Mechanické vlastnosti kovových materiálov sa týkajú správania sa kovových materiálov pri pôsobení vonkajšieho zaťaženia alebo pri kombinovanom pôsobení zaťaženia a faktorov prostredia (teplota, médium a rýchlosť zaťaženia).
Bežné mechanické vlastnosti kovov sú uvedené v tabuľke nižšie:
Mechanické vlastnosti kovov
Bežne používaný index mechanických vlastností kovov
silu
Medza klzu, pevnosť v ťahu, pevnosť v ťahu
Plastickosť
Predĺženie, zmenšenie plochy, index deformačného spevnenia
elasticita
Modul pružnosti (tuhosť), medza pružnosti, proporcionálna medza
tvrdosť
Tvrdosť podľa Brinella, tvrdosť podľa Vickersa, tvrdosť podľa Rockwella
húževnatosť
Statická húževnatosť, rázová húževnatosť, lomová húževnatosť
únava
Sila únavy, životnosť, citlivosť na únavu
stresová korózia
Faktor intenzity kritického poľa napäťovej korózie, rýchlosť rastu koróznej trhliny pod napätím
Krivka ťahovej deformácie nízkouhlíkovej ocele pri jednoosovom statickom zaťažení
obrázok
Krivka ťahovej sily-predĺženia z mäkkej ocele
1. Úsek oa: elastická deformácia
2. Rez ab: elastická deformácia plus plastická deformácia
3. Bcd sekcia: zjavná plastická deformácia, fenomén klzu a kontinuálne predĺženie vzorky za podmienky, že sila zostane v podstate nezmenená
4. krivka segmentu dB: elastická deformácia plus rovnomerná plastická deformácia
5. Bod B: dochádza k javu hrdla, miestna časť vzorky je zjavne znížená, únosnosť vzorky je znížená, ťahová sila dosahuje maximálnu hodnotu a vzorka sa môže zlomiť.
index sily
Pevnosť sa vzťahuje na schopnosť materiálu odolávať plastickej deformácii a lomu.
1. Medza klzu
σs {{0}} Fs/S0
Fs: ťahová sila (N), ktorú vzorka znáša, keď povolí; S0: pôvodná plocha prierezu vzorky (mm).
2. Pevnosť v ťahu
Maximálne ťahové napätie, ktoré vzorka znáša pred zlomením, odráža maximálnu rovnomernú deformačnú odolnosť materiálu.
σb {{0}} Fb/S0
σb sa často používa ako základ pre výber materiálu a návrh krehkých materiálov.
Plastický index
Plasticita je schopnosť materiálu podstúpiť plastickú deformáciu pri statickom zaťažení bez porušenia.
1. Predĺženie po prestávke
Percento predĺženia meranej dĺžky po rozbití vzorky na pôvodnú meranú dĺžku.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 percent
L0: meraná dĺžka; L1: meraná dĺžka skúšobného kusu po rozbití.
2. Zníženie plochy
Percento maximálneho zmenšenia plochy prierezu pri stiahnutej položke vzorky na pôvodnú plochu prierezu.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0 *100 percent
A0: Pôvodná plocha prierezu vzorky; A1: Plocha prierezu hrdla po zlomenine.
index sily
Pevnosť sa vzťahuje na schopnosť materiálu odolávať plastickej deformácii a lomu.
1. Medza klzu
σs {{0}} Fs/S0
Fs: ťahová sila (N), ktorú vzorka znáša, keď povolí; S0: pôvodná plocha prierezu vzorky (mm).
2. Pevnosť v ťahu
Maximálne ťahové napätie, ktoré vzorka znáša pred zlomením, odráža maximálnu rovnomernú deformačnú odolnosť materiálu.
σb {{0}} Fb/S0
σb sa často používa ako základ pre výber materiálu a návrh krehkých materiálov.
Plastický index
Plasticita je schopnosť materiálu podstúpiť plastickú deformáciu pri statickom zaťažení bez porušenia.
1. Predĺženie po prestávke
Percento predĺženia meranej dĺžky po rozbití vzorky na pôvodnú meranú dĺžku.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 percent
L0: meraná dĺžka; L1: meraná dĺžka skúšobného kusu po rozbití.
obrázok
2. Zníženie plochy
Percento maximálneho zmenšenia plochy prierezu pri stiahnutej položke vzorky na pôvodnú plochu prierezu.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0*100 percent
A0: Pôvodná plocha prierezu vzorky; A1: Plocha prierezu hrdla po zlomenine.
