Mga kagamitan sa HFC para sa pagpapatigas ng bakal. Pagpapatigas ng ibabaw tf

Ang induction heating ay nangyayari sa pamamagitan ng paglalagay ng workpiece malapit sa isang alternating electrical current conductor na tinatawag na inductor. Kapag ang isang high-frequency current (HFC) ay dumaan sa inductor, ang isang electromagnetic field ay nilikha at, kung ang isang metal na produkto ay matatagpuan sa field na ito, kung gayon ang isang electromotive force ay nasasabik dito, na nagiging sanhi ng isang alternating current ng parehong frequency bilang ang kasalukuyang inductor na dumaan sa produkto.

Kaya, ang isang thermal effect ay sapilitan, na nagiging sanhi ng pag-init ng produkto. Ang kapangyarihan ng init P, na inilabas sa pinainit na bahagi, ay magiging katumbas ng:

kung saan ang K ay isang koepisyent depende sa pagsasaayos ng produkto at sa laki ng puwang na nabuo sa pagitan ng mga ibabaw ng produkto at ng inductor; Iin - kasalukuyang lakas; f - kasalukuyang dalas (Hz); r - electrical resistivity (Ohm · cm); m - magnetic permeability (H / E) ng bakal.

Ang proseso ng induction heating ay makabuluhang naiimpluwensyahan ng isang pisikal na kababalaghan na tinatawag na epekto sa ibabaw (balat): ang kasalukuyang ay sapilitan pangunahin sa mga layer ng ibabaw, at sa mataas na frequency ang kasalukuyang density sa core ng bahagi ay mababa. Ang lalim ng pinainit na layer ay tinatantya ng formula:

Ang pagtaas ng dalas ng kasalukuyang ay nagbibigay-daan sa iyo upang tumutok ng makabuluhang kapangyarihan sa isang maliit na dami ng pinainit na bahagi. Dahil dito, ang high-speed (hanggang 500 C / sec) na pag-init ay natanto.

Mga parameter ng induction heating

Ang induction heating ay nailalarawan sa pamamagitan ng tatlong mga parameter: tiyak na kapangyarihan, tagal ng pag-init at kasalukuyang dalas. Ang partikular na kapangyarihan ay ang kapangyarihan na na-convert sa init bawat 1 cm2 ng ibabaw ng pinainit na metal (kW / cm2). Ang rate ng pag-init ng produkto ay depende sa halaga ng tiyak na kapangyarihan: mas mataas ito, mas mabilis ang pag-init ay isinasagawa.

Tinutukoy ng oras ng pag-init ang kabuuang dami ng inilipat na enerhiya ng init, at samakatuwid ay naabot ang temperatura. Mahalaga rin na isaalang-alang ang dalas ng kasalukuyang, dahil ang lalim ng matigas na layer ay nakasalalay dito. Ang dalas ng kasalukuyang at ang lalim ng pinainit na layer ay nasa kabaligtaran na relasyon (pangalawang formula). Kung mas mataas ang dalas, mas maliit ang pinainit na dami ng metal. Ang pagpili ng halaga ng tiyak na kapangyarihan, ang tagal ng pag-init at ang kasalukuyang dalas, posibleng pag-iba-ibahin ang mga huling parameter ng induction heating sa loob ng malawak na hanay - ang tigas at lalim ng pinatigas na layer sa panahon ng pagsusubo o ang pinainit na volume kapag pinainit para sa panlililak. .

Sa pagsasagawa, ang kinokontrol na mga parameter ng pag-init ay ang mga de-koryenteng parameter ng kasalukuyang generator (kapangyarihan, kasalukuyang, boltahe) at ang tagal ng pag-init. Sa tulong ng mga pyrometer, maaari ding maitala ang temperatura ng pag-init ng metal. Ngunit mas madalas ay hindi na kailangan para sa patuloy na kontrol ng temperatura, dahil ang pinakamainam na mode ng pag-init ay napili, na nagsisiguro ng isang pare-parehong kalidad ng hardening o pag-init ng HFC. Ang pinakamainam na hardening mode ay pinili sa pamamagitan ng pagbabago ng mga de-koryenteng parameter. Sa ganitong paraan, ang ilang bahagi ay tumigas. Dagdag pa, ang mga bahagi ay sumasailalim sa pagsusuri sa laboratoryo sa pag-aayos ng katigasan, microstructure, pamamahagi ng hardened layer sa lalim at eroplano. Kapag subcooled, ang natitirang ferrite ay sinusunod sa istraktura ng hypoeutectoid steels; lumalabas ang magaspang na acicular martensite kapag nag-overheat. Ang mga palatandaan ng mga depekto kapag pinainit ng HDTV ay kapareho ng sa mga klasikal na teknolohiya ng paggamot sa init.

Sa kaso ng pagpapatigas sa ibabaw na may HFC, ang pag-init ay isinasagawa sa isang mas mataas na temperatura kaysa sa kaso ng maginoo na bulk hardening. Ito ay dahil sa dalawang dahilan. Una, sa isang napakataas na rate ng pag-init, ang mga temperatura ng mga kritikal na punto kung saan ang paglipat ng pearlite sa austenite ay nangyayari, at pangalawa, ang pagbabagong ito ay dapat magkaroon ng oras upang makumpleto sa isang napakaikling oras ng pag-init at paghawak.

Sa kabila ng katotohanan na ang pag-init sa panahon ng high-frequency quenching ay isinasagawa sa isang mas mataas na temperatura kaysa sa panahon ng normal na pagsusubo, ang overheating ng metal ay hindi nangyayari. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang butil sa bakal ay walang oras na lumago sa napakaikling panahon. Dapat ding tandaan na, kung ihahambing sa pagsusubo ng volume, ang katigasan pagkatapos ng hardening sa HFC ay mas mataas ng humigit-kumulang 2-3 HRC units. Nagbibigay ito ng mas mataas na resistensya sa pagsusuot at katigasan ng ibabaw ng bahagi.

Mga kalamangan ng high frequency quenching

mataas na produktibidad ng proseso
kadalian ng pagsasaayos ng kapal ng pinatigas na layer
minimal warpage
halos kumpletong kawalan ng sukat
ang kakayahang ganap na i-automate ang buong proseso
ang posibilidad ng paglalagay ng hardening unit sa daloy ng machining.

Kadalasan, ang mga bahagi na gawa sa carbon steel na may nilalaman na 0.4-0.5% C ay napapailalim sa high-frequency na pagpapatigas sa ibabaw. Ang mga bakal na ito, pagkatapos ng pagsusubo, ay may katigasan sa ibabaw na HRC 55-60. Sa mas mataas na nilalaman ng carbon, may panganib ng pag-crack dahil sa biglaang paglamig. Kasama ng carbon steel, ang low-alloyed chromium, chromium-nickel, chromium-silicon at iba pang steels ay ginagamit din.

Kagamitan para sa pagsasagawa ng induction hardening (HFC)

Ang induction hardening ay nangangailangan ng espesyal na teknolohikal na kagamitan, na kinabibilangan ng tatlong pangunahing bahagi: isang pinagmumulan ng kapangyarihan - isang high-frequency na kasalukuyang generator, isang inductor at isang aparato para sa paglipat ng mga bahagi sa makina.

Ang isang high-frequency na kasalukuyang generator ay mga de-koryenteng makina na naiiba sa mga pisikal na prinsipyo ng pagbuo ng isang electric current sa kanila.

Ang mga elektronikong aparato na tumatakbo sa prinsipyo ng mga elektronikong tubo na nagko-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating kasalukuyang ng mas mataas na dalas - mga generator ng tubo.
Ang mga aparatong Electromachine ay nagpapatakbo sa prinsipyo ng pagdidirekta ng isang electric current sa isang conductor, gumagalaw sa isang magnetic field, na nagko-convert ng isang tatlong-phase na kasalukuyang ng pang-industriya na dalas sa alternating kasalukuyang ng tumaas na dalas - mga generator ng makina.
Mga aparatong semiconductor na tumatakbo sa prinsipyo ng mga aparatong thyristor na nagko-convert ng direktang kasalukuyang sa alternating kasalukuyang ng mas mataas na dalas - mga thyristor converter (static generators).

