháithithe, an-chrua ar a dtugtar martensite. Téitear an cruach go dtí thart ar theocht 760°C go 870°C (1,400°F go 1,600°F) , ag brath ar an ábhar carbóin, agus coinníodh é fada go leor chun an struchtúr a austenitize go hiomlán. An fuarú tapa - go minic níos mó ná 200°C in aghaidh an tsoicind in uisce quench - shochtadh idirleathadh na n-adamh carbóin as an laitís iarainn. In ionad na céimeanna cothromaíochta de ferrite agus cementite a fhoirmiú, tá an carbón gafa laistigh de struchtúr criostail tetragonal comhlacht-lárnach ar a dtugtar martensite. Tá an struchtúr seo tréithrithe ag brú inmheánach ollmhór agus cruas is féidir a bhaint amach 62 go 67 HRC ar scála Rockwell C i steels uirlisí ardcharbóin mar AISI 1095. Is cinneadh ríthábhachtach innealtóireachta é roghnú an mheáin múchta. Cuireann uisce agus sáile an múchadh is déine ar fáil, rud a thugann an t-uas-chruas ach freisin an riosca is airde de shaobhadh agus scátáil. Tá múchadh ola níos moille agus níos comhionann, rud a laghdaíonn turraing teirmeach agus é a dhéanamh mar an meán is fearr le haghaidh steels cóimhiotail agus cruthanna casta. Úsáidtear múchadh aeir, nó múchadh gáis, le haghaidh cruach ardchóimhiotail a chruthaítear martensite fiú ag rátaí fuaraithe réasúnta mall. Mar sin féin, tá an struchtúr martensitic as-múchadh, cé go bhfuil sé thar a bheith crua, an-brittle freisin. De réir sonraí arna dtiomsú ag an Lámhleabhar Anailíse Teip ASM , tá leibhéil arda strus iarmharach ag martensite gan teocht agus féadann sé scoilteadh go spontáineach ó mhion-lochtanna dromchla nó le linn meilt. Is é an brittleness seo an fáth nach bhfuil hardening beagnach riamh an chéim dheireanach i timthriall teirmeach. Ina áit sin, ní mór magadh a leanúint láithreach chun cruas a chur ar ais. In ainneoin an teorannaithe seo, is é an cruas an bealach is dírí chun an cruas ard dromchla a theastaíonn le haghaidh uirlisí gearrtha, rásaí imthacaí, básanna agus plátaí caitheamh-resistant a bhaint amach, agus is é an próiseas sainithe é i measc na n-uirlisí gearrtha. cineálacha heat treatment le haghaidh comhpháirteanna a chaithfidh seasamh in aghaidh scríobadh agus eangú.

4. Teocht: Cruas agus Toughness a Chothromú Tar éis Múchadh

Is cóireáil teasa éigeantach é tempering a leanann hardening; laghdaíonn sé brittleness an struchtúir martensitic agus faoiseamh strus múchadh tríd an cruach a aththéamh go dtí teocht faoi bhun an pointe criticiúil níos ísle, a shealbhú, agus ansin fuaraithe san aer. Is é an teocht faghartha an príomh-athróg a rialaíonn an t-iarmhéid deiridh cruas agus toughness. Raonta sé ó chomh híseal agus is 150°C (300°F) d'fheidhmchláir a éilíonn uasfhriotaíocht chaitheamh, amhail lanna rásúir agus uirlisí gearrtha miotail, chomh hard le 650°C (1,200°F) le haghaidh comhpháirteanna a chaithfidh fuinneamh tionchair a ionsú, mar acastóirí feithicleach agus cromáin. De réir mar a mhéadaíonn an teocht faghartha, deascann na hadaimh charbóin gafa amach as an laitís martensite mar cháithníní míne chomhdhúile, agus de réir a chéile athraíonn an struchtúr criostail ó tetragonal comhlacht-lárnach go socrú ciúbach comhlacht-lárnach níos cobhsaí le cairbídí scaipthe. Is féidir an struchtúr martensite tempered seo a innealtóireacht go beacht tríd an am agus an teocht a rialú. Mar shampla, is féidir cruach gnáthcharbóin atá múchta go 64 HRC a mhaolú ag 200 ° C chun cruas a choinneáil. 60 go 62 HRC le haghaidh ceannródaíoch, nó tempered ag 550 °C chun cruas a thabhairt 30 go 35 HRC agus leibhéal ard déine atá oiriúnach do shlat nasctha. Is féidir le feiniméan speisialta ar a dtugtar brionnú meon tarlú má fhuaraítear steels cóimhiotail áirithe go mall tríd an raon 450 ° C go 600 ° C, riosca a mhaolaítear trí mhéideanna beaga moluibdín a chur leis nó trí fhuarú tapa ón teocht faghartha. De réir an Eagrán Deasc Lámhleabhar Miotail , nach bhfuil i faghartha ach iar-smaoineamh ceartaitheach maidir le hardú; is uirlis deartha d'aon ghnó é a shaincheapann freagra meicniúil an chruach do riachtanais bheacht an iarratais. I measc na gceithre cineálacha heat treatment , is é faghartha an ceann a thiontaíonn cuid brittle, faoi strus inmheánach go comhpháirt innealtóireachta iontaofa.

