Tratamentul termic pentru cadrul principal al mașinilor AHYW
Anhui Yawei adoptă în prezent tratament termic pentru toate ramele de tablă de mașini care pot elimina stresul materialului cu deformări minime pentru utilizare îndelungată, incluzând, în principal, cadrele principale ale CNC Synchro Pressbrakes, cnc auto brakesback brass,
Tratamentul termic (sau tratamentul termic ) este un grup de procese industriale și de prelucrare a metalelor folosite pentru a modifica proprietățile fizice și uneori chimice ale unui material. Cea mai obișnuită aplicație este metalurgică . Tratamentele termice sunt, de asemenea, utilizate în fabricarea multor alte materiale, cum ar fi sticla . Tratamentul termic implică utilizarea încălzirii sau răcirii, în mod normal, la temperaturi extreme, pentru a obține un rezultat dorit, cum ar fi întărirea sau înmuierea unui material. Tehnicile de tratare termică includ recoacerea , întărirea cazului , întărirea precipitațiilor , temperarea , normalizarea și răcirea . Este de remarcat că, în timp ce termenul de tratament termic se aplică numai proceselor în care încălzirea și răcirea sunt realizate în scopul specific al modificării intenționate a proprietăților, încălzirea și răcirea apar adesea întâmplător în timpul altor procese de fabricare, cum ar fi formarea la cald sau sudarea.
Materialele metalice constau dintr-o microstructură de cristale mici numite "boabe" sau cristalite. Natura granulelor (adică granulația și compoziția) este unul dintre factorii cei mai eficienți care pot determina comportamentul mecanic general al metalului. Tratamentul termic oferă o modalitate eficientă de a manipula proprietățile metalului prin controlul ratei de difuzie și a ratei de răcire în cadrul microstructurii. Tratarea termică este adesea folosită pentru a modifica proprietățile mecanice ale unui aliaj metalic, manipulând proprietăți precum duritatea, rezistența, duritatea, ductilitatea și elasticitatea.
Există două mecanisme care pot schimba proprietățile aliajului în timpul tratamentului termic: formarea martensitei face ca cristalele să se deformeze intrinsec și mecanismul de difuzie determină schimbări în omogenitatea aliajului.
Structura cristalului constă din atomi care sunt grupați într-un aranjament foarte specific, numit zăbrele. În majoritatea elementelor, această comandă se va rearanja, în funcție de condiții precum temperatura și presiunea. Această rearanjare, numită alotropie sau polimorfism, se poate produce de mai multe ori, la temperaturi diferite pentru un anumit metal. În aliaje, această rearanjare poate provoca un element care nu se dizolvă în mod normal în metalul de bază pentru a deveni brusc solubil, în timp ce o inversare a alotropiei va face elementele fie parțial, fie complet insolubile.
Când este în stare solubilă, procesul de difuzie determină atomizarea elementului dizolvat să se răspândească, încercând să formeze o distribuție omogenă în cristalele metalului de bază. Dacă aliajul este răcit într-o stare insolubilă, atomii constituenților dizolvați (substanțele dizolvate) pot migra din soluție. Acest tip de difuzie, numit precipitare, conduce la nucleare, unde grupul de atomi migrat împreună la limitele granulelor. Aceasta formează o microstructură care constă, în general, din două sau mai multe faze distincte. Oțelul care a fost răcit încet, de exemplu, formează o structură laminată, compusă din straturi alternante de ferită și cementită, devenind perlită moale. După încălzirea oțelului în faza austenită și apoi stingerea în apă, microstructura se va afla în faza martensitică. Acest lucru se datorează faptului că oțelul se va schimba de la faza austenită la faza martensitică după călire. Trebuie notat că unele perlite sau ferite pot fi prezente dacă răcirea nu a răcit rapid toate oțelurile.