Ang mga generator ng lahat ng uri ay naiiba sa dalas at kapangyarihan ng nabuong kasalukuyang

Mga uri ng generator Power, kW Frequency, kHz Efficiency

Tube 10 - 160 70 - 400 0.5 - 0.7

Makina 50 - 2500 2.5 - 10 0.7 - 0.8

Thyristor 160 - 800 1 - 4 0.90 - 0.95

Ang pagpapatigas ng ibabaw ng maliliit na bahagi (mga karayom, mga contact, mga tip sa tagsibol) ay isinasagawa gamit ang mga micro-induction generator. Ang dalas na nabuo ng mga ito ay umabot sa 50 MHz, ang oras ng pag-init para sa hardening ay 0.01-0.001 s.

Mga pamamaraan ng pagpapatigas ng HFC

Ayon sa pagganap ng pag-init, induction tuloy-sunod na hardening at sabay-sabay na hardening ay nakikilala.

Patuloy na sunud-sunod na hardening ginagamit para sa mahahabang bahagi ng pare-parehong cross-section (shafts, axles, flat surface ng mahabang produkto). Ang pinainit na bahagi ay gumagalaw sa inductor. Ang bahagi ng bahagi, na nasa isang tiyak na sandali sa zone ng impluwensya ng inductor, ay pinainit sa temperatura ng hardening. Sa exit mula sa inductor, ang seksyon ay pumapasok sa spray cooling zone. Ang kawalan ng paraan ng pag-init na ito ay ang mababang produktibidad ng proseso. Upang madagdagan ang kapal ng matigas na layer, kinakailangan upang madagdagan ang tagal ng pag-init sa pamamagitan ng pagbawas ng bilis ng paggalaw ng bahagi sa inductor. Sabay-sabay na pagpapatigas Ipinapalagay na isang beses na pag-init ng buong ibabaw ay tumigas.

Self-tempering effect pagkatapos ng pagsusubo

Matapos makumpleto ang pag-init, ang ibabaw ay pinalamig ng isang shower o isang stream ng tubig nang direkta sa inductor o sa isang hiwalay na cooling device. Ang paglamig na ito ay nagbibigay-daan sa pagsusubo ng anumang pagsasaayos. Sa pamamagitan ng pagsukat ng paglamig at pagbabago ng tagal nito, posible na mapagtanto ang epekto ng self-tempering sa bakal. Ang epektong ito ay binubuo sa pag-alis ng init na naipon sa panahon ng pag-init sa core ng bahagi sa ibabaw. Sa madaling salita, kapag ang ibabaw na layer ay lumamig at sumailalim sa martensitic transformation, ang isang tiyak na halaga ng thermal energy ay nakaimbak pa rin sa subsurface layer, na ang temperatura ay maaaring umabot sa mababang temperatura ng tempering. Pagkatapos ihinto ang paglamig, ang enerhiyang ito ay aalisin sa ibabaw dahil sa pagkakaiba ng temperatura. Tinatanggal nito ang pangangailangan para sa karagdagang mga operasyon ng pag-tempera ng bakal.

Disenyo at paggawa ng mga inductors para sa HFC hardening

Ang inductor ay gawa sa mga tubo na tanso kung saan ang tubig ay ipinapasa sa panahon ng proseso ng pag-init. Pinipigilan nito ang sobrang pag-init at pagkasunog ng mga inductor sa panahon ng operasyon. Ang mga inductor ay ginawa din na pinagsama sa isang hardening device - isang sprayer: sa panloob na ibabaw ng naturang mga inductor ay may mga butas kung saan dumadaloy ang coolant sa pinainit na bahagi.

Para sa pare-parehong pag-init, kinakailangan na gumawa ng inductor sa paraang ang distansya mula sa inductor hanggang sa lahat ng mga punto sa ibabaw ng produkto ay pareho. Karaniwan ang distansya na ito ay 1.5-3 mm. Kapag pinapatay ang isang produkto ng isang simpleng hugis, ang kundisyong ito ay madaling matugunan. Para sa pare-parehong hardening, ang bahagi ay dapat ilipat at (o) paikutin sa inductor. Ito ay nakamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na aparato - mga sentro o hardening table.

Ang pag-unlad ng disenyo ng inductor ay nagpapahiwatig, una sa lahat, ang pagpapasiya ng hugis nito. Sa kasong ito, ang mga ito ay tinataboy mula sa hugis at sukat ng pinatigas na produkto at ang paraan ng hardening. Bilang karagdagan, sa paggawa ng mga inductor, ang likas na katangian ng paggalaw ng bahagi na may kaugnayan sa inductor ay isinasaalang-alang. Ang ekonomiya at pagganap ng pag-init ay isinasaalang-alang din.

Maaaring gamitin ang paglamig ng mga bahagi sa tatlong paraan: pag-spray ng tubig, daloy ng tubig, paglulubog ng bahagi sa isang medium na pagsusubo. Ang paglamig ng shower ay maaaring isagawa kapwa sa inductor-sprayers at sa mga espesyal na quenching chamber. Ang paglamig sa pamamagitan ng isang daloy ay nagbibigay-daan sa paglikha ng sobrang presyon ng pagkakasunud-sunod ng 1 atm, na nag-aambag sa isang mas pare-parehong paglamig ng bahagi. Upang matiyak ang masinsinang at pare-parehong paglamig, kinakailangan na ang tubig ay gumagalaw kasama ang pinalamig na ibabaw sa bilis na 5-30 m / s.

Ang mataas na dalas ng mga alon ay ganap na nakayanan ang iba't ibang mga proseso ng paggamot sa init ng metal. Ang pag-install ng HDTV ay perpekto para sa hardening. Sa ngayon, walang kagamitan na maaaring makipagkumpitensya sa isang pantay na footing sa induction heating. Ang mga tagagawa ay nagsimulang magbayad ng higit at higit na pansin sa mga kagamitan sa induction, binili ito para sa pagproseso ng mga produkto at pagtunaw ng metal.

Ano ang mabuti tungkol sa pag-install ng HDTV para sa hardening

Ang pag-install ng HDTV ay isang natatanging kagamitan na may kakayahang magproseso ng metal sa maikling panahon na may mataas na kalidad. Upang maisagawa ang bawat pag-andar, dapat pumili ng isang tiyak na pag-install, halimbawa, para sa hardening, pinakamahusay na bumili ng isang handa na HFC hardening complex, kung saan ang lahat ay idinisenyo na para sa komportableng hardening.
Ang pag-install ng HDTV ay may malawak na listahan ng mga pakinabang, ngunit hindi namin isasaalang-alang ang lahat, ngunit tumuon sa mga partikular na angkop para sa produksyon ng HDTV hardening.

Ang pag-install ng HDTV ay umiinit sa loob ng maikling panahon, nagsisimula nang mabilis na iproseso ang metal. Kapag gumagamit ng induction heating, hindi na kailangang gumastos ng karagdagang oras sa intermediate heating, dahil ang kagamitan ay agad na nagsisimula sa pagproseso ng metal.
Ang induction heating ay hindi nangangailangan ng karagdagang teknikal na paraan, halimbawa, ang paggamit ng pagsusubo ng langis. Ang produkto ay lumalabas na may mataas na kalidad, at ang bilang ng mga depekto sa produksyon ay makabuluhang nabawasan.
Ang pag-install ng HDTV ay ganap na ligtas para sa mga empleyado ng enterprise, at madali ding patakbuhin. Hindi na kailangang kumuha ng mataas na kwalipikadong tauhan upang patakbuhin at iprograma ang kagamitan.
Ginagawang posible ng mga high-frequency na alon na makagawa ng mas malalim na hardening, dahil ang init, sa ilalim ng impluwensya ng isang electromagnetic field, ay maaaring tumagos sa isang naibigay na lalim.

Ang pag-install ng HDTV ay may isang malaking listahan ng mga pakinabang, na maaaring mabilang sa mahabang panahon. Gamit ang pag-init ng HDTV para sa hardening, makabuluhang bawasan mo ang mga gastos sa enerhiya, pati na rin makakuha ng pagkakataon na mapataas ang antas ng pagiging produktibo ng negosyo.

Pag-install ng HDTV - ang prinsipyo ng pagpapatakbo para sa hardening

Gumagana ang pag-install ng HDTV batay sa prinsipyo ng induction heating. Ang prinsipyong ito ay batay sa mga batas ng Joule-Lenz at Faraday-Maxwell sa pagbabago ng enerhiyang elektrikal.
Ang generator ay nagbibigay ng elektrikal na enerhiya, na dumadaan sa isang inductor, na nagko-convert sa isang malakas na electromagnetic field. Ang mga eddy na alon ng nabuo na patlang ay nagsisimulang kumilos at, tumagos sa metal, ay binago sa thermal energy, na nagsisimulang iproseso ang produkto.

