Dit artikel geeft een redelijk gedetailleerd overzicht van wat herkristallisatie-gloeien is. Bovendien zullen, om vertrouwd te raken, andere soorten werk met staal worden overwogen, die de structuur en de metaalbewerkbaarheid verbeteren, de hardheid verminderen en interne spanningen verlichten. Alle belangrijke eigenschappen van de legering zijn afhankelijk van de structuur van de legering en de methode die de structuur verandert, is warmtebehandeling. Herkristallisatie-gloeigloeien en vele andere soorten warmtebehandeling werden ontwikkeld door DK Chernov, verder werd dit onderwerp ontwikkeld door G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Warmtebehandeling
Dit is een combinatie van verschillende verwarmingsbewerkingen met behulp van speciale apparatuur en speciale technologie, met vasthouden en koelen, die strikt in een bepaalde volgorde en onder nauwkeurige modi worden uitgevoerd om de interne structuur van de legering te veranderen en het verkrijgen van de gewenste eigenschappen. Warmtebehandeling is onderverdeeld in verschillende typen. De eerste gloeiensoort, dat wordt gebruikt voor absoluut alle metalen en legeringen, brengt geen fasetransformaties in de vaste toestand. Herkristallisatie-gloeien wordt gebruikt om de volgende kenmerken te bereiken.
Wanneer gloeien van de eerste soort wordt verwarmd, neemt de mobiliteit van atomen toe, wordt chemische inhomogeniteit geheel of gedeeltelijk geëlimineerd en neemt de interne spanning af. Het hangt allemaal af van de verwarmingstemperatuur en de bewaartijd. Trage afkoeling is hier kenmerkend. Variaties van deze methode zijn gloeien met spanningsontlasting na gieten, lassen of smeden, diffusiegloeien en herkristallisatiegloeien.
Tweede gloeiing
Dit gloeien is ook bedoeld voor metalen en legeringen die fasetransformaties ondergaan tijdens gloeien in vaste toestand - zowel bij verhitting als bij afkoeling. Hier zijn de doelen iets ruimer dan die welke worden nagestreefd door herkristallisatie-uitgloeiing van staal. Uitgloeien van de tweede soort resulteert in een meer evenwichtige structuur voor verdere verwerking van het materiaal. Korreligheid verdwijnt, wordt geplet, viscositeit en plasticiteit nemen toe, hardheid en sterkte worden aanzienlijk verminderd. Dergelijk metaal kan al worden gesneden. De verwarming wordt uitgevoerd tot temperaturen die veel hoger zijn dan de kritische, en de koeling vindt plaats samen met de oven - heel langzaam.
Warmtebehandeling omvat ook het uitharden van legeringen voor sterkte en hardheid. Hier wordt daarentegen een niet-evenwichtsstructuur gevormd, die deze parameters verhoogt als gevolg van sorbiet, troostiet en martensiet. De gebruikte temperaturen zijn ook veel hoger dan de kritische, maar de koeling vindt plaats met zeer hoge snelheden. vierde soortwarmtebehandeling - ontlaten, die interne spanningen verlicht, de hardheid vermindert en de taaiheid en taaiheid van gehard staal verhoogt. Bij verhitting tot temperaturen onder de kritische temperatuur kan de koelsnelheid willekeurig zijn. Transformaties verminderen de niet-evenwichtsstructuur. Dit is hoe herkristallisatie-gloeien van staal werkt.
Modusselectie
Warmtebehandeling kan voorlopig en definitief zijn. De eerste wordt gebruikt om de eigenschappen van het materiaal en de structuur voor te bereiden op verdere technologische bewerkingen (verbetering van de bewerkbaarheid, snijden, drukbehandeling). De laatste warmtebehandeling vormt alle eigenschappen van het eindproduct. Hoe de herkristallisatie-gloeimodus wordt geselecteerd, hangt af van het proces en de doelen van de warmtebehandeling.
Impliceert de verwarming van een legering of metaal boven de kristallisatietemperatuur, en niet minder dan honderd of tweehonderd graden. Dit wordt gevolgd door blootstelling aan deze temperatuur gedurende de vereiste tijd. Koelen is de laatste fase van dit proces. Deze technologie is onderverdeeld in volledig, gedeeltelijk en texturerend gloeien, en de keuze hangt af van wat het doel is van herkristallisatiegloeien.
Volledig gloeien
In de praktijk gebruiken we meestal volledig uitgloeien, maar hier moet je opletten dat het uitgloeien en harden van staal verschillende processen zijn. Tijdens het herkristallisatie-gloeiproces worden bepaalde procedures uitgevoerd die voorafgaan aan de koude bewerking van het metaal onder druk om verder werk ermee te vergemakkelijken, ofgloeien is het outputtype van warmtebehandeling, wanneer het eindproduct of halffabrikaat de gewenste eigenschappen krijgt. Ofwel is dit een tussenhandeling, bijvoorbeeld - voor het effectief verwijderen van koude verharding.
Voor het uniform oplossen van legeringselementen in de matrix en om een homogene microstructuur met dezelfde materiaaleigenschappen te verkrijgen, wordt uitgloeien uitgevoerd in een speciale oplossing. Ferrometalen vereisen herkristallisatie-uitgloeiing bij temperaturen tussen 950 en 1200ºC met behulp van een Durferrit Glühkohle- of Durferrit GS 960-zoutoplossing.
Doelen
Meestal wordt herkristallisatie-uitgloeiing van staal uitgevoerd om de structuur van het materiaal op de gewenste parameters te brengen die nodig zijn voor verder werk. Het wordt gebruikt na drukbehandeling, als de langzame herkristallisatie niet volledig is gepasseerd en dit niet toestaat dat de verharding wordt verwijderd.
Een dergelijke technologie wordt meestal gebruikt voor warmgewalste legeringsspoelen, waarbij de basis aluminium is, evenals na het koudwalsen van platen, strips, folies van verschillende legeringen en non-ferrometalen (hier is het noodzakelijk om te vermelden nikkel herkristallisatie gloeien), staven en draden, koudgevormde staalsoorten en koudgetrokken buizen. Een aparte procedure is gloeien bij de vervaardiging van halffabrikaten en producten van non-ferrometalen (inclusief nikkel).
Temperatuurcondities
Verschillende materialen vereisen verschillende warmtebehandelingsmodi. Gewoonlijk duurt het hele proces niet meer dan een uur om het herkristallisatie-gloeien te voltooien, maar het temperatuurregime voor elke legering is zijn eigen. Dus legeringen op magnesiumbasis zijn vereist van 300 tot 400 °С, nikkellegeringen zijn vereist van 800 tot 1150 °С, koolstofstaal is vereist van 650 tot 710 °С, waarvoor herkristallisatie-uitgloeien verplicht is. Het smeltpunt wordt natuurlijk niet bereikt.
Aluminiumlegeringen hebben niet zoveel nodig, genoeg van 350 tot 430 °C, en puur aluminium herkristalliseert bij temperaturen van 300 tot 500 °C. Van 670 tot 690 °C is titanium vereist voor herkristallisatie, van 700 tot 850 °C zijn koper- en nikkelsamenstellingen vereist, van 600 tot 700 °C zijn brons en messing nodig, en zelfs minder zuiver koper, het begint te herkristalliseren vanaf 500 °C. Dergelijke vormen van herkristallisatie-uitgloeiing zijn vereist voor bepaalde metalen en legeringen.
Diffusieverwerking van metalen
Dit type gloeien wordt ook wel homogeniseren genoemd en wordt uitgevoerd om de gevolgen van dendritische segregatie te elimineren. Diffusiegloeien is nodig voor gelegeerde staalsoorten waar de taaiheids- en taaiheidsindex wordt verminderd als gevolg van intrakristallijne segregatie, wat leidt tot lamellaire of brosse breuken. Het is noodzakelijk om een evenwichtsstructuur te bereiken en daarom is diffusiebehandeling van gegoten metaal noodzakelijk. Bovendien verbetert het zowel de mechanische eigenschappen als de uniformiteit van de eigenschappen in het hele eindproduct.
Dit is wat er gebeurtproces: overtollige fasen worden opgelost, de chemische samenstelling wordt geëgaliseerd, poriën verschijnen en groeien, de korrelgrootte neemt toe. Dit type warmtebehandeling vereist een lange blootstelling van het metaal bij temperaturen boven de kritische temperatuur (hier kunnen we praten over 1200 graden Celsius).
Isothermische warmtebehandeling
Dit type gloeien wordt aanbevolen voor gelegeerde staalsoorten waarbij austeniet bij een constante temperatuur uiteenv alt in ferriet en cementiet in het mengsel. Een dergelijke ontleding kan optreden bij andere soorten gloeien als er sprake is van een geleidelijke afkoeling door een constante en opeenvolgende temperatuurdaling. Zo wordt de uniformiteit van de structuur bereikt, de tijd voor warmtebehandeling wordt verminderd.
Het isotherme gloeischema is als volgt: eerst verwarmen tot een indicator die het bovenste kritieke punt met 50-70 graden overschrijdt, dan de temperatuur met 150 graden verlagen. Daarna wordt het verwarmde deel overgebracht naar een oven of bad, waar de temperatuur niet hoger dan 700 °C wordt gehouden. De duur van de procedure hangt af van de samenstelling van het metaal en de geometrische afmetingen van het onderdeel. Legeringsverbindingen kunnen uren duren, terwijl warmgewalste koolstofstaalplaten minuten duren.
Verschillen
Met volledig uitgloeien wordt herkristallisatie van staal verzekerd, waardoor het metaal wordt ontlast van verschillende structurele defecten. Staal krijgt zijn belangrijkste en meest karakteristieke eigenschappen, wordt zachter voor later snijden. Behoefteverwarm het eerst tot een temperatuur boven Ac3 met 30-50 graden, warm het op en koel het dan langzaam af.
Meestal duurt de blootstelling minstens een half uur, maar niet meer dan een uur per ton staal met een verwarmingssnelheid van 100 graden Celsius per uur. De afkoelsnelheid varieert afhankelijk van de samenstelling van het staal en van de stabiliteit van het austeniet. Indien snel afgekoeld, kan de gedispergeerde structuur van ferritisch-cementiet te hard zijn.
Afkoelen
De afkoelsnelheid wordt geregeld door de oven af te koelen met zijn geleidelijke uitschakeling en het openen van de deur. Bij volledig uitgloeien is het belangrijkste om de legering niet te oververhitten. Gedeeltelijk gloeien wordt uitgevoerd bij temperaturen onder Ac3, maar iets boven Ac1.
Dan zal het staal gedeeltelijk herkristalliseren en zal het dus geen defecten wegwerken. Dit is hoe staalsoorten zonder ferritische banden worden behandeld, als ze alleen moeten worden verzacht voordat ze verder worden verwerkt en gesneden. Naast volledig en onvolledig is er ook texturerend herkristallisatie-gloeien.
Toepassing
Soms is gloeien een aanvulling op heet werken (warmgewalste rollen, zoals aluminiumlegeringen, worden gegloeid voordat ze koud worden gewalst om het harde werk te verwijderen dat onvermijdelijk zal optreden als gevolg van warmwalsen).
Dit type gloeien wordt veel vaker toegepast bij de productie van producten en halffabrikaten van legeringen en zuivere non-ferrometalen. Dit is al een onafhankelijke warmtebehandeling. Vergeleken met staal wordt een groot aantal non-ferro metalen koudvervormd, waarna herkristallisatie-gloeien noodzakelijk is.
In de industrie
Als een korrelige vorm van cementiet nodig is, kan de legering tijdens het uitgloeien worden vastgehouden tot volledige herkristallisatie lang kan duren - enkele uren. Voor koude vervorming, die gewoonlijk volgt op gloeien, is de korrelvorm van cementiet het gunstigst, die optreedt tijdens herkristallisatie in het proces van kiemvorming en groei van onvervormde korrels, en dit vereist verwarming tot een bepaalde temperatuur.
Herkristallisatie-gloeigloeien in de industrie is de eerste bewerking om plasticiteit aan een legering of metaal te geven voorafgaand aan het koud bewerken. Het is niet minder vaak aanwezig in het interval tussen koude vervormingsbewerkingen om verharding te verwijderen, en ook als een laatste warmtebehandelingsproces, zodat het product of halffabrikaat de eigenschappen krijgt die het nodig heeft.
Hoe het gebeurt
Bij verhitting vergroot het vervormde metaal de mobiliteit van atomen. Oude granen worden uitgerekt, worden kwetsbaar, nieuwe granen, al in balans en spanningsvrij, worden intensief geboren en groeien. Ze botsen met oude, langwerpige, absorberen ze in hun groei totdat ze volledig verdwijnen. Herkristallisatie van staal en legeringen is het hoofddoel van herkristallisatiegloeien. Bij verhitting na het bereiken van de vereiste temperatuur nemen de vloeigrens en sterkte van het materiaal behoorlijk sterk af.
Maar de plasticiteit neemt toe, het werkt om de bewerkbaarheid te verbeteren. De temperatuur waarbij de herkristallisatie begint, wordt de drempel genoemd.herkristallisatie. Wanneer het is bereikt, wordt het metaal zacht. Temperatuur kan niet constant zijn. Voor een bepaalde legering of metaal spelen de verhittingsduur, de mate van voorvervorming, de initiële korrelgrootte en nog veel meer een even belangrijke rol.
