Własności mechaniczne materiałów metalowych odnoszą się do zachowania się materiałów metalowych pod działaniem obciążenia zewnętrznego lub połączonego działania obciążenia i czynników środowiskowych (temperatura, medium i szybkość obciążenia).
Typowe właściwości mechaniczne metali przedstawiono w poniższej tabeli:
Właściwości mechaniczne metali
Powszechnie stosowany wskaźnik właściwości mechanicznych metali
wytrzymałość
Granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na zerwanie
Plastyczność
Wydłużenie, redukcja pola powierzchni, wskaźnik twardnienia odkształceniowego
elastyczność
Moduł sprężystości (sztywność), granica sprężystości, granica proporcjonalności
twardość
Twardość Brinella, twardość Vickersa, twardość Rockwella
wytrzymałość
Odporność statyczna, udarność, odporność na pękanie
zmęczenie
Wytrzymałość zmęczeniowa, trwałość zmęczeniowa, wrażliwość na karby zmęczeniowe
korozja naprężeniowa
Współczynnik intensywności krytycznego pola naprężeń korozyjnych naprężeniowych, szybkość wzrostu pęknięć korozyjnych naprężeniowych
Krzywa rozciągania naprężenie-odkształcenie stali niskowęglowej pod jednoosiowym obciążeniem statycznym
zdjęcie
Krzywa wydłużenia siły rozciągającej stali miękkiej
1. Przekrój oa: odkształcenie sprężyste
2. Przekrój ab: odkształcenie sprężyste plus odkształcenie plastyczne
3. Przekrój Bcd: oczywiste odkształcenie plastyczne, zjawisko plastyczności i ciągłe wydłużanie próbki pod warunkiem, że siła pozostaje zasadniczo niezmieniona
4. Krzywa segmentu dB: odkształcenie sprężyste plus równomierne odkształcenie plastyczne
5. Punkt B: występuje zjawisko przewężenia, lokalny przekrój próbki jest wyraźnie zmniejszony, nośność próbki jest zmniejszona, siła rozciągająca osiąga maksymalną wartość, a próbka jest bliska pęknięcia.
wskaźnik wytrzymałości
Wytrzymałość odnosi się do zdolności materiału do przeciwstawiania się odkształceniom plastycznym i pękaniu.
1. Granica plastyczności
σs {{0}} Fs/S0
Fs: siła rozciągająca (N), jaką wywiera próbka, gdy się ugina; S0: pierwotne pole przekroju poprzecznego próbki (mm).
2. Wytrzymałość na rozciąganie
Maksymalne naprężenie rozciągające, jakie znosi próbka przed zerwaniem, odzwierciedla maksymalną równomierną odporność materiału na odkształcenie.
σb {{0}} Fb/S0
σb jest często używane jako podstawa doboru materiałów i projektowania materiałów kruchych.
Indeks plastyczny
Plastyczność to zdolność materiału do odkształcenia plastycznego pod obciążeniem statycznym bez uszkodzenia.
1. Wydłużenie po zerwaniu
Procent wydłużenia długości pomiarowej po zerwaniu próbki do pierwotnej długości pomiarowej.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 procent
L0: długość skrajni; L1: długość pomiarowa badanej próbki po złamaniu.
2. Zmniejszenie powierzchni
Procent maksymalnego zmniejszenia pola przekroju w wycofanym elemencie próbki do pierwotnego pola przekroju.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0 *100 procent
A0: pierwotne pole przekroju poprzecznego próbki; A1: Pole przekroju przewężenia po złamaniu.
wskaźnik wytrzymałości
Wytrzymałość odnosi się do zdolności materiału do przeciwstawiania się odkształceniom plastycznym i pękaniu.
1. Granica plastyczności
σs {{0}} Fs/S0
Fs: siła rozciągająca (N), jaką wywiera próbka, gdy się ugina; S0: pierwotne pole przekroju poprzecznego próbki (mm).
2. Wytrzymałość na rozciąganie
Maksymalne naprężenie rozciągające, jakie znosi próbka przed zerwaniem, odzwierciedla maksymalną równomierną odporność materiału na odkształcenie.
σb {{0}} Fb/S0
σb jest często używane jako podstawa doboru materiałów i projektowania materiałów kruchych.
Indeks plastyczny
Plastyczność to zdolność materiału do odkształcenia plastycznego pod obciążeniem statycznym bez uszkodzenia.
1. Wydłużenie po zerwaniu
Procent wydłużenia długości pomiarowej po zerwaniu próbki do pierwotnej długości pomiarowej.
δ{{0}}(L1-L0)/L*100 procent
L0: długość skrajni; L1: długość pomiarowa badanej próbki po złamaniu.
zdjęcie
2. Zmniejszenie powierzchni
Procent maksymalnego zmniejszenia pola przekroju w wycofanym elemencie próbki do pierwotnego pola przekroju.