Conas a Oibríonn na Ceithre Chineálacha Cóireála Teasa le Chéile sa Déantúsaíocht

I gcleachtas tionsclaíoch, is annamh a úsáidtear na ceithre chineál cóireála teasa ina n-aonar; cuirtear le chéile iad i seicheamh a chlaochlaíonn an stoc amh ina chomhpháirteanna críochnaithe a bhfuil airíonna rialaithe beacht acu. Tosaíonn gnáthbhealach déantúsaíochta le haghaidh fearas cruaite trí an bán brionnaithe a normalú nó a anáil chun é a mhaolú le haghaidh meaisínithe agus chun strusanna réitigh nó brionnú iarmharacha a bhaint. Déantar an bán a mheaisíniú ansin isteach sa chruth gar-líon agus é sa riocht is boige agus is inoibrithe. Tar éis meaisínithe, téitear an chomhpháirt go dtí an teocht austenitizing agus múchtar é chun martensite a fhoirmiú, ag baint amach an cruas dromchla ard atá ag teastáil le haghaidh friotaíocht caitheamh. Díreach tar éis múchadh, déantar an chuid a mhaolú go dtí an toughness riachtanach, ag maolú ar an strus múchadh inmheánach agus cosc ​​a chur ar scoilteadh moill. Tá an seicheamh seo - a mhaolú, a mhúnlú, a chruasú, a mheon - bunúsach maidir le táirgeadh na milliúin comhpháirteanna ríthábhachtacha, ó threalamh tarchurtha feithicleach go huirlisí máinliachta. Braitheann paraiméadair shonracha gach céim ar an ngrád cruach agus ar an cruas agus an toughness deiridh atá ag teastáil. Mar shampla, féadfaidh fearas déanta as cruach cóimhiotail ísealcharbóin AISI 8620 dul faoi bhealach cruaite difriúil ar a dtugtar carburizing, a thugann carbón isteach sa chiseal dromchla roimh múchadh, ach tá gnáthú i gceist leis an seicheamh cóireála croí le haghaidh mionchoigeartú gráin, múchadh chun cás martensitic a fhoirmiú, agus faghartha chun brittleness cáis a laghdú. A thuiscint conas na ceithre cineálacha heat treatment ligeann idirghníomhú d'innealtóirí próisis timthriall teirmeach a dhearadh a uasmhéadaíonn feidhmíocht agus a íoslaghdaíonn saobhadh agus fuíoll.

Ceisteanna Coitianta Faoi na Cineálacha Cóireála Teasa

Cad é an difríocht idir annealing agus normalú?