Ang pagsusubo ng mga bakal na may high-frequency currents (HFC) ay isa sa mga malawakang pamamaraan ng paggamot sa init sa ibabaw, na ginagawang posible upang madagdagan ang katigasan ng ibabaw ng mga workpiece. Angkop para sa mga bahaging gawa sa carbon steel, structural steel o cast iron. Ang HFC induction hardening ay isa sa pinaka-ekonomiko at teknolohikal na advanced na mga pamamaraan ng hardening. Ginagawa nitong posible na patigasin ang buong ibabaw ng bahagi o ang mga indibidwal na elemento o zone nito na nakakaranas ng pangunahing pagkarga.

Sa kasong ito, ang hindi matigas na malapot na mga layer ng metal ay nananatili sa ilalim ng matigas na matigas na panlabas na ibabaw ng workpiece. Binabawasan ng istrakturang ito ang hina, pinatataas ang tibay at pagiging maaasahan ng buong produkto, at binabawasan din ang pagkonsumo ng enerhiya para sa pagpainit ng buong bahagi.

High frequency quenching technology

Ang HFC surface hardening ay isang proseso ng heat treatment upang mapataas ang mga katangian ng lakas at tigas ng workpiece.

Ang mga pangunahing yugto ng pagpapatigas ng ibabaw ng HFC ay induction heating sa isang mataas na temperatura, humahawak dito, pagkatapos ay mabilis na paglamig. Ang pag-init sa panahon ng pagsusubo ng HFC ay isinasagawa gamit ang isang espesyal na yunit ng induction. Isinasagawa ang paglamig sa isang paliguan na may pampalamig na likido (tubig, langis o emulsyon) o sa pamamagitan ng pag-spray nito sa isang bahagi mula sa mga espesyal na yunit ng douche.

Pagpili ng temperatura

Para sa tamang pagpasa ng proseso ng hardening, ang tamang pagpili ng temperatura, na depende sa materyal na ginamit, ay napakahalaga.

Sa pamamagitan ng nilalaman ng carbon, ang mga bakal ay nahahati sa hypereutectoid - mas mababa sa 0.8% at hypereutectoid - higit sa 0.8%. Ang bakal na may carbon na mas mababa sa 0.4% ay hindi tumigas dahil sa mababang katigasan. Ang hypoeutectoid steels ay pinainit nang bahagya sa itaas ng temperatura ng phase transformation ng pearlite at ferrite sa austenite. Nangyayari ito sa saklaw na 800-850 ° C. Pagkatapos ang workpiece ay mabilis na pinalamig. Sa matalim na paglamig, ang austenite ay nagiging martensite, na may mataas na tigas at lakas. Ang isang maikling oras ng paghawak ay ginagawang posible upang makakuha ng fine-grained austenite at fine-acicular martensite, ang mga butil ay walang oras upang lumaki at mananatiling maliit. Ang istraktura ng bakal na ito ay may mataas na tigas at, sa parehong oras, mababa ang brittleness.

Ang mga hypereutectoid na bakal ay pinainit nang bahagya kaysa sa mga hypoeutectoid, sa temperatura na 750-800 ° C, iyon ay, bahagyang tumigas ang mga ito. Ito ay dahil sa ang katunayan na kapag pinainit sa temperatura na ito, bilang karagdagan sa pagbuo ng austenite sa pagkatunaw ng metal, ang isang maliit na halaga ng cementite ay nananatiling hindi natutunaw, na may katigasan na mas mataas kaysa sa martensite. Pagkatapos ng matalim na paglamig, ang austenite ay nagiging martensite, habang ang cementite ay nananatili sa anyo ng maliliit na inklusyon. Gayundin sa zone na ito, ang carbon na walang oras upang ganap na matunaw ay bumubuo ng solid carbide.

Sa transition zone sa panahon ng HFC quenching, ang temperatura ay malapit sa transition temperature; austenite ay nabuo na may ferrite residues. Ngunit, dahil ang transition zone ay hindi lumalamig nang kasing bilis ng ibabaw, ngunit dahan-dahang lumalamig, tulad ng sa panahon ng normalisasyon. Kasabay nito, ang isang pagpapabuti sa istraktura ay nangyayari sa zone na ito, ito ay nagiging fine-grained at pare-pareho.

Ang sobrang pag-init ng ibabaw ng workpiece ay nagtataguyod ng paglaki ng mga kristal na austenite, na may masamang epekto sa brittleness. Pinipigilan ng underheating ang ganap na ferrite-perritic na istraktura mula sa pagbabago sa austenite, at maaaring mabuo ang hindi matigas na mga spot.

Pagkatapos ng paglamig, ang mataas na compressive stresses ay nananatili sa ibabaw ng metal, na nagpapataas ng mga katangian ng pagganap ng bahagi. Ang mga panloob na stress sa pagitan ng ibabaw na layer at ang gitna ay dapat alisin. Ginagawa ito gamit ang mababang temperatura ng tempering - humahawak sa temperatura na humigit-kumulang 200 ° C sa isang oven. Upang maiwasan ang paglitaw ng mga microcrack sa ibabaw, kinakailangan upang mabawasan ang oras sa pagitan ng pagsusubo at pag-tempera.

Maaari mo ring isagawa ang tinatawag na self-tempering - ang bahagi ay hindi ganap na pinalamig, ngunit sa temperatura na 200 ° C, habang ang init ay mananatili sa core nito. Pagkatapos ay dapat lumamig nang dahan-dahan ang bahagi. Ito ay magpapapantay sa mga panloob na stress.

Pag-install ng induction

Ang induction installation para sa heat treatment ng high frequency current ay isang high-frequency generator at inductor para sa hardening high frequency current. Ang piraso na patigasin ay maaaring matatagpuan sa o malapit sa inductor. Ang inductor ay ginawa sa anyo ng isang likid na may sugat na tanso na tubo dito. Maaari itong magkaroon ng anumang hugis depende sa hugis at sukat ng bahagi. Kapag ang isang alternating current ay dumadaan sa isang inductor, ang isang alternating electromagnetic field ay lilitaw dito, na dumadaan sa bahagi. Ang electromagnetic field na ito ay nag-uudyok ng mga eddy current sa workpiece, na kilala bilang Foucault currents. Ang gayong mga eddy na alon, na dumadaan sa mga layer ng metal, ay pinainit ito sa isang mataas na temperatura.

Ang isang natatanging tampok ng induction heating gamit ang HFC ay ang pagpasa ng eddy currents sa ibabaw ng pinainit na bahagi. Kaya lamang ang panlabas na layer ng metal ay pinainit, at mas mataas ang kasalukuyang dalas, mas mababa ang lalim ng pag-init, at, nang naaayon, ang HFC hardening depth. Ginagawa nitong posible na patigasin lamang ang ibabaw ng workpiece, na iniiwan ang panloob na layer na malambot at matigas upang maiwasan ang labis na brittleness. Bukod dito, ang lalim ng hardened layer ay maaaring iakma sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang mga parameter.

Ang tumaas na dalas ng kasalukuyang nagbibigay-daan sa isang malaking halaga ng init na puro sa isang maliit na lugar, na nagpapataas ng rate ng pag-init hanggang sa ilang daang degrees bawat segundo. Ang mataas na rate ng pag-init na ito ay naglilipat ng phase transition sa isang mas mataas na temperatura zone. Sa kasong ito, ang katigasan ay tumataas ng 2-4 na mga yunit, hanggang sa 58-62 HRC, na hindi maaaring makamit sa pagsusubo ng dami.

Para sa tamang daloy ng proseso ng hardening ng HFC, kinakailangan upang matiyak na ang parehong agwat sa pagitan ng inductor at ang workpiece ay pinananatili sa buong hardening surface, ito ay kinakailangan upang ibukod ang mutual touching. Ito ay tinitiyak, kung maaari, sa pamamagitan ng pag-ikot ng workpiece sa mga sentro, na nagbibigay-daan para sa pare-parehong pag-init, at, bilang kinahinatnan, ang parehong istraktura at katigasan ng ibabaw ng hardened workpiece.

Ang inductor para sa HFC quenching ay may ilang mga pagpipilian:

single o multi-turn annular - para sa pagpainit ng panlabas o panloob na ibabaw ng mga bahagi sa anyo ng mga katawan ng rebolusyon - mga shaft, gulong o butas sa kanila;
loop - para sa pagpainit ng gumaganang eroplano ng produkto, halimbawa, ang ibabaw ng kama o ang gumaganang gilid ng tool;
hugis - para sa pagpainit ng mga bahagi ng kumplikado o hindi regular na mga hugis, halimbawa, mga ngipin ng mga gulong ng gear.