Index elasticity
Tuhosť: Schopnosť materiálu odolávať elastickej deformácii pri namáhaní.
E=σ/ε
σ: ťahové napätie; ε: napätie v ťahu
Mikroštruktúra nie je citlivá na index mechanického výkonu a legovanie, tepelné spracovanie a plastická deformácia za studena na ňu majú malý vplyv.
Dôležité ukazovatele mechanického výkonu pre výber materiálu mechanizmov a komponentov:
►Diaľkové svetlo by malo mať dostatočnú tuhosť, inak spôsobí vibrácie v dôsledku nadmerného vychýlenia pri zdvíhaní ťažkých predmetov.
►Obrábací stroj a lisovacie vreteno, lôžko a pracovný stôl majú požiadavky na tuhosť, aby sa zabezpečila presnosť obrábania.
►Hlavné komponenty, ako sú spaľovacie motory, odstredivky a kompresory, musia mať dostatočnú tuhosť, aby sa zabránilo vibráciám.
tvrdosť
Schopnosť lokálneho povrchu materiálu odolávať plastickej deformácii a poruche.
Je to index na meranie mäkkosti a tvrdosti materiálu a jeho fyzikálny význam súvisí s testovacou metódou.
Metódy skúšania tvrdosti: tvrdosť podľa Brinella, tvrdosť podľa Rockwella, tvrdosť podľa Vickersa, tvrdosť Shore, tvrdosť podľa Leeba, tvrdosť podľa Mohsa
(1) Tvrdosť podľa Brinella
Priemerné napätie na jednotku plochy, to znamená podiel skúšobnej sily p a guľového povrchu vtlačenia.
obrázok
< 450HB: The test indenter is a quenched steel ball, the hardness symbol is HBS;
<650HB: The test indenter is cemented carbide, and the hardness symbol is HBW.
Empirický vzorec:
Nízkouhlíková oceľ: σb≈3,6HBS;
Oceľ s vysokým obsahom uhlíka: σb≈3,4HBS.
Rozsah použitia: používa sa na meranie sivej liatiny, konštrukčnej ocele, neželezných kovov a nekovových materiálov atď.
Výhody a nevýhody:
Nameraná hodnota je presnejšia a opakovateľná;
Merateľné tkanivové nehomogénne materiály;
Nevhodné na testovanie hotových výrobkov a tenkých častí;
Meranie je časovo náročné a neefektívne.
(2) Tvrdosť podľa Rockwella
Hodnota tvrdosti materiálu sa vyjadruje meraním hĺbky vtlačenia a každých 0,002 mm sa rovná 1 jednotke tvrdosti podľa Rockwella.
Existujú dva typy indentorov:
1. Diamantový kužeľ s uhlom kužeľa =120 stupeň,
2. Malá gulička z kalenej ocele s priemerom Φ1,588 mm.
Vzorec na výpočet tvrdosti podľa Rockwella:
HR{{0}}(kh)/0,002
Indentor 1: k=0.2mm; Indentor 2: k=0.26 mm.
pravítko
symbol tvrdosti
Typ hlavy
Celková skúšobná sila F/N
Rozsah merania tvrdosti
Príklady aplikácií
C
HRC
Diamantový kužeľ
1471
20-70
Kalená oceľ, liatina vysokej tvrdosti, perlitická kujná liatina
B
HRB
Oceľová guľa Φ1,588 mm
980.7
20-100
Mäkká oceľ, zliatina medi, feritické kujné železo
A
HRA
Diamantový kužeľ
588.4
20-88
Karbid, kalený oceľový plech, cementovaná oceľ
Výhody a nevýhody:
Test je jednoduchý, pohodlný a rýchly;
Odsadenie je malé a je možné merať hotový výrobok a tenké časti;
Údaje nie sú dostatočne presné, na získanie priemernej hodnoty by sa mali merať tri body;
Nehomogénne materiály ako liatina by sa nemali testovať.
(3) Tvrdosť podľa Vickersa
Hodnota tvrdosti sa vypočíta podľa skúšobnej sily na jednotku plochy vtlačenia.
Indentor je diamantová štvorhranná pyramída so zvieracím uhlom 136 stupňov medzi dvoma protiľahlými povrchmi.