An dá cineálacha heat treatment cruach a mhaolú agus a struchtúr a bheachtú, ach tá ráta fuaraithe difriúil acu. Fostaíonn Annealing foirnéis an-mhall fionnuar, a tháirgeann an staid is boige agus is féidir leis an insínteacht uasta agus an struchtúr gránach is garbh. Úsáideann normalú fuarú aeir, rud a fhágann go bhfuil struchtúr measartha crua, mín le neart níos airde agus aonfhoirmeacht níos fearr. Is fearr normalú nuair a bhíonn gá le cothromaíocht idir neart agus déine, agus roghnaítear anáil nuair a bhíonn an-bhog agus an fhoirmiúlacht ag teastáil le haghaidh fuar-oibre ina dhiaidh sin.

An féidir gach cruach a chruasú trí múchadh?

Braitheann an cumas martensite a fhoirmiú le linn cruaite ar an ábhar carbóin agus ar chomhdhéanamh an chóimhiotail. Steels le níos lú ná thart 0.30% carbóin go ginearálta ní féidir iad a chruasú go struchtúr martensitic trí mhúchadh díreach mar gheall ar easpa carbóin leordhóthanach a chruthú laitís chrua, saobhadh. Is minic a dhéantar cruach ísealcharbóin ar nós AISI 1018 a chruasú le carburizing, rud a chuireann carbón leis an dromchla sula múchtar iad, rud a chruthaíonn cás crua thar chroílár diana. Freagraíonn steels meánacha agus ardcharbóin, chomh maith le formhór na steels cóimhiotail, go héasca don phróiseas cruaithe.

Cén fáth nach mór faghartha a dhéanamh díreach tar éis cruaite?

Tá struis inmheánacha ollmhóra sa martensite a foirmíodh le linn múchadh. Mura ndéantar na strusanna seo a mhaolú trí mhaolú, is féidir leo an chuid a bhriseadh go spontáineach, uaireanta uaireanta nó laethanta tar éis an múchadh, i bhfeiniméan ar a dtugtar cnagadh moillithe. Ba cheart an teocht a dhéanamh chomh luath agus a shroicheann an chuid thart 50°C go 65°C (120°F go 150°F) tar éis múchadh. Má chuirtear moill ar an gcéim seo tá baol ann go gclisfear ar pháirt agus meastar gur earráid phróiseas tromchúiseach é i ngach siopa cóireála teasa.

Conas a roghnaíonn mé idir annealing agus normalú le haghaidh cruach ísealcharbóin?

Maidir le steels ísealcharbóin a dhéanfar fuarú forleathan nó líníocht dhomhain, is é anáil an rogha is fearr cóireáil teasa toisc go dtáirgíonn sé an riocht is boige, is insínte. Má tá an comhpháirt i ndán d'úsáid struchtúrach nuair a bhíonn neart áirithe ag teastáil, is é an gnáthú an rogha is fearr toisc go soláthraíonn sé méid gráin níos míne agus airíonna meicniúla feabhsaithe gan costas fuaraithe foirnéise leathnaithe. Braitheann an cinneadh freisin ar na céimeanna déantúsaíochta ina dhiaidh sin: tá anáil oiriúnach do stoc réamh-mheaisínithe, agus is minic a bhíonn gnáthú mar chóireáil deiridh le haghaidh rannóga te-rollta.

Na ceithre cineálacha heat treatment —annealing, normalú, hardening, agus faghartha — foirm uirlisí iomlána chun airíonna meicniúla cruach a ionramháil. Tugann gach próiseas aghaidh ar riachtanas innealtóireachta difriúil: cruthaíonn anáil an dúshraith bhog, saor ó strus le haghaidh foirmithe; Déanann normalú scagadh agus homogenizes ar an struchtúr le haghaidh iontaofacht; cuireann cruas brú ar an cruach chomh hard agus is féidir; agus claochlaíonn faghartha an cruas brittle sin go meascán sábháilte inúsáidte de neart agus de chruas. Le chéile, cuireann na próisis seo ar chumas comhpháirteanna a tháirgeadh a raon ó leathán miotail bog in-chosc go imill ghearrthacha ultra-chrua, agus tá siad fós chomh riachtanach don déantúsaíocht nua-aimseartha agus a bhí siad céad bliain ó shin.