4. Tevékenységek Acélok hőkezelése
4.1. Tevékenység
Az acél hőkezelésének fontossága
Melyek az acél hőkezelései? A kezelésben résztvevő tényezők. Grafikus jellemzés.
4.3. Tevékenység
A Fe-C martenzit meghatározása. Tulajdonságok.
4.9. Tevékenység
Írja le a 4.5. Ábra egyes grafikonjainak jelentését
4.1. Tevékenység
Az acél hőkezelésének fontossága
Az acél az összes acéltermék közül a legfontosabb, és ezt megerősíti az a tény, hogy a kohókban előállított folyékony vas 80% -át az előállítására fordítják. Az egyik tény, amely igazolja az acél jelentőségét az iparban, az a lehetőség, hogy ugyanazon típusú anyaggal nagyon sokféle tulajdonságot lehet megszerezni. Rendelkezhetünk plasztikai lemezekkel, nedves környezetben történő munkavégzéshez rozsdamentes acélokkal, elektromechanikus alkalmazásokhoz mágneses acélokkal, nagy keménységű, kopásállósággal és vágószerszámok magas hőmérsékletű acéljaival stb.
A tulajdonságok változékonyságának nagy része az acél különböző kezeléseinek köszönhető, többek között hengerlés, kovácsolás, hőkezelés, például kioltás, izzítás, temperálás és normalizálás, felületkezelés, például cementálás és nitridálás stb.
4.2. Tevékenység
Melyek az acél hőkezelései? A kezelésben résztvevő tényezők. Grafikus jellemzés.
A hőkezelések abból állnak, hogy az acélt meghatározott időtartamú fűtési és hűtési műveletek kombinációjának vetik alá annak alkotóelemeinek arányának megváltoztatása és így a kívánt tulajdonságok elérése érdekében. Az anyag tulajdonságainak a hőkezelés eredményeként bekövetkező változásainak állandónak kell lenniük, különben a hőkezelésnek semmi értelme nem lesz.
A leggyakrabban alkalmazott hőkezelések a kioltás, temperálás, izzítás és normalizálás. Minden eljárás az ausztenit átalakításán vagy bomlásán alapul. Ezért az acél bármely hőkezelésének első lépése az lesz, hogy az anyagot olyan hőmérsékletre melegítik, amely ausztenit képződéséhez vezet.
A hőmérséklet és az idő a hőkezelést befolyásoló fő tényezők, amelyeket mindig előre be kell állítani, az acél összetételének, a megszerzendő darabok alakjának és méretének megfelelően.
A hőmérséklet és az idő függvényében történő ábrázolással bármilyen hőkezelés jellemezhető. Nagyon általános módon a következő fontos szempontokat lehet figyelembe venni: a maximális fűtési hőmérséklet, Tmax, amelyre az anyagot a hőkezelés során felmelegítik, a maximális hőmérsékleten tartási idő, tm, valamint a fűtési sebesség és a hűtés.
A melegítés során két hőmérsékleti érték van, amelyeket fontos kiemelni: az AC 1 hőmérsékletet, vagy azt, amelynél az ausztenit alkotóelem megjelenni kezd (723 o C), és az AC 3 hőmérsékletet, vagy azt, amelynél a teljes tömeg acélból már ausztenitté alakult (723 o C és 1148 o C között); e hőmérsékletek specifikus értékei az acélban lévő szén arányának függvényében változnak.
A Fe-Fe3C fázisdiagram (4.2. Ábra) az acélok hőkezelésének tanulmányozásának alapja, különösen a diagramnak az ötvözeteknek megfelelő része, amelynek koncentrációja nem haladja meg a C 2% -át, így az a rész, amely valóban érdekel, a színes.
4.3. Tevékenység
A Fe-C martenzit meghatározása. Tulajdonságok.
A martenzit az edzett acélok tipikus alkotóeleme. Metastabil fázisként határozható meg, amelyet a BCC-vas vagy a testben központosított tetragonális vas kristályrácsában lévő széntelített, túltelített intersticiális szilárd oldat képez.
A martenzit széntartalma általában változó, általában kis nyomoktól 1% C-ig. A Fe-C martenzitek keménysége és szilárdsága közvetlenül összefügg a széntartalommal, és ezzel együtt növekszik. A hajlékonyság és a szívósság azonban csökken a széntartalom növekedésével. Maximális törésállóságuk 1600–2400 MPa, nyúlásuk 0,5 és 2,5% között, keménységük pedig 495–745 Brinell egység között van.
4.4. Tevékenység
Írja le a szénacélokban található Fe-C martenzitek következő típusait: (a) martenzit csíkokban; b) martenzit lapokban
4.5. Tevékenység
A templom. Jellemzők és célkitűzés.
A temperálást akkor alkalmazzák, ha nagy keménységű és mechanikai ellenállású acélt szeretne elérni. Hátránya, hogy rideggé teszi az edzett darabot.
Ez egy olyan acél előállításából áll, amelyet nagy mennyiségű martenzit alkot. A martenzithez hasonlóan az ausztenit gyors lehűtésével nyerik őket, a kezelés a következőkből áll:
-
Az acélt addig melegítsük, amíg teljes tömege ausztenitté nem alakul át. Az acél szénszázalékának függvényében az elérendő hőmérséklet (AC3) magasabb vagy alacsonyabb lesz.
Minden acéltípushoz van egy minimális hűtési sebesség, amely biztosítja a teljes átalakulást martenzitté. Például szénacélok esetében 200 és 600 o C/s között van; szövetséges acélok esetén a hőmérséklet általában 50 o C/s.
Ahhoz, hogy egy darab temperálódjon, a minimumnál kissé nagyobb sebességgel kell lehűteni. Bizonyos esetekben deformálódás vagy repedés léphet fel, ha túlzott hűtési sebességet alkalmaznak. A különböző hűtési sebesség elérése érdekében a darabokat különböző közegekbe merítik: vízbe, olvadt sókba, ásványi olajokba, olvadt ólomba, higanyba, szobahőmérsékletű levegőbe stb.
Néha csak érdekes a darab külső rétegének megkeményítése, a belső rész keményen tartása annak érdekében, hogy ne veszítse el szívósságát és biztosítsa a kopásállóságot. Ezekben az esetekben felületi temperálást alkalmazunk, amely gyorsan felmelegíti a minta felületi rétegeit (oxiacetilén fáklyával vagy elektromágneses indukcióval), majd ezt követően levegőre vagy vízre hűti.
4.6. Tevékenység
A lágyított. Jellemzők és célkitűzés.
A hőkezelés fő célja az acél lágyítása az esetleges feszültségek vagy szerkezeti belső anomáliák kiküszöbölésével, amelyek valamilyen korábbi kezelés (kovácsolás, hengerlés stb.) Eredményeként keletkezhetnek, ami megkeményíti az anyagot.
Az izzítás csökkenti az acél keménységét és plaszticitását, így könnyebben deformálható és megmunkálható.
Általában magas hőmérsékletre, az AC3 hőmérséklet fölé hevítésből és lassú lehűlésből áll. A hűtést (50 és 100 o C/h között) olyan kemencében érik el, amelyben a hőmérsékletet addig szabályozzák, amíg az anyag el nem éri a szobahőmérsékletet.
4.7. Tevékenység
Edzés. Jellemzők és célkitűzés.
A temperálást akkor alkalmazzák, ha meg akarja növelni a kioltott acélok szívósságát és hajlékonyságát. A kezelés abból áll, hogy a martenzitet az acél összetételétől függően 723 o C alá melegítik, majd ezt követően levegőben, olajban vagy vízben hűtik. Ily módon meg lehet növelni a szívósságot és megpuhítani az edzett acélt azáltal, hogy csökkentik annak belső feszültségeit. A temperálás a keménység, a mechanikai ellenállás és a rugalmas határ csökkenéséhez vezet.
4.8. Tevékenység
A normalizált. Jellemzők és cél.
Az acél normalizálása abból áll, hogy az ausztenizáló hőmérsékletig felmelegszik, és a szabad levegőn a temperálásnál lassabban, de annál gyorsabban hűt.
A szabványosítás célja keményebb és ellenállóbb acél előállítása, mint amelyet a kemencében lassabb hűtéssel nyernek, amikor hőkezelésnek vetik alá. A normalizálást az acél hideg vagy meleg deformációja után is alkalmazzák, hogy kiküszöböljék a deformáció okozta lehetséges belső feszültségeket. A szabványosítás másik célja az acélszemcsék méretének csökkentése az acél mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében.
4.9. Tevékenység
Írja le az alábbi grafikák jelentését!.
A négy grafikon a hőmérséklet és az idő függvényében ábrázolja az acélok hőkezelésének jellegzetes ábrázolását.
Az i, ii és iv grafikonon egy acélmintát addig melegítenek, amíg teljes ausztenitté nem alakul át (az AC3-nál magasabb hőmérséklet), egy bizonyos ideig így tartva. Ezt követően a minta lehűlése következik: nagyon lassú az i gráfban, nagyon gyors az ii gráfban és egy közbenső lehűlés az utolsó gráfban.
Az i ábra az izzítás hőkezelését mutatja be. A ii. Grafikon a mérsékelt égboltot, az iv.
A iii. Ábra mutatja a minta melegítését az ausztenizáló hőmérséklet alatt, majd ezt követően lehűtését a temperálásnál lassabb, de az izzításnál gyorsabb hőmérsékletre. A temperáló kezelést jelenti.