Rozsah merania :
Často sa používa na meranie tenkých dielov, povlakov, povrchových vrstiev po chemickom tepelnom spracovaní a pod.
Výhody a nevýhody:
Presné meranie a široký rozsah použitia (tvrdosť od extrémne mäkkej po extrémne tvrdú);
Merateľné hotové výrobky a tenké diely;
Požiadavky na povrch vzorky sú vysoké a náročné na prácu.
Nárazová húževnatosť
Schopnosť materiálu odolávať poškodeniu pri nárazovom zaťažení.
Energia nárazu Ak spotrebovaná pri rozbití vzorky je:
Ak=mgH – mgh (J)
Hodnota rázovej húževnatosti ak je rázová energia spotrebovaná na jednotku plochy prierezu v záreze vzorky.
ak {{0}} Ak / S0 (J/cm²)
Nízka hodnota ak - krehký materiál:
Žiadna zjavná deformácia pri rozbití, kovový lesk, kryštalický.
Vysoká hodnota ak - húževnatý materiál:
Zjavná plastická zmena, lom je sivý a vláknitý, matný.
obrázok
Lomová húževnatosť
Lomová mechanika: Na základe uznania existencie makroskopických trhlín v strojných súčiastkach sa stanovujú rôzne nové mechanické parametre šírenia trhlín a navrhuje sa lomové kritérium a lomová húževnatosť materiálu prasknutých telies.
obrázok
únava
Fenomén únavy:
Lomový jav spôsobený kumulatívnym poškodením kovových častí alebo komponentov pri dlhodobom pôsobení kolísavého napätia a deformácie.
Vlastnosti únavy:
(1) Únava je časovo oneskorený lom s nízkym napätím a lomové napätie je často nižšie ako pevnosť v ťahu materiálu alebo dokonca medza klzu;
(2) Únava je krehká a náhla zlomenina a pred zlomeninou nebudú viditeľné žiadne známky deformácie, čo je veľmi nebezpečné;
(3) Únava je veľmi citlivá na zárezy, praskliny a štrukturálne defekty a je vysoko selektívna.
Limit únavy σ-1:
Najvyššia hodnota napätia, pri ktorej materiál prechádza početnými cyklami namáhania bez únavového lomu.
Hranica únavy stavu:
Maximálna hodnota namáhania, ktorá vydrží 107 zaťažovacích cyklov bez porušenia.
Empirický vzorec únavovej pevnosti ocele:
σ-1= (0.45-0.55)σb
alebo σ-1= 0.27(σs plus σb)
σ-1p= 0.23(σs plus σb）
02
proces tepelného spracovania
Definícia: Proces zmeny vnútornej štruktúry pevného kovu alebo zliatiny zahrievaním, tepelnou konzerváciou a chladením, aby sa získali požadované vlastnosti.
obrázok
Účel: Jedným z nich je zlepšiť výkonnosť procesu materiálov a zabezpečiť hladký priebeh následného spracovania. Toto tepelné spracovanie sa nazýva predbežné tepelné spracovanie; druhým je zlepšenie výkonu materiálov a predĺženie životnosti dielov. Toto tepelné spracovanie sa nazýva konečné tepelné spracovanie.
Klasifikácia tepelného spracovania:
Bežné tepelné spracovanie (štyri požiare: žíhanie, normalizácia, kalenie, popúšťanie)
Povrchové tepelné spracovanie (povrchové kalenie, chemické tepelné spracovanie)
Iné tepelné spracovanie (vákuové tepelné spracovanie, deformačné tepelné spracovanie atď.)
Mikroštrukturálna premena eutektoidnej ocele počas ohrevu
Štyri kroky v procese transformácie perlitu na austenit:
(1) nukleácia austenitu;
(2) rast austenitu;
(3) Zvyšný Fe3C sa rozpustí;
(4) Homogenizácia austenitu.
obrázok
obrázok
Štrukturálna premena ocele počas chladenia
Chladiaca transformácia austenitu: Austenit je stabilná fáza nad kritickým bodom A1 a pri ochladení pod A1 sa stáva nestabilnou fázou a dôjde k transformácii štruktúry.
Význam: Určuje štruktúru a vlastnosti ocele po tepelnom spracovaní. Pre rovnakú oceľ je teplota ohrevu a doba zdržania rovnaké, ale spôsob chladenia je iný a vlastnosti po tepelnom spracovaní sú úplne odlišné.
obrázok
Mechanické vlastnosti ocele 45 zahriatej na 840 stupňov a chladenej za rôznych podmienok chladenia
spôsob chladenia
σb/Mpa
σs/Mpa
5/ percent
ψ/ percent
HRC
Chladenie pomocou pece
519
272
32.5
49
15~18
chladenie vzduchom
657~706
333
15~18
45~50
18~24
chladenie v oleji
882
608
18~20
48
40~50
chladenie vodou
1078
706
7~8
12~14
52~60
Stanovenie krivky izotermickej transformácie podchladeného austenitu v eutektoidnej oceli (metóda metalografickej tvrdosti)
Tiež známa ako "krivka TTT" (Krivka časovej teploty a transformácie), pretože tvar je podobný tvaru "C", často sa nazýva "krivka C".
obrázok
Pomocou "C krivky" je možné pochopiť, na akú štruktúru sa austenit premieňa pri rôznych podmienkach chladenia a vlastnostiach transformovaných produktov, čo poskytuje teoretický základ pre správnu formuláciu a výber procesov tepelného spracovania.
Krivka C eutektoidnej ocele a produkty transformácie
obrázok
1) Transformácia perlitového typu (známa aj ako vysokoteplotná transformácia)
Transformačná teplota: A1 ~ 550 stupňov; transformačný produkt: perlit
A1 ~ 6500 stupňov: perlitová doska je hrubšia, P (perlit-perlit)
6500 stupňov ~ 6000 stupňov: Perlitová vrstva je tenšia, S (sorbit-sorbit)
6000 stupňov ~ 5500 stupňov: vrstva perlitu je veľmi jemná, T (troolstit)
obrázok
Hrúbka feritových a cementitových lamelárnych vrstiev perlitu súvisí s teplotou transformácie. Čím je teplota nižšia, tým sú perlitové lamely jemnejšie. Vrstvy sa stenčujú, zvyšuje sa pevnosť a tvrdosť a zvyšuje sa húževnatosť plastu.
2) Bainitická transformácia (tiež známa ako transformácia pri strednej teplote)
Teplota prechodu: 550-Ms (230 stupňov)
Produkt transformácie: Bainit B (bainit) - zmes presýteného F a cementitu.
obrázok
550 ~ 350 stupňov: horná bainitová (horná B) perovitá štruktúra, nízka pevnosť a plasticita, vysoká krehkosť.
350 stupňov ~ Ms: nižší bainit (spodný B) ihlovitá štruktúra, dobrý komplexný výkon.
obrázok
3) Martenzitická transformácia (známa aj ako nízkoteplotná transformácia)
Teplota prechodu: Ms (230 stupňov) ~ Mf
Produkt transformácie: martenzit (martenzit) plus A' (zvyškový austenit)
Martenzit: Presýtený tuhý roztok uhlíka vytvorený v -Fe, reprezentovaný M.
Klasifikácia:
Nízky uhlíkový martenzit (nízky uhlíkový martenzit): Lištovitý, s vysokou pevnosťou a ťažnosťou. Tiež známy ako lišta M (lath martenzit).
Martenzit s vysokým obsahom uhlíka (martenzit s vysokým obsahom uhlíka): šošovkovitý, listovitý, s hrebeňmi v strede. Má vysokú pevnosť, ale zlú ťažnosť a vysokú krehkosť.
Obrázok] [obrázok
C krivka hypoeutektoidnej ocele
obrázok
C krivka hypereutektoidnej ocele
obrázok
Krivka chladenia kontinuálnej transformácie podchladeného austenitu (krivka CCT) (Transformácia kontinuálneho chladenia)
obrázok
žíhanie
Definícia: Zahriatie kovu na určitú teplotu, jej udržanie dostatočne dlhý čas a následné ochladenie vhodnou rýchlosťou
Účel:
rafinovať zrná;
Znížiť tvrdosť a zlepšiť tvárnenie a rezanie ocele;
Odstráňte vnútorný stres.
Klasifikácia: Podľa účelu a procesných charakteristík žíhania sa dá rozdeliť na úplné žíhanie, neúplné žíhanie, izotermické žíhanie, sféroidizačné žíhanie, žíhanie na odľahčenie napätia atď.