Spre deosebire de aliajele pe bază de fier, cele mai multe aliaje tratabile termic nu au o transformare de ferită. În aceste aliaje, nuclearea la granițele de granule adesea întărește structura matricei de cristal. Aceste metale se întăresc prin precipitare. De obicei, un proces lent, în funcție de temperatură, este adesea denumit "întărire la vârstă".
Multe metale și nemetale prezintă o transformare a martensitei atunci când sunt răcite rapid (cu medii externe cum ar fi ulei, polimer, apă etc.). Atunci când un metal este răcit foarte repede, atomii insolubili ar putea să nu poată migra din soluție în timp. Aceasta se numește o "transformare fără difuzie". Atunci când matricea cristalină se modifică la aranjamentul la temperatură scăzută, atomii solutului devin prinși în interiorul rețelei. Atomii blocați împiedică matricea de cristal să se transforme complet în alotropul său de temperatură joasă, creând tensiuni de forfecare în interiorul rețelei. Atunci când unele aliaje sunt răcite rapid, cum ar fi oțel, transformarea martensitei întărește metalul, în timp ce în altele, cum ar fi aluminiul, aliajul devine mai moale.
Efectele timpului și ale temperaturii
Schema de transformare în timp și temperatură (TTT) pentru oțel. Curbele roșii reprezintă rate de răcire diferite (viteză) atunci când sunt răcite de la temperatura superioară critică (A3). V1 produce martensite. V2 are perlit amestecat cu martensite, V3 produce bainite, împreună cu perlit și matensite.
Tratamentul termic adecvat necesită un control precis asupra temperaturii, timpului menținut la o anumită temperatură și vitezei de răcire. [12]
Cu excepția ameliorării stresului, temperării și îmbătrânirii, cele mai multe tratamente termice încep prin încălzirea unui aliaj dincolo de temperatura superioară a transformării (A 3 ). Această temperatură este denumită "oprire", deoarece la temperatura A 3 metalul are o perioadă de histerezis. În acest moment, toată energia termică este utilizată pentru a provoca schimbarea cristalelor, astfel că temperatura se oprește pentru o perioadă scurtă de timp (arestări) și apoi continuă să urce după ce schimbarea este finalizată. [13] Prin urmare, aliajul trebuie încălzit peste temperatura critică pentru ca o transformare să aibă loc. Aliajul va fi de obicei menținut la această temperatură suficient de lungă pentru ca căldura să pătrundă complet în aliaj, ducând astfel la o soluție solidă completă.
Deoarece o dimensiune mai mică a granulei îmbunătățește de obicei proprietățile mecanice, cum ar fi rezistența la forfecare și rezistența la tracțiune, aceste metale sunt adesea încălzite la o temperatură care este chiar peste temperatura critică superioară, pentru a preveni creșterea granulelor de soluție prea mari . De exemplu, atunci când oțelul este încălzit deasupra temperaturii critice superioare, granule mici de formă austenită. Acestea cresc mai mult pe masura cresterii temperaturii. Când se răcește foarte repede, în timpul transformării martensitei, mărimea granulelor de austenită afectează în mod direct granulația martensitică. Granulele mai mari au granițe mari, care servesc ca puncte slabe în structură. Dimensiunea granulelor este, de regulă, controlată pentru a reduce probabilitatea ruperii.
Transformarea difuziei este foarte dependentă de timp. Răcirea unui metal va suprima, de obicei, precipitarea la o temperatură mult mai scăzută. Austenita, de exemplu, de obicei exista doar deasupra temperaturii critice superioare. Cu toate acestea, dacă austenita este răcită suficient de repede, transformarea poate fi suprimată cu sute de grade sub temperatura critică inferioară. Un astfel de austenit este foarte instabil și, dacă este dat suficient timp, se va precipita în diferite microstructuri de ferită și cementită. Rata de răcire poate fi utilizată pentru a controla rata de creștere a cerealelor sau poate fi chiar utilizată pentru a produce microstructuri parțial martensitice. Totuși, transformarea martensitei este independentă de timp. Dacă aliajul este răcit la temperatura de transformare a martensitei (M s ) înainte ca alte microstructuri să poată forma pe deplin, transformarea va avea loc de obicei chiar sub viteza sunetului.