Depende sa hugis, sukat at lalim ng hardening layer, ang mga sumusunod na mode ng HFC hardening ay ginagamit:

sabay-sabay - ang buong ibabaw ng workpiece o isang tiyak na zone ay pinainit nang sabay-sabay, pagkatapos ay sabay din itong pinalamig;
tuloy-tuloy na sunud-sunod - ang isang zone ng bahagi ay pinainit, pagkatapos ay kapag ang inductor o bahagi ay inilipat, ang isa pang zone ay pinainit, habang ang nauna ay pinalamig.

Ang sabay-sabay na pag-init ng HFC ng buong ibabaw ay nangangailangan ng maraming kapangyarihan, kaya mas kumikitang gamitin ito para sa pagpapatigas ng maliliit na bahagi - mga roll, bushings, pin, pati na rin ang mga elemento ng bahagi - mga butas, leeg, atbp. Pagkatapos ng pag-init, ang bahagi ay ganap na ibinaba sa isang tangke na may isang cooling liquid o ibinuhos ng isang stream ng tubig.

Ang tuluy-tuloy na sunud-sunod na pagpapatigas ng HFC ay nagbibigay-daan sa pagpapatigas ng malalaking bahagi, halimbawa, mga rim ng gear, dahil ang prosesong ito ay nagpapainit sa isang maliit na bahagi ng bahagi, na nangangailangan ng mas mababang kapangyarihan ng HFC generator.

Paglamig ng bahagi

Ang paglamig ay ang pangalawang mahalagang yugto ng proseso ng hardening, ang kalidad at katigasan ng buong ibabaw ay nakasalalay sa bilis at pagkakapareho nito. Nagaganap ang paglamig sa mga coolant o spray tank. Para sa mataas na kalidad na hardening, kinakailangan upang mapanatili ang isang matatag na temperatura ng coolant, upang maiwasan ito mula sa overheating. Ang mga butas sa sprayer ay dapat na may parehong diameter at pantay na distansya upang makamit ang parehong istraktura ng metal sa ibabaw.

Upang maiwasan ang sobrang pag-init ng inductor sa panahon ng operasyon, ang tubig ay patuloy na nagpapalipat-lipat sa pamamagitan ng tubo ng tanso. Ang ilang mga inductor ay ginawa kasama ng workpiece cooling system. Ang mga butas ay pinutol sa inductor tube kung saan ang malamig na tubig ay pumapasok sa mainit na bahagi at pinapalamig ito.

Mga kalamangan at kahinaan

Ang pagpapatigas ng mga bahagi gamit ang HDTV ay may parehong mga pakinabang at disadvantages. Kasama sa mga pakinabang ang mga sumusunod:

Pagkatapos ng HFC hardening, ang bahagi ay nagpapanatili ng malambot na gitna nito, na makabuluhang pinatataas ang paglaban nito sa plastic deformation.
Ang kahusayan ng proseso ng pagpapatigas ng mga bahagi ng HFC ay dahil sa ang katunayan na ang ibabaw lamang o ang lugar na kailangang patigasin ang pinainit, at hindi ang buong bahagi.
Sa serial production ng mga bahagi, kinakailangan upang ayusin ang proseso at pagkatapos ay awtomatiko itong mauulit, na tinitiyak ang kinakailangang kalidad ng hardening.
Ang kakayahang tumpak na kalkulahin at ayusin ang lalim ng pinatigas na layer.
Ang tuloy-tuloy na sequential hardening method ay nagbibigay-daan sa paggamit ng mababang power equipment.
Ang isang maikling oras ng pag-init at paghawak sa mataas na temperatura ay nag-aambag sa kawalan ng oksihenasyon, decarburization ng itaas na layer at ang pagbuo ng sukat sa ibabaw ng bahagi.
Ang mabilis na pag-init at paglamig ay nagreresulta sa mas kaunting warpage at lead, na nakakabawas sa finishing allowance.

Ngunit ang mga induction installation ay matipid na magagawa upang gamitin lamang sa serial production, at para sa isang solong produksyon, ang pagbili o paggawa ng isang inductor ay hindi kumikita. Para sa ilang bahagi ng kumplikadong hugis, ang paggawa ng isang induction machine ay napakahirap o imposibleng makakuha ng pagkakapareho ng hardened layer. Sa ganitong mga kaso, ginagamit ang iba pang mga uri ng pagpapatigas sa ibabaw, halimbawa, pagpapatigas ng apoy o bultuhang pagpapatigas.

Sa pamamagitan ng kasunduan, ang paggamot sa init at pagpapatigas ng mga bahagi ng metal at bakal na may mga sukat na mas malaki kaysa sa talahanayang ito ay posible.

Ang heat treatment (heat treatment of steel) ng mga metal at alloy sa Moscow ay isang serbisyong ibinibigay ng aming planta sa mga customer nito. Mayroon kaming lahat ng kinakailangang kagamitan na pinapatakbo ng mga kwalipikadong espesyalista. Isinasagawa namin ang lahat ng mga order na may mataas na kalidad at nasa oras. Tumatanggap din kami at nagsasagawa ng mga order para sa heat treatment ng mga bakal at high frequency current na dumarating sa amin at mula sa ibang mga rehiyon ng Russia.

Ang mga pangunahing uri ng paggamot sa init ng bakal

Uri I pagsusubo:

Diffusion annealing ng unang uri (homogenization) - Mabilis na pag-init hanggang t 1423 K, matagal na paghawak at kasunod na mabagal na paglamig. Pag-align ng chemical inhomogeneity ng materyal sa malalaking hugis na haluang metal na bakal na castings

Recrystallization annealing ng unang uri - Pag-init sa temperatura na 873-973 K, matagal na paghawak at kasunod na mabagal na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan at pagtaas ng plasticity pagkatapos ng malamig na pagpapapangit (ang pagproseso ay interoperative)

Ang unang uri ng pagsusubo, binabawasan ang stress - Pag-init sa temperatura na 473-673 K at kasunod na mabagal na paglamig. Tinatanggal nito ang mga natitirang stress pagkatapos ng paghahagis, hinang, plastic deformation o machining.

Uri II pagsusubo:

Kumpletuhin ang uri II pagsusubo - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 20-30 K, hawak at kasunod na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan, pagpapabuti ng machinability, pag-alis ng mga panloob na stress sa hypoeutectoid at eutectoid steels bago tumigas (tingnan ang tala sa talahanayan)

Ang pagsusubo ng II uri ay hindi kumpleto - Pag-init sa isang temperatura sa pagitan ng mga puntong Ac1 at Ac3, hawak at kasunod na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan, pagpapabuti ng machinability, pag-alis ng mga panloob na stress sa hypereutectoid steel bago tumigas

Type II isothermal annealing - Pag-init hanggang sa temperatura na 30-50 K sa itaas ng Ac3 point (para sa hypereutectoid steel) o sa itaas ng Ac1 point (para sa hypereutectoid steel), paghawak at kasunod na sunud-sunod na paglamig. Pinabilis na machining ng mga maliliit na rolled na produkto o forging na gawa sa haluang metal at matataas na carbon steel upang mabawasan ang katigasan, mapabuti ang machinability, mapawi ang mga panloob na stress

Type II spheroidizing annealing - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac1 point sa pamamagitan ng 10-25 K, hawak at kasunod na sunud-sunod na paglamig. Mayroong pagbaba sa katigasan, isang pagpapabuti sa machinability, isang pag-aalis ng mga panloob na stress sa tool steel bago tumigas, isang pagtaas sa ductility ng low-alloy at medium-carbon steels bago ang malamig na pagpapapangit.