úplné žíhanie
l Rozsah použitia: hypoeutektoidná oceľ
lTeplota vykurovania: Ac3 plus 30-50 stupeň
l Účel: zjemniť štruktúru, znížiť tvrdosť, zlepšiť obrobiteľnosť,
Odstráňte vnútorný stres
l Tkanivo pri izbovej teplote: F plus P
obrázok
Sferoidizačné žíhanie
Rozsah použitia: eutektoidná oceľ a hypereutektoidná oceľ
Teplota ohrevu: Ac1 plus 20 ~ 30 stupňov
Účel: sféroidizácia retikulárneho alebo vločkového Fe3CⅡ
Organizácia: sférický perlit
obrázok
izotermické žíhanie
Proces: Zahriatie na Ac1 plus 30~50 stupňov alebo Ac3 plus 30~50 stupňov, po udržaní tepla, rýchle ochladenie na teplotu pod Ar1, keď sa A zmenilo na tkanivo typu P, vyberte ho z pece a ochlaďte vzduchom .
Organizácia: trieda P
Výhody: krátky čas žíhania, jednotná štruktúra
obrázok
Reliéfne žíhanie
Účel: odstrániť zvyškové napätie
kúrenie
Teplota: T ohrev < AC1 (500 ~ 600 stupňov)
Použitie: Eliminujte zvyškové vnútorné napätie odliatkov, výkovkov, zvarencov atď.
obrázok
Homogenizačné žíhanie (difúzne žíhanie)
Účel: eliminovať segregáciu; jednotné zloženie, organizácia
Teplota ohrevu: AC3＋150-250 stupňov
Organizácia: hypoeutektoidná oceľ je P plus F.
Použitie: Používa sa hlavne na ingoty, odliatky a výkovky z legovanej ocele s vysokými požiadavkami na kvalitu.
Rekryštalizačné žíhanie
Proces: Zahrievanie na 50-150 stupeň pod Ac1 alebo T plus 30-50 stupeň, udržiavanie tepla a pomalé ochladzovanie.
Účel: Eliminovať mechanické spevnenie a obnoviť plasticitu a húževnatosť ocele.
Použitie: Eliminujte pracovné spevnenie obrobkov po spracovaní za studena. Ako je žíhanie uprostred procesu ťahania oceľového drôtu.
Normalizácia
Definícia: Proces tepelného spracovania, pri ktorom sa obrobok zahreje na 30-50 stupeň nad Ac3 alebo Accm, vyberie sa z pece po tepelnej konzervácii a ochladí sa na vzduchu.
Účel:
Nízkouhlíková oceľ: zvyšuje tvrdosť a uľahčuje rezanie.
Hypereutektoidná oceľ: Eliminujte retikulárny sekundárny cementit, ktorý je prospešný pre P sféroidizáciu.
Stredne uhlíková oceľ a stredne uhlíková nízkolegovaná oceľ: napätie nie je veľké a požiadavky na výkon nie sú vysoké, čo možno použiť ako konečné tepelné spracovanie.
obrázok
Kalenie
obrázok
Účel: Získať štruktúru pod M alebo B a zlepšiť tvrdosť a odolnosť ocele proti opotrebovaniu.
Výber teploty kalenia
Hypoeutektoidná oceľ: AC3 plus 30-50 stupeň ;
Eutektoidná oceľ a hypereutektoidná oceľ: AC1 plus 30-50 stupeň .
obrázok
Chladenie kalením je kľúčom k určeniu kvality kalenia a ideálna rýchlosť chladenia by mala byť taká, ako je znázornené na obrázku.
Nad 650 stupňov, pomaly, znížte tepelné namáhanie
650-400 stupeň, rýchlo, vyhnúť sa krivke C
Pod 400 stupňov, pomaly, znížte napätie fázového prechodu
obrázok
Bežne používané kaliace médium
V súčasnosti sú bežne používanými chladiacimi médiami vo výrobe olej, voda a soľanka a ich chladiaca kapacita sa postupne zvyšuje.
Voda: silná schopnosť kalenia, ale na povrchu obrobku sú mäkké miesta, ktoré sa ľahko deformujú a praskajú.
Slaná voda: schopnosť kalenia je silnejšia, povrch obrobku je hladký a čistý, bez mäkkých miest, ale ľahšie sa deformuje a praská;
Olej: Schopnosť kalenia je slabá, ale obrobok sa nedá ľahko deformovať a prasknúť
Bežná metóda chladenia ochladzovaním (metóda chladenia ochladzovaním)
obrázok
Temper
Definícia: obrázok
Hlavným účelom temperovania
Odstráňte vnútorný stres a znížte krehkosť
Stabilné rozmery tkaniva a obrobku
Znížiť tvrdosť, zlepšiť plasticitu
Zmeny v štruktúre a vlastnostiach temperovania
K štrukturálnej premene kalenej ocele počas popúšťania dochádza hlavne v štádiu ohrevu. Keď sa teplota ohrevu zvyšuje, štruktúra kalenej ocele prechádza štyrmi štádiami zmeny.
1. Rozklad martenzitu
Stupeň popúšťania: Pri popúšťaní pri<100°C, the structure does not change; when heating at 100~200°C, martensite will decompose.
Získaná organizácia: temperovaný martenzit M krát (presýtený tuhý roztok).
Výkon sa mení: vnútorný stres postupne klesá a výkon zostáva v podstate rovnaký.
2. Rozklad zadržaného austenitu
Stupeň temperovania: 200-300 stupeň . A' sa rozkladá a premieňa na B.
Získaná organizácia: M (Tempered Martensite) označuje
Zmeny výkonu: Napätie sa ďalej zníži a pevnosť a tvrdosť sa mierne zníži.
3. Dokončí sa rozklad martenzitu a vznik cementitu
Stupeň temperovania: 300-400 stupeň . ε karbidy sa transformujú na stabilný cementit.
Získaná organizácia: Tempered Troostite, zastúpená T (Tempered Troostite).
Zmeny výkonu: vnútorné napätie je v podstate eliminované, tvrdosť klesá a plastická húževnatosť sa zvyšuje.
4. Rast agregátu Fe3C a regenerácia a rekryštalizácia tuhého roztoku
Stupeň temperovania: nad 400 stupňov. Fáza sa začína zotavovať a k rekryštalizácii dochádza pri teplote nad 500 stupňov;
Získaná organizácia: Tempered Sorbite, zastúpená S (Tempered Sorbite).
Zmeny výkonu: dosiahne sa dobrý celkový výkon.
Mikroštruktúra a mechanické vlastnosti temperovanej ocele
remeslo
temperovacia teplota
( stupeň )
Tkanivo po temperovaní
Tvrdosť po temperovaní (HRC)
Vlastnosti
použitie
nízkoteplotné temperovanie
150-250
M späť
58-64
Vysoká tvrdosť, vysoká odolnosť proti opotrebovaniu; krehkosť, znížené vnútorné napätie
nástrojová oceľ,
Valivé ložiská, nauhličené diely atď.
Temperovanie na strednú teplotu
250-500
T späť
35-50
Vyššia medza pružnosti a medza prieťažnosti s určitou plasticitou a húževnatosťou
pružinová oceľ,
Horúca pracovná forma
vysokoteplotné temperovanie
500-600
S späť
25-35
dobrý celkový výkon
dôležité konštrukčné časti
Všeobecný trend mechanických vlastností sa mení pri popúšťaní: So zvyšovaním popúšťacej teploty klesá pevnosť a tvrdosť ocele, zvyšuje sa plasticita a húževnatosť.
Povrchová tepelná úprava (povrchová tepelná úprava)
Povrchové tepelné spracovanie: proces tepelného spracovania, ktorý ohrieva iba povrch obrobku, aby sa zmenila jeho štruktúra a vlastnosti.
Klasifikácia: povrchové kalenie a chemické tepelné spracovanie.
Vo výrobe je veľa dielov, ktoré vyžadujú, aby povrch a jadro mali rôzne vlastnosti. Vo všeobecnosti má povrch vysokú tvrdosť, vysokú odolnosť proti opotrebovaniu a únavovú pevnosť; zatiaľ čo jadro vyžaduje lepšiu plasticitu a húževnatosť.
V tomto prípade počnúc samotným výberom materiálu alebo použitím bežných metód tepelného spracovania nemôže splniť jeho požiadavky. Spôsob, ako tento problém vyriešiť, je povrchové tepelné spracovanie.
povrchové kalenie
Definícia: Proces tepelného spracovania, ktorý iba ochladzuje (plus temperuje) povrch obrobku
Účel: Aby bol povrch obrobku tvrdý a húževnatý.
Oceľ na povrchové kalenie: stredne uhlíková konštrukčná oceľ (0,4 percenta -0,5 percenta obsahu uhlíka)
Metódy: povrchové kalenie indukčným ohrevom a povrchové kalenie ohrevom plameňom.
Kalenie indukčného povrchu
Základný princíp: Indukčná cievka je napájaná striedavým prúdom → vytvára vírivý prúd (efekt pokožky) → získava A na povrchu → získava M vodným chladením.
Klasifikácia:
Vysokofrekvenčný indukčný ohrev:
200~300kHz, 0,5~2,5mm;
Strednofrekvenčný indukčný ohrev:
0.5~10kHz, 2~10mm;
Indukčný ohrev elektrickej energie:
50 Hz, 10-20 mm.
Pravidlo: Čím väčšia je frekvencia prúdu, tým menšia je hĺbka vytvrdenej vrstvy.
ochladzovanie povrchu ohrevu plameňom
Definícia: Kalenie povrchu ohrevu plameňom je použitie kyslíko-acetylénového (alebo iného horľavého plynu) plameňov na zahriatie povrchu dielov a ich rýchle ochladenie. Hĺbka vytvrdenej vrstvy je spravidla 2 až 6 mm.
Použitie: vhodné pre kusovú a malosériovú výrobu.
Chemické tepelné spracovanie ocele
Definícia: Proces tepelného spracovania, pri ktorom sa oceľový diel udržiava v aktívnom médiu pri určitej teplote, aby sa umožnilo jednému alebo niekoľkým prvkom preniknúť do jeho povrchu, aby sa zmenilo jeho chemické zloženie, štruktúra a výkon.
Klasifikácia: Podľa rôznych infiltrovaných prvkov možno chemické tepelné spracovanie rozdeliť na nauhličovanie, nitridovanie, karbonitridovanie, borovanie, hliníkovanie atď.
Základný proces:
① Rozklad: Nechajte chemické médium rozložiť aktívne atómy, ktoré prenikajú do prvkov počas procesu zahrievania a tepelnej konzervácie;
② Absorpcia: Aktívne atómy sú adsorbované povrchom obrobku za vzniku pevných roztokov alebo špeciálnych zlúčenín;
③ Difúzia: Infiltrované atómy difundujú dovnútra z povrchu obrobku a vytvárajú difúznu vrstvu s určitou hĺbkou, to znamená infiltrovanú vrstvu.
Nauhličovanie ocele (Cuhličovanie ocele)
obrázok
Účel: Zlepšiť tvrdosť a odolnosť povrchu obrobku proti opotrebeniu
Oceľ na nauhličovanie: nízkouhlíková oceľ alebo nízko uhlíková legovaná oceľ
Médium: najčastejšie používané plyny (petrolej, benzén atď.), s atómami aktívneho uhlíka.
Teplota: v austenitickej zóne, 900-950 stupeň
Čas: V závislosti od hĺbky vsakovacej vrstvy cca 10 hodín.
Iné metódy chemického tepelného spracovania
Nitridácia: Proces tepelného spracovania, ktorý pri určitej teplote infiltruje aktívne atómy dusíka na povrch obrobku. Zlepšite povrchovú tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu, únavovú pevnosť, tepelnú tvrdosť a odolnosť proti korózii dielov.
Karbonitridovanie (karbonitridovanie): Uhlík a dusík prenikajú do povrchu obrobku súčasne. Zlepšite tvrdosť povrchu, odolnosť proti únave a opotrebeniu a kombinujte výhody nauhličovania a nitridácie.
Chromovanie: Má dobrú odolnosť proti korózii a vynikajúcu odolnosť proti oxidácii, tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu a môže nahradiť nehrdzavejúcu oceľ a žiaruvzdornú oceľ na výrobu nástrojov.
Boronizácia: veľmi vynikajúca odolnosť proti opotrebeniu, odolnosť proti korózii a odolnosť proti opotrebeniu blata, odolnosť proti opotrebeniu je samozrejme lepšia ako nitridačné, uhlíkové a karbonitridačné vrstvy, ale nie je odolná voči atmosférickej a vodnej korózii. Používa sa hlavne na diely kalových čerpadiel, lisovnice na prácu za tepla a prípravky na obrobky.