Ψ{{0}}(A0-A1)/A0*100 procent
A0: pierwotne pole przekroju poprzecznego próbki; A1: Pole przekroju przewężenia po złamaniu.
Indeks elastyczności
Sztywność: Zdolność materiału do przeciwstawiania się odkształceniom sprężystym pod wpływem naprężeń.
E=σ/ε
σ: naprężenie rozciągające; ε: odkształcenie rozciągające
Mikrostruktura nie jest wrażliwa na wskaźnik wydajności mechanicznej, a tworzenie stopów, obróbka cieplna i odkształcenie plastyczne na zimno mają na nią niewielki wpływ.
Ważne mechaniczne wskaźniki wydajności dla doboru materiałów mechanizmów i komponentów:
►Światło drogowe powinno mieć wystarczającą sztywność, w przeciwnym razie będzie powodować wibracje z powodu nadmiernego ugięcia podczas podnoszenia ciężkich przedmiotów.
►Wrzeciono obrabiarki i prasy, łoże i stół warsztatowy mają wymagania dotyczące sztywności, aby zapewnić dokładność obróbki.
►Główne elementy, takie jak silniki spalinowe, wirówki i sprężarki, muszą mieć wystarczającą sztywność, aby zapobiec wibracjom.
twardość
Zdolność lokalnej powierzchni materiału do przeciwstawiania się odkształceniom plastycznym i uszkodzeniom.
Jest to wskaźnik do pomiaru miękkości i twardości materiału, a jego fizyczne znaczenie jest związane z metodą badania.
Metody badania twardości: twardość Brinella, twardość Rockwella, twardość Vickersa, twardość Shore'a, twardość Leeba, twardość Mohsa
(1) Twardość Brinella
Średnie naprężenie na jednostkę powierzchni, to znaczy iloraz siły testowej p i sferycznej powierzchni wgniecenia.
zdjęcie
< 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.
Wzór empiryczny:
Stal niskowęglowa: σb≈3,6HBS;
Stal wysokowęglowa: σb≈3,4HBS.
Zakres zastosowania: służy do pomiaru żeliwa szarego, stali konstrukcyjnej, metali nieżelaznych i materiałów niemetalicznych itp.
Zalety i wady:
Zmierzona wartość jest dokładniejsza i powtarzalna;
Mierzalne tkanki niejednorodne materiały;
Nie nadaje się do testowania gotowych produktów i cienkich części;
Pomiar jest czasochłonny i nieefektywny.
(2) Twardość Rockwella
Wartość twardości materiału jest wyrażana poprzez pomiar głębokości wgniecenia, a każdy 0,002 mm odpowiada 1 jednostce twardości Rockwella.
Istnieją dwa rodzaje wgłębników:
1. Diamentowy stożek o kącie stożka =120 stopień,
2. Mała kulka ze stali hartowanej o średnicy Φ1,588 mm.
Wzór na obliczenie twardości Rockwella:
HR{{0}}(kh)/0,002
Wgłębnik 1: k=0,2 mm; Wgłębnik 2: k=0,26 mm.
linijka
symbol twardości
Typ głowy
Całkowita siła testowa F/N
Zakres pomiaru twardości
Przykłady aplikacji
C
HRC
Diamentowy stożek
1471
20-70
Stal hartowana, żeliwo o wysokiej twardości, żeliwo ciągliwe perlityczne
B
HRB
Kula stalowa Φ1,588 mm
980.7
20-100
Stal miękka, stop miedzi, ferrytyczne żeliwo ciągliwe
A
HRA
Diamentowy stożek
588.4
20-88
Węglik spiekany, hartowana blacha stalowa, stal utwardzana dyfuzyjnie
Zalety i wady:
Test jest prosty, wygodny i szybki;
Wcięcie jest małe, a gotowy produkt i cienkie części można zmierzyć;
Dane nie są wystarczająco dokładne, należy zmierzyć trzy punkty, aby uzyskać średnią wartość;
Niejednorodne materiały, takie jak żeliwo, nie powinny być badane.
(3) Twardość Vickersa
Wartość twardości oblicza się na podstawie siły testowej na jednostkę powierzchni wgniecenia.
Wgłębnik to diamentowa czworokątna piramida o kącie zawartym 136 stopni między dwiema przeciwległymi powierzchniami.
Skala :
Jest często używany do pomiaru cienkich części, powłok, warstw wierzchnich po chemicznej obróbce cieplnej itp.