Banayad na uri II pagsusubo - Pag-init sa isang kinokontrol na kapaligiran sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 20-30 K, humahawak at kasunod na paglamig sa isang kinokontrol na kapaligiran. Nangyayari Proteksyon ng ibabaw ng bakal mula sa oksihenasyon at decarburization

Pagsusune ng pangalawang uri Normalization (normalizing annealing) - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, hawak at kasunod na paglamig sa mahinahong hangin. Mayroong pagwawasto ng istraktura ng pinainit na bakal, pag-alis ng mga panloob na stress sa mga bahagi ng istruktura ng bakal at pagpapabuti ng kanilang kakayahang machinability, isang pagtaas sa lalim ng hardenability ng mga tool. bakal bago tumigas

Pagpapatigas:

Patuloy na ganap na pagsusubo - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, humahawak at kasunod na matalim na paglamig. Pagkuha (kasama ang tempering) ng mataas na tigas at wear resistance ng mga bahaging gawa sa hypoeutectoid at eutectoid steels

Hindi kumpleto ang pagsusubo - Pag-init sa isang temperatura sa pagitan ng mga puntong Ac1 at Ac3, paghawak at kasunod na matalim na paglamig. Pagkuha (kasama ang tempering) ng mataas na tigas at wear resistance ng mga bahaging gawa sa hypereutectoid steel

Pasulput-sulpot na hardening - Pag-init hanggang t sa itaas ng Ac3 point ng 30-50 K (para sa hypoeutectoid at eutectoid steels) o sa pagitan ng Ac1 at Ac3 points (para sa hypereutectoid steel), paghawak at kasunod na paglamig sa tubig, at pagkatapos ay sa langis. Binabawasan ang mga natitirang stress at strain sa high carbon tool steel parts

Isothermal quenching - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, humahawak at kasunod na paglamig sa mga tinunaw na asing-gamot, at pagkatapos ay sa hangin. Nangyayari Pagkuha ng kaunting pagpapapangit (warping), pagtaas ng ductility, limitasyon sa pagtitiis at paglaban sa baluktot ng mga bahaging gawa sa alloy tool steel

Step hardening - Ang parehong (naiiba sa isothermal hardening sa isang mas maikling oras ng paninirahan ng bahagi sa cooling medium). Binabawasan ang mga stress, strain, at pinipigilan ang pag-crack sa maliliit na tool na bakal na carbon tool pati na rin ang mas malaking alloy tool steel at HSS tool

Surface hardening - Pag-init sa pamamagitan ng electric current o gas flame ng surface layer ng produkto sa pagsusubo t, na sinusundan ng mabilis na paglamig ng heated layer. Mayroong pagtaas sa katigasan ng ibabaw sa isang tiyak na lalim, pagsusuot ng resistensya at pagtaas ng tibay ng mga bahagi at tool ng makina

Self-tempering quenching - Pag-init sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 30-50 K, humahawak at kasunod na hindi kumpletong paglamig. Ang init na nananatili sa loob ng bahagi ay nagbibigay ng tempering ng matigas na panlabas na layer

Pagsusubo na may malamig na paggamot - Malalim na paglamig pagkatapos ng pagsusubo sa temperatura na 253-193 K. Mayroong pagtaas sa katigasan at pagkuha ng matatag na sukat ng mga bahagi mula sa high-alloy na bakal

Pagpapalamig na may paglamig - Bago isawsaw sa isang cooling medium, ang mga pinainit na bahagi ay pinapalamig sa hangin sa loob ng ilang oras o pinananatili sa isang thermostat na may pinababang t. Mayroong pagbawas sa cycle ng heat treatment ng bakal (karaniwang ginagamit pagkatapos ng carburizing).

Light hardening - Pag-init sa isang kinokontrol na kapaligiran sa isang temperatura sa itaas ng Ac3 point sa pamamagitan ng 20-30 K, humahawak at kasunod na paglamig sa isang kinokontrol na kapaligiran. Nangyayari Proteksyon laban sa oksihenasyon at decarburization ng mga kumplikadong bahagi ng molds, dies at fixtures na hindi napapailalim sa paggiling

Mababa ang bakasyon - Pag-init sa hanay ng temperatura 423-523 K at kasunod na pinabilis na paglamig. Mayroong paglabas ng mga panloob na stress at pagbaba sa brittleness ng mga tool sa paggupit at pagsukat pagkatapos ng pagpapatigas sa ibabaw; para sa mga case-hardened na bahagi pagkatapos ng hardening

Average na bakasyon - Pag-init sa pagitan t = 623-773 K at kasunod na mabagal o pinabilis na paglamig. Mayroong pagtaas sa nababanat na limitasyon ng mga bukal, bukal at iba pang nababanat na elemento

Mataas ang bakasyon - Pag-init sa hanay ng temperatura na 773-953 K at kasunod na mabagal o mabilis na paglamig. Nangyayari Pagbibigay ng mataas na ductility ng mga bahagi ng structural steel, bilang panuntunan, sa panahon ng thermal improvement

Thermal improvement - Pagsusubo at kasunod na high tempering. Ang kumpletong pag-alis ng mga natitirang stress ay nangyayari. Nagbibigay ng kumbinasyon ng mataas na lakas at ductility sa panahon ng huling heat treatment ng mga structural steel parts na gumagana sa ilalim ng shock at vibration load

Thermomechanical treatment - Pag-init, mabilis na paglamig sa 673-773 K, maramihang plastic deformation, pagsusubo at tempering. Probisyon para sa mga pinagsama-samang produkto at mga bahagi ng simpleng hugis na hindi hinangin, nadagdagan ang lakas kumpara sa lakas na nakuha sa pamamagitan ng tradisyonal na paggamot sa init

Pagtanda - Pag-init at mahabang pagkakalantad sa mataas na temperatura. Mayroong pagpapapanatag ng mga sukat ng mga bahagi at tool

Carburizing - Saturation ng ibabaw na layer ng mild steel na may carbon (carburization). Sinusundan ito ng isang kasunod na hardening na may mababang tempering. Ang lalim ng sementadong layer ay 0.5-2 mm. Nagbibigay sa produkto ng mataas na tigas sa ibabaw habang pinapanatili ang matigas na core. Ang mga carbon o haluang metal na bakal na may nilalaman ng carbon ay sumasailalim sa sementasyon: para sa maliliit at katamtamang laki ng mga produkto 0.08-0.15%, para sa mas malaki 0.15-0.5%. Ang mga gulong ng gear, piston pin, atbp. ay sumasailalim sa sementasyon.

Cyanidation - Thermochemical treatment ng mga produktong bakal sa isang solusyon ng cyanide salts sa temperatura na 820. Ang ibabaw na layer ng bakal ay puspos ng carbon at nitrogen (layer 0.15-0.3 mm.) Ang mga low-carbon steels ay sumasailalim sa cyanidation, bilang isang resulta kung saan , kasama ang isang solid na ibabaw, ang produkto ay may malapot na core. Ang mga naturang produkto ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na wear resistance at shock resistance.

Nitriding (nitriding) - Nitrogen saturation ng ibabaw na layer ng mga produktong bakal sa lalim na 0.2-0.3 mm. Nagbibigay ng mataas na katigasan sa ibabaw, nadagdagan ang paglaban sa abrasion at kaagnasan. Ang mga gauge, gears, shaft journal, atbp. ay napapailalim sa nitriding.

Cold Treatment - Pinalamig pagkatapos ng pagsusubo sa sub-zero na temperatura. Mayroong pagbabago sa panloob na istraktura ng mga tumigas na bakal. Ito ay ginagamit para sa tool steels, case-hardened produkto, ilang high-alloy steels.

METALS HEAT TREATMENT (HEAT TREATMENT), isang tiyak na siklo ng oras ng pag-init at paglamig, kung saan ang mga metal ay napapailalim sa pagbabago ng kanilang mga pisikal na katangian. Ang paggamot sa init sa karaniwang kahulugan ng termino ay isinasagawa sa mga temperaturang mas mababa sa punto ng pagkatunaw. Ang mga proseso ng pagtunaw at paghahagis na may malaking epekto sa mga katangian ng metal ay hindi kasama sa konseptong ito. Ang mga pagbabago sa mga pisikal na katangian na dulot ng paggamot sa init ay dahil sa mga pagbabago sa panloob na istraktura at mga ugnayang kemikal na nangyayari sa solidong materyal. Ang mga cycle ng heat treatment ay iba't ibang kumbinasyon ng pag-init, na humahawak sa isang tiyak na temperatura at mabilis o mabagal na paglamig, na naaayon sa mga pagbabago sa istruktura at kemikal na kailangang idulot.

Granular na istraktura ng mga metal. Anumang metal ay karaniwang binubuo ng maraming kristal na nakikipag-ugnayan sa isa't isa (tinatawag na butil), kadalasang mikroskopiko ang laki, ngunit minsan ay nakikita ng mata. Ang mga atomo sa loob ng bawat butil ay nakaayos sa paraang bumubuo sila ng regular na three-dimensional na geometric na sala-sala. Ang uri ng sala-sala, na tinatawag na kristal na istraktura, ay isang katangian ng materyal at maaaring matukoy ng mga pamamaraan ng pagsusuri ng X-ray diffraction. Ang tamang pag-aayos ng mga atom ay pinapanatili sa buong butil, maliban sa mga maliliit na paglabag, tulad ng mga indibidwal na lattice site na hindi sinasadyang nabakante. Ang lahat ng mga butil ay may parehong kristal na istraktura, ngunit, bilang isang patakaran, ay nakatuon sa ibang paraan sa espasyo. Samakatuwid, sa hangganan ng dalawang butil, ang mga atomo ay palaging hindi gaanong nakaayos kaysa sa loob nito. Ipinapaliwanag nito, sa partikular, na ang mga hangganan ng butil ay mas madaling mag-ukit ng mga kemikal na reagents. Ang pinakintab na patag na ibabaw ng metal na ginagamot ng angkop na etchant ay karaniwang nagpapakita ng malinaw na pattern ng hangganan ng butil. Ang mga pisikal na katangian ng isang materyal ay tinutukoy ng mga katangian ng mga indibidwal na butil, ang epekto nito sa isa't isa, at ang mga katangian ng mga hangganan ng butil. Ang mga katangian ng isang metal na materyal ay lubos na nakadepende sa laki, hugis at oryentasyon ng mga butil, at ang layunin ng heat treatment ay kontrolin ang mga salik na ito.

Mga proseso ng atom sa panahon ng paggamot sa init. Habang tumataas ang temperatura ng isang solidong mala-kristal na materyal, nagiging mas madali para sa mga atomo nito na lumipat mula sa isang lugar ng kristal na sala-sala patungo sa isa pa. Ito ay sa pagsasabog na ito ng mga atom na nakabatay sa paggamot sa init. Ang pinaka-epektibong mekanismo para sa paggalaw ng mga atomo sa isang kristal na sala-sala ay maaaring isipin bilang ang paggalaw ng mga bakanteng lattice site, na palaging naroroon sa anumang kristal. Sa mataas na temperatura, dahil sa pagtaas ng rate ng diffusion, ang proseso ng paglipat ng nonequilibrium na istraktura ng isang substance sa isang equilibrium ay pinabilis. Ang temperatura kung saan kapansin-pansing tumataas ang diffusion rate ay hindi pareho para sa iba't ibang mga metal. Ito ay karaniwang mas mataas para sa mga metal na may mataas na punto ng pagkatunaw. Sa tungsten, na may punto ng pagkatunaw nito na katumbas ng 3387 C, ang recrystallization ay hindi nangyayari kahit na may pulang init, habang ang paggamot sa init ng mga aluminyo na haluang metal ay natutunaw sa mababang temperatura, sa ilang mga kaso, posible na isagawa sa temperatura ng silid.

Sa maraming mga kaso, ang paggamot sa init ay nagsasangkot ng napakabilis na paglamig, na tinatawag na pagsusubo, upang mapanatili ang istraktura na nabuo sa mataas na temperatura. Bagaman, sa mahigpit na pagsasalita, ang gayong istraktura ay hindi maituturing na thermodynamically stable sa temperatura ng silid, sa pagsasagawa ito ay medyo matatag dahil sa mababang rate ng pagsasabog. Maraming mga kapaki-pakinabang na haluang metal ang may ganitong "metastable" na istraktura.

Ang mga pagbabagong dulot ng heat treatment ay maaaring may dalawang pangunahing uri. Una, kapwa sa mga purong metal at sa mga haluang metal, ang mga pagbabagong nakakaapekto lamang sa pisikal na istraktura ay posible. Ang mga ito ay maaaring mga pagbabago sa estado ng stress ng materyal, mga pagbabago sa laki, hugis, istraktura ng kristal at oryentasyon ng mga butil ng kristal nito. Pangalawa, ang kemikal na istraktura ng metal ay maaari ring magbago. Ito ay maaaring ipahayag sa pagpapakinis ng mga inhomogeneities sa komposisyon at ang pagbuo ng mga precipitates ng isa pang yugto, sa pakikipag-ugnayan sa nakapaligid na kapaligiran, na nilikha upang linisin ang metal o magbigay ng tinukoy na mga katangian ng ibabaw dito. Ang mga pagbabago ng parehong uri ay maaaring mangyari nang sabay-sabay.

Pampawala ng stress. Ang malamig na pagpapapangit ay nagpapataas ng tigas at brittleness ng karamihan sa mga metal. Kung minsan ang "pagpapatigas ng strain" na ito ay kanais-nais. Ang mga non-ferrous na metal at ang kanilang mga haluang metal ay karaniwang binibigyan ng ilang antas ng katigasan sa pamamagitan ng malamig na pag-roll. Ang mga banayad na bakal ay madalas ding pinatigas ng malamig. Ang mga high carbon steel na na-cold rolled o malamig na nakuha sa mas mataas na lakas na kinakailangan, halimbawa, para sa paggawa ng mga spring, ay kadalasang napapailalim sa stress relief annealing, pinainit sa medyo mababang temperatura, kung saan ang materyal ay nananatiling halos kasingtigas ng bago, ngunit nawawala sa loob nito.inhomogeneity ng pamamahagi ng mga panloob na stress. Binabawasan nito ang posibilidad ng pag-crack, lalo na sa mga kinakaing unti-unti na kapaligiran. Ang ganitong kaluwagan ng stress ay nangyayari, bilang panuntunan, dahil sa lokal na daloy ng plastik sa materyal, na hindi humahantong sa mga pagbabago sa pangkalahatang istraktura.

Recrystallization. Sa iba't ibang paraan ng pagbubuo ng metal sa pamamagitan ng presyon, kadalasang kinakailangan upang lubos na baguhin ang hugis ng workpiece. Kung ang paghubog ay isasagawa sa isang malamig na estado (na kadalasang idinidikta ng mga praktikal na pagsasaalang-alang), kung gayon ang proseso ay kailangang hatiin sa ilang yugto, na may recrystallization sa pagitan. Matapos ang unang yugto ng pagpapapangit, kapag ang materyal ay tumigas sa isang lawak na ang karagdagang pagpapapangit ay maaaring humantong sa bali, ang workpiece ay pinainit sa isang temperatura na mas mataas kaysa sa stress relief na temperatura ng pagsusubo at gaganapin para sa recrystallization. Dahil sa mabilis na pagsasabog sa temperatura na ito, ang isang ganap na bagong istraktura ay lumitaw dahil sa atomic rearrangement. Ang mga bagong butil ay nagsisimulang tumubo sa loob ng istraktura ng butil ng deformed na materyal, na, sa paglipas ng panahon, ganap na pinapalitan ito. Una, ang mga maliliit na bagong butil ay nabuo sa mga lugar kung saan ang lumang istraktura ay pinaka-naaabala, lalo na sa lumang mga hangganan ng butil. Sa karagdagang pagsusubo, ang mga atomo ng deformed na istraktura ay muling inayos upang maging bahagi din sila ng mga bagong butil, na lumalaki at kalaunan ay sumisipsip sa buong lumang istraktura. Ang workpiece ay nagpapanatili ng dati nitong hugis, ngunit ito ay gawa na ngayon ng isang malambot, walang stress na materyal na maaaring sumailalim sa isang bagong ikot ng pagpapapangit. Ang prosesong ito ay maaaring ulitin nang maraming beses kung kinakailangan ng isang naibigay na antas ng pagpapapangit.

Ang malamig na pagtatrabaho ay pagpapapangit sa isang temperatura na masyadong mababa para sa recrystallization. Para sa karamihan ng mga metal, ang temperatura ng silid ay nakakatugon sa kahulugang ito. Kung ang pagpapapangit ay isinasagawa sa isang sapat na mataas na temperatura upang ang recrystallization ay may oras upang sundin ang pagpapapangit ng materyal, kung gayon ang paggamot na ito ay tinatawag na mainit. Hangga't ang temperatura ay nananatiling sapat na mataas, maaari itong ma-deform hangga't gusto mo. Ang mainit na estado ng isang metal ay pangunahing tinutukoy ng kung gaano kalapit ang temperatura nito sa punto ng pagkatunaw nito. Ang mataas na malleability ng lead ay nangangahulugan na ito ay madaling mag-recrystallize, iyon ay, ang "mainit" na pagproseso nito ay maaaring isagawa sa temperatura ng silid.

Kontrol ng texture. Ang mga pisikal na katangian ng isang butil, sa pangkalahatan, ay hindi pareho sa iba't ibang direksyon, dahil ang bawat butil ay isang solong kristal na may sariling kristal na istraktura. Ang mga katangian ng isang metal na sample ay naa-average sa lahat ng mga butil. Sa kaso ng random na oryentasyon ng butil, ang pangkalahatang pisikal na katangian ay pareho sa lahat ng direksyon. Kung ang ilang mga kristal na eroplano o atomic row ng karamihan sa mga butil ay magkatulad, kung gayon ang mga katangian ng sample ay nagiging "anisotropic", ibig sabihin, depende sa direksyon. Sa kasong ito, ang tasa, na nakuha sa pamamagitan ng malalim na pagpilit mula sa isang pabilog na plato, ay magkakaroon ng "mga dila" o "mga scallop" sa itaas na gilid, dahil sa ang katunayan na sa ilang mga direksyon ang materyal ay mas madaling mag-deform kaysa sa iba. Sa mekanikal na paghubog, ang anisotropy ng mga pisikal na katangian ay karaniwang hindi kanais-nais. Ngunit sa mga sheet ng magnetic na materyales para sa mga transformer at iba pang mga aparato, ito ay lubhang kanais-nais na ang direksyon ng madaling magnetization, na sa mga solong kristal ay tinutukoy ng kristal na istraktura, sa lahat ng mga butil ay tumutugma sa ibinigay na direksyon ng magnetic flux. Kaya, ang "ginustong oryentasyon" (texture) ay maaaring maging kanais-nais o hindi kanais-nais depende sa layunin ng materyal. Sa pangkalahatan, habang nagre-recrystallize ang isang materyal, nagbabago ang ginustong oryentasyon nito. Ang likas na katangian ng oryentasyong ito ay nakasalalay sa komposisyon at kadalisayan ng materyal, sa uri at antas ng malamig na pagpapapangit, pati na rin sa tagal at temperatura ng pagsusubo.

Kontrol sa laki ng butil. Ang mga pisikal na katangian ng isang sample ng metal ay higit na tinutukoy ng average na laki ng butil. Ang isang pinong butil na istraktura ay halos palaging tumutugma sa pinakamahusay na mga katangian ng mekanikal. Ang pagbabawas ng laki ng butil ay kadalasang isa sa mga layunin ng paggamot sa init (pati na rin ang pagtunaw at paghahagis). Habang tumataas ang temperatura, bumibilis ang pagsasabog, at samakatuwid ay tumataas ang average na laki ng butil. Ang mga hangganan ng butil ay nagbabago upang ang malalaking butil ay lumago sa kapinsalaan ng mas maliliit, na kalaunan ay nawawala. Samakatuwid, ang panghuling mainit na proseso ng pagtatrabaho ay karaniwang isinasagawa sa pinakamababang posibleng temperatura upang ang mga sukat ng butil ay pinananatiling pinakamababa. Ang mababang temperatura ng mainit na pagtatrabaho ay madalas na sadyang ibinibigay, pangunahin upang mabawasan ang laki ng butil, bagaman ang parehong resulta ay maaaring makamit sa pamamagitan ng malamig na pagtatrabaho na sinusundan ng recrystallization.

homogenisasyon. Ang mga prosesong nabanggit sa itaas ay nagaganap kapwa sa mga purong metal at sa mga haluang metal. Ngunit mayroong isang bilang ng iba pang mga proseso na posible lamang sa mga metal na materyales na naglalaman ng dalawa o higit pang mga bahagi. Kaya, halimbawa, sa paghahagis ng haluang metal, halos tiyak na magkakaroon ng mga inhomogeneities sa komposisyon ng kemikal, na tinutukoy ng hindi pantay na proseso ng solidification. Sa isang solidifying alloy, ang komposisyon ng solid phase na bumubuo sa anumang sandali ay hindi katulad ng sa liquid phase, na nasa equilibrium kasama nito. Dahil dito, ang komposisyon ng solid na lumilitaw sa paunang sandali ng solidification ay magiging iba kaysa sa pagtatapos ng solidification, at ito ay humahantong sa spatial inhomogeneity ng komposisyon sa isang microscopic scale. Ang inhomogeneity na ito ay inalis sa pamamagitan ng simpleng pag-init, lalo na sa kumbinasyon ng mekanikal na pagpapapangit.

Paglilinis. Kahit na ang kadalisayan ng metal ay pangunahing tinutukoy ng mga kondisyon ng pagtunaw at paghahagis, ang paglilinis ng metal ay kadalasang nakakamit sa pamamagitan ng solid state heat treatment. Ang mga impurities na nakapaloob sa metal ay tumutugon sa ibabaw nito sa kapaligiran kung saan ito ay pinainit; kaya, ang isang kapaligiran ng hydrogen o iba pang ahente ng pagbabawas ay maaaring mag-convert ng isang malaking bahagi ng mga oxide sa purong metal. Ang lalim ng naturang paglilinis ay nakasalalay sa kakayahan ng mga impurities na kumalat mula sa dami hanggang sa ibabaw, at samakatuwid ay tinutukoy ng tagal at temperatura ng paggamot sa init.

Paghihiwalay ng mga pangalawang yugto. Isang mahalagang epekto ang pinagbabatayan ng karamihan sa mga mode ng heat treatment ng mga haluang metal. Ito ay konektado sa katotohanan na ang solubility sa solidong estado ng mga sangkap ng haluang metal ay nakasalalay sa temperatura. Hindi tulad ng purong metal, kung saan ang lahat ng mga atomo ay pareho, sa isang dalawang bahagi, halimbawa solid, solusyon ay may mga atomo ng dalawang magkaibang uri, na random na ipinamamahagi sa mga site ng kristal na sala-sala. Kung dagdagan mo ang bilang ng mga atomo ng pangalawang uri, maaari mong maabot ang isang estado kung saan hindi nila basta-basta mapapalitan ang mga atomo ng unang uri. Kung ang halaga ng pangalawang bahagi ay lumampas sa limitasyong ito ng solubility sa solid state, ang mga inklusyon ng ikalawang yugto ay lilitaw sa equilibrium na istraktura ng haluang metal, na naiiba sa komposisyon at istraktura mula sa mga paunang butil at kadalasang nakakalat sa pagitan ng mga ito sa anyo. ng hiwalay na mga particle. Ang ganitong mga particle ng pangalawang bahagi ay maaaring magkaroon ng malalim na epekto sa mga pisikal na katangian ng materyal, na nakasalalay sa kanilang laki, hugis at pamamahagi. Ang mga salik na ito ay maaaring baguhin sa pamamagitan ng heat treatment (heat treatment).

Ang heat treatment ay ang proseso ng pagproseso ng mga produktong metal at haluang metal sa pamamagitan ng thermal action upang mabago ang kanilang istraktura at mga katangian sa isang partikular na direksyon. Ang epektong ito ay maaari ding isama sa kemikal, deformation, magnetic, atbp.

Makasaysayang background sa paggamot sa init.
Ang tao ay gumagamit ng heat treatment ng mga metal mula pa noong sinaunang panahon. Kahit na sa panahon ng Eneolithic, gamit ang malamig na pag-forging ng katutubong ginto at tanso, ang primitive na tao ay nahaharap sa kababalaghan ng pagpapatigas ng trabaho, na nagpahirap sa paggawa ng mga produkto na may manipis na mga talim at matalim na mga tip, at upang maibalik ang plasticity, ang panday ay kailangang magpainit. malamig na huwad na tanso sa apuyan. Ang pinakaunang katibayan ng paggamit ng panlambot na pagsusubo ng tumigas na metal ay nagsimula noong katapusan ng ika-5 milenyo BC. NS. Ang nasabing pagsusubo ay, sa mga tuntunin ng oras ng paglitaw nito, ang unang operasyon ng paggamot sa init ng mga metal. Sa paggawa ng mga armas at kasangkapan mula sa bakal na nakuha gamit ang hilaw na proseso, pinainit ng panday ang billet ng bakal para sa mainit na pagpanday sa isang charcoal forge. Kasabay nito, ang bakal ay carburized, iyon ay, naganap ang sementasyon, isa sa mga uri ng chemical-thermal treatment. Ang pagpapalamig ng isang huwad na produkto na gawa sa carburized iron sa tubig, natuklasan ng panday ang isang matalim na pagtaas sa katigasan nito at isang pagpapabuti sa iba pang mga katangian. Ang water quenching ng carburized iron ay ginamit mula noong katapusan ng ika-2 unang bahagi ng 1st millennium BC. NS. Ang Odyssey ni Homer (ika-8 hanggang ika-7 siglo BC) ay naglalaman ng mga sumusunod na linya: "Paano ang isang panday ay naglubog ng isang mainit na palakol o isang palakol sa malamig na tubig, at ang mga bakal ay sumirit na may lagaslas, na mas malakas kaysa sa bakal, na pinainit sa apoy at tubig. " Noong ika-5 siglo. BC NS. Pinapatay ng mga Etruscan ang mga salamin na tanso na may mataas na lata sa tubig (malamang na mapabuti ang kinang sa panahon ng buli). Ang pagsemento ng bakal sa uling o organikong bagay, ang pagpapatigas at pag-tempera ng bakal ay malawakang ginagamit noong Middle Ages sa paggawa ng mga kutsilyo, espada, file, at iba pang kasangkapan. Hindi alam ang kakanyahan ng mga panloob na pagbabagong-anyo sa metal, madalas na iniuugnay ng mga manggagawa sa medieval ang pagkuha ng mga mataas na katangian sa panahon ng paggamot sa init ng mga metal sa pagpapakita ng mga supernatural na puwersa. Hanggang sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo. Ang kaalaman ng tao tungkol sa paggamot sa init ng mga metal ay isang hanay ng mga recipe na binuo batay sa mga siglo ng karanasan. Ang mga pangangailangan para sa pagpapaunlad ng teknolohiya, at una sa lahat para sa pagpapaunlad ng produksyon ng bakal na kanyon, ay humantong sa pagbabago ng paggamot sa init ng mga metal mula sa sining tungo sa agham. Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, nang hinangad ng hukbo na palitan ang tanso at cast-iron na mga kanyon ng mas makapangyarihang mga bakal, ang problema sa paggawa ng mga baril ng baril na may mataas at garantisadong lakas ay lubhang talamak. Sa kabila ng katotohanan na alam ng mga metalurgista ang mga recipe para sa pagtunaw at paghahagis ng bakal, ang mga baril ng baril ay madalas na sumabog nang walang maliwanag na dahilan. DKChernov sa Obukhov Steel Works sa St. Petersburg, na pinag-aaralan ang nakaukit na manipis na mga seksyon na inihanda mula sa mga muzzle ng mga baril sa ilalim ng mikroskopyo, at ang pagmamasid sa istraktura ng mga bali sa lugar ng rupture sa ilalim ng magnifying glass, ay napagpasyahan na ang bakal ay mas malakas, mas pino nito. istraktura. Noong 1868, natuklasan ni Chernov ang mga panloob na pagbabago sa istruktura sa paglamig ng bakal na nangyayari sa ilang mga temperatura. na tinawag niyang kritikal na puntos na a at b. Kung ang bakal ay pinainit sa mga temperatura sa ibaba ng point a, hindi ito maaaring tumigas, at upang makakuha ng isang pinong butil na istraktura, ang bakal ay dapat na pinainit sa mga temperatura sa itaas ng punto b. Ang pagtuklas ni Chernov ng mga kritikal na punto ng mga pagbabago sa istruktura sa bakal ay naging posible upang siyentipikong piliin ang mode ng Heat Treatment upang makuha ang mga kinakailangang katangian ng mga produktong bakal.

Noong 1906, si A. Wilm (Germany), gamit ang duralumin na naimbento niya, ay natuklasan ang pagtanda pagkatapos ng hardening (tingnan ang Pagtanda ng mga metal) ang pinakamahalagang paraan ng pagpapatigas ng mga haluang metal sa iba't ibang base (aluminyo, tanso, nikel, bakal, atbp.). Noong 30s. ika-20 siglo Ang thermomechanical na paggamot ng pag-iipon ng mga haluang tanso ay lumitaw, at noong 50s thermomechanical na paggamot ng mga bakal, na naging posible upang makabuluhang taasan ang lakas ng mga produkto. Ang pinagsamang mga uri ng paggamot sa init ay kinabibilangan ng thermomagnetic na paggamot, na nagbibigay-daan, bilang resulta ng paglamig ng mga produkto sa isang magnetic field, na mapabuti ang ilan sa kanilang mga magnetic na katangian.

Ang resulta ng maraming pag-aaral ng mga pagbabago sa istraktura at mga katangian ng mga metal at haluang metal sa ilalim ng thermal action ay isang maayos na teorya ng heat treatment ng mga metal.

Ang pag-uuri ng mga uri ng paggamot sa init ay batay sa kung anong uri ng mga pagbabago sa istruktura sa metal ang nangyayari kapag nalantad sa init. Ang heat treatment ng mga metal ay nahahati sa thermal treatment mismo, na binubuo lamang sa thermal effect sa metal, chemical-thermal, na pinagsasama ang thermal at chemical effect, at thermomechanical, na pinagsasama ang thermal effect at plastic deformation. Kasama sa aktwal na heat treatment ang mga sumusunod na uri: annealing ng 1st kind, annealing ng 2nd kind, quenching nang walang polymorphic transformation at may polymorphic transformation, aging at tempering.

Nitriding - saturation ng ibabaw ng mga bahagi ng metal na may nitrogen upang mapataas ang katigasan, paglaban sa pagsusuot, limitasyon sa pagkapagod at paglaban sa kaagnasan. Ang bakal, titanium, ilang mga haluang metal, kadalasang mga haluang metal, lalo na ang chromium-aluminum, pati na rin ang bakal na naglalaman ng vanadium at molibdenum, ay napapailalim sa nitriding.
Ang nitriding ng bakal ay nangyayari sa t 500 650 C sa isang kapaligiran ng ammonia. Sa itaas ng 400 C, ang dissociation ng ammonia ay nagsisimula ayon sa reaksyong NH3 '3H + N. Ang nabuong atomic nitrogen ay nagkakalat sa metal, na bumubuo ng mga nitrogenous phase. Sa temperatura ng nitriding sa ibaba 591 C, ang nitrided layer ay binubuo ng tatlong phase (Fig.): Μ Fe2N nitride, ³ Fe4N nitride, ± nitrogenous ferrite na naglalaman ng humigit-kumulang 0.01% nitrogen sa room temperature. at ang ³-phase, na, bilang isang resulta ng mabagal na paglamig, nabubulok sa 591 C sa isang eutectoid ± + ³ 1. Ang tigas ng nitrided layer ay tumataas sa HV = 1200 (naaayon sa 12 H / m2) at nananatili sa paulit-ulit na pag-init hanggang sa 500 600 C, na nagsisiguro ng mataas wear resistance ng mga bahagi sa matataas na temperatura. Ang nitrided steels ay higit na nakahihigit sa wear resistance sa case-hardened at hardened steels. Nitriding ay isang mahabang proseso, ito ay tumatagal ng 20-50 oras upang makakuha ng isang layer na may kapal na 0.2 0.4 mm. napapailalim sa ginagamit ang nitriding, tinning (para sa structural steels) at nickel plating (para sa stainless at heat-resistant steels). Ang katigasan ng nitriding layer ng heat-resistant steels ay minsan ay isinasagawa sa isang pinaghalong ammonia at nitrogen.
Ang nitriding ng mga titanium alloy ay isinasagawa sa 850-950 C sa high-purity nitrogen (ang nitriding sa ammonia ay hindi ginagamit dahil sa tumaas na brittleness ng metal).

Sa panahon ng nitriding, isang itaas na manipis na layer ng nitride at isang solidong solusyon ng nitrogen sa ± titanium ay nabuo. Ang lalim ng layer sa 30 h ay 0.08 mm na may katigasan sa ibabaw na HV = 800 850 (tumutugma sa 8 8.5 H / m2). Ang pagpapakilala ng ilang mga elemento ng alloying sa haluang metal (hanggang sa 3% Al, 3 5% Zr, atbp.) ay nagpapataas ng rate ng nitrogen diffusion, pinatataas ang lalim ng nitrided layer, at binabawasan ng chromium ang rate ng diffusion. Ang nitriding ng titanium alloys sa rarefied nitrogen ay ginagawang posible na makakuha ng mas malalim na layer na walang brittle nitride zone.
Ang nitriding ay malawakang ginagamit sa industriya, kabilang ang para sa mga bahaging nagpapatakbo sa temperatura hanggang 500-600 C (cylinder liners, crankshafts, gears, valve pairs, parts of fuel equipment, atbp.).
Lit .: Minkevich A.N., Chemical-heat treatment ng mga metal at alloy, 2nd ed., M., 1965: Gulyaev A.P. Metallovedenie, 4th ed., M., 1966.