Atunci când austenita este răcită suficient de lent pentru a nu se produce o transformare a martensitei, mărimea granulelor austenite va avea un efect asupra ratei de nucleare, dar în general este temperatura și viteza de răcire care controlează dimensiunea și microstructura granulelor. Atunci când austenita este răcită extrem de lentă, ea va forma cristale de ferită mari umplute cu incluziuni sferice de cementită. Această microstructură este denumită "sphereoidită". Dacă se răcește puțin mai repede, se va forma perlită grosieră. Chiar și mai repede, și se va forma perlată fină. Dacă se răcește și mai repede, se va forma bainita. În mod similar, aceste microstructuri se vor forma, de asemenea, dacă sunt răcite la o temperatură specifică și apoi ținute acolo pentru o anumită perioadă de timp. [17]
Cele mai multe aliaje neferoase sunt, de asemenea, încălzite pentru a forma o soluție. Cel mai adesea, acestea se răcesc foarte repede pentru a produce o transformare a martensitei, punând soluția într-o stare suprasaturată. Aliajul, fiind într-o stare mult mai moale, poate fi apoi lucrat la rece. Această lucrare la rece crește rezistența și duritatea aliajului, iar defectele cauzate de deformarea plastică tind să accelereze precipitațiile, mărind duritatea dincolo de ceea ce este normal pentru aliaj. Chiar dacă nu sunt lucrate la rece, dizolvările din aceste aliaje vor precipita de obicei, deși procesul poate dura mult mai mult. Uneori, aceste metale sunt apoi încălzite la o temperatură care este sub temperatura critică inferioară (A 1 ), prevenind recristalizarea, pentru a accelera precipitarea.
Reacție pentru tablă
Reacție (metalurgie)
Reacția constă în încălzirea unui metal la o temperatură specifică și apoi răcirea la o rată care va produce o microstructură rafinată, fie separând complet sau parțial constituenții. Rata de răcire este în general lentă. Reacția este cel mai adesea folosită pentru a înmuia un metal pentru prelucrarea la rece, pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea sau pentru a îmbunătăți proprietățile cum ar fi conductivitatea electrică.
În aliajele feroase, recoacerea se realizează de obicei prin încălzirea metalului dincolo de temperatura critică superioară și apoi răcirea foarte lentă, rezultând formarea de perlit. În ambele metale pure și în multe aliaje care nu pot fi tratate termic, recoacerea este utilizată pentru a înlătura duritatea cauzată de lucrul la rece. Metalul este încălzit la o temperatură în care poate să apară recristalizarea, reparând astfel defectele cauzate de deformarea plastică. În aceste metale, viteza de răcire va avea, de obicei, un efect redus. Cele mai multe aliaje neferoase care sunt tratabile termic sunt de asemenea recoace pentru a ușura duritatea lucrului la rece. Acestea pot fi răcite lent pentru a permite precipitarea completă a constituenților și pentru a produce o microstructură rafinată.
Aliajele feroase sunt, de obicei, fie "recoacere completă", fie "proces recoacere". Reumplerea completă necesită rate de răcire foarte lentă, pentru a forma perlit gros. În procesul de recoacere, viteza de răcire poate fi mai rapidă; până la și inclusiv normalizarea. Scopul principal al recoacerii proceselor este de a produce o microstructură uniformă. Aliajele neferoase sunt adesea supuse unei varietăți de tehnici de recoacere, incluzând recoacerea prin recristalizare, recoacerea parțială, recoacerea completă și recoacerea finală. Nu toate tehnicile de recoacere implică recristalizarea, cum ar fi ameliorarea stresului.