Zalety i wady:
Dokładny pomiar i szeroki zakres zastosowań (twardość od ekstremalnie miękkiej do ekstremalnie twardej);
Mierzalne wyroby gotowe i cienkie części;
Wymagania dotyczące powierzchni próbki są wysokie i pracochłonne.
Odporność na uderzenia
Zdolność materiału do wytrzymania uszkodzeń pod wpływem obciążeń udarowych.
Energia uderzenia Ak zużywana przy pękaniu próbki wynosi:
Ak=mgH – mgh (J)
Wartość udarności ak to energia uderzenia zużyta na jednostkę powierzchni przekroju w karbie próbki.
ak {{0}} Ak / S0 (J/cm²)
Niska wartość ak - materiał kruchy:
Brak widocznej deformacji po złamaniu, metaliczny połysk, krystaliczność.
Wysoka wartość ak - twardy materiał:
Wyraźna zmiana plastyczna, pęknięcie jest szare i włókniste, matowe.
zdjęcie
Odporność na pękanie
Mechanika pękania: Zakładając istnienie makroskopowych pęknięć w częściach maszyn, ustala się różne nowe mechaniczne parametry propagacji pęknięć, proponuje kryterium pękania i odporność na pękanie materiałów pękniętych ciał.
zdjęcie
zmęczenie
Zjawisko zmęczenia:
Zjawisko pękania spowodowane skumulowanym uszkodzeniem metalowych części lub komponentów pod długotrwałym działaniem zmiennego naprężenia i odkształcenia.
Cechy zmęczenia:
(1) Zmęczenie jest pęknięciem opóźnionym w czasie cyklu o niskim naprężeniu, a naprężenie pękające jest często niższe niż wytrzymałość materiału na rozciąganie, a nawet granica plastyczności;
(2) Zmęczenie jest kruchym i nagłym pęknięciem, a przed pęknięciem nie będzie widocznych oznak deformacji, co jest bardzo niebezpieczne;
(3) Zmęczenie jest bardzo wrażliwe na karby, pęknięcia i wady strukturalne i jest wysoce selektywne.
Granica zmęczenia σ-1:
Najwyższa wartość naprężenia, przy której materiał przechodzi liczne cykle naprężeń bez pęknięć zmęczeniowych.
Granica zmęczenia stanu:
Maksymalna wartość naprężenia, która może wytrzymać 107 cykli naprężeń bez zerwania.
Empiryczny wzór na wytrzymałość zmęczeniową stali:
σ-1= (0.45-0.55)σb
lub σ-1= 0,27(σs plus σb)
σ-1p= 0.23(σs plus σb)
02
proces obróbki cieplnej
Definicja: Proces zmiany wewnętrznej struktury litego metalu lub stopu poprzez ogrzewanie, konserwację cieplną i chłodzenie w celu uzyskania wymaganych właściwości.
zdjęcie
Cel: Jednym z nich jest poprawa wydajności procesu materiałów i zapewnienie płynnego postępu późniejszej obróbki. Ta obróbka cieplna nazywana jest obróbką cieplną wstępną; drugim jest poprawa wydajności materiałów i przedłużenie żywotności części. Ta obróbka cieplna nazywana jest końcową obróbką cieplną.
Klasyfikacja obróbki cieplnej:
Zwykła obróbka cieplna (cztery pożary: wyżarzanie, normalizowanie, hartowanie, odpuszczanie)
Powierzchniowa obróbka cieplna (hartowanie powierzchniowe, chemiczna obróbka cieplna)
Inna obróbka cieplna (próżniowa obróbka cieplna, obróbka cieplna deformacyjna itp.)
Przemiany mikrostrukturalne stali eutektoidalnej podczas ogrzewania
Cztery etapy procesu przemiany perlitu w austenit:
(1) Zarodkowanie austenitu;
(2) Wzrost austenitu;
(3) Pozostały Fe3C rozpuszcza się;
(4) Homogenizacja austenitu.
zdjęcie
zdjęcie
Przemiany strukturalne stali podczas chłodzenia
Chłodząca przemiana austenitu: Austenit jest fazą stabilną powyżej punktu krytycznego A1 i staje się fazą niestabilną, gdy jest schładzany poniżej A1 i następuje przemiana struktury.
Znaczenie: Określa strukturę i właściwości stali po obróbce cieplnej. Dla tej samej stali temperatura nagrzewania i czas przetrzymywania są takie same, ale sposób chłodzenia jest inny, a właściwości po obróbce cieplnej są zupełnie inne.
zdjęcie
Własności mechaniczne stali 45 nagrzanej do 840 stopni i schłodzonej w różnych warunkach chłodzenia
metoda chłodzenia
σb/Mpa
σs/Mpa
δ/ procent
ψ/ procent
HRC
Chłodzenie za pomocą pieca
519
272
32.5
49
15~18
chłodzenie powietrzem
657~706
333
15~18
45~50
18~24
chłodzenie w oleju
882
608
18~20
48
40~50
chłodzenie wodne
1078
706
7~8
12~14
52~60
Wyznaczanie krzywej przemiany izotermicznej przechłodzonego austenitu w stali eutektoidalnej (metoda metalograficzna twardości)
Znana również jako „krzywa TTT” (krzywa czas-temperatura-transformacja), ponieważ kształt jest podobny do „C”, jest często nazywana „krzywą C”.
zdjęcie
Za pomocą „krzywej C” można zrozumieć, w jaki rodzaj struktury przekształca się austenit w różnych warunkach chłodzenia oraz właściwości przekształcanych produktów, co stanowi podstawę teoretyczną do prawidłowego formułowania i doboru procesów obróbki cieplnej.
Krzywa C i produkty transformacji stali eutektoidalnej
zdjęcie
1) Transformacja typu perlitu (znana również jako transformacja wysokotemperaturowa)
Temperatura transformacji: A1 ~ 550 stopni; produkt przemiany: perlit
A1 ~ 6500 stopni: arkusz perlitu jest grubszy, P (perlit-perlit)
6500 stopni ~ 6000 stopni: warstwa perlitu jest cieńsza, S (sorbit-sorbit)
6000 stopni ~ 5500 stopni: warstwa perlitu jest bardzo cienka, T (troolstite)
zdjęcie
Grubość blaszkowatych warstw ferrytu i cementytu perlitu jest związana z temperaturą przemiany. Im niższa temperatura, tym drobniejsze lamele perlitu. Warstwy stają się cieńsze, wzrasta wytrzymałość i twardość, zwiększa się plastyczność.
2) Transformacja bainityczna (znana również jako transformacja średniotemperaturowa)
Temperatura przejścia: 550-Ms (230 stopni)
Produkt przemiany: Bainit B (bainit) - mieszanina przesyconego F i cementytu.
zdjęcie
550 ~ 350 stopni: górny bainit (górny B) pierzasta struktura, niska wytrzymałość i plastyczność, wysoka kruchość.
350 stopni ~ Ms: dolny bainit (dolny B) struktura przypominająca igłę, dobra kompleksowa wydajność.
zdjęcie
3) Przemiana martenzytyczna (znana również jako przemiana niskotemperaturowa)
Temperatura przejścia: Ms (230 stopni) ~ Mf
Produkt przemiany: martenzyt (martenzyt) plus A'(austenit szczątkowy)
Martenzyt: przesycony stały roztwór węgla utworzony w -Fe, reprezentowany przez M.
Klasyfikacja:
Martenzyt niskowęglowy (martenzyt niskowęglowy): podobny do listwy, o wysokiej wytrzymałości i ciągliwości. Znany również jako listwa M (martenzyt listwy).
Martenzyt wysokowęglowy (martenzyt wysokowęglowy): soczewkowaty, podobny do arkusza, z grzbietami pośrodku. Ma wysoką wytrzymałość, ale słabą plastyczność i dużą kruchość.
obraz] [obraz
Krzywa C stali podeutektoidalnej
zdjęcie
Krzywa C stali nadeutektoidalnej
zdjęcie
Krzywa chłodzenia ciągłej transformacji przechłodzonego austenitu (krzywa CCT) (Continuous Cooling Transformation)
zdjęcie
wyżarzanie
Definicja: Podgrzanie metalu do określonej temperatury, utrzymanie jej przez odpowiedni czas, a następnie schłodzenie go z odpowiednią szybkością
Zamiar:
rafinować ziarna;
Zmniejsz twardość i popraw wydajność formowania i cięcia stali;
Wyeliminuj stres wewnętrzny.
Klasyfikacja: Zgodnie z celem i charakterystyką procesu wyżarzania, można go podzielić na wyżarzanie całkowite, wyżarzanie niepełne, wyżarzanie izotermiczne, wyżarzanie sferoidalne, wyżarzanie odprężające itp.
pełne wyżarzanie
l Zakres zastosowania: stal podeutektoidalna
lTemperatura grzania: Ac3 plus 30-50 stopień
l Cel: udoskonalenie struktury, zmniejszenie twardości, poprawa skrawalności,
Wyeliminuj stres wewnętrzny
l Tkanka o temperaturze pokojowej: F plus P
zdjęcie
Wyżarzanie sferoidyzujące
Zakres zastosowania: stal eutektoidalna i stal hipereutektoidalna
Temperatura ogrzewania: Ac1 plus 20 ~ 30 stopni
Przeznaczenie: sferoidyzacja siatkowatego lub płatkowego Fe3CⅡ
Organizacja: perlit sferyczny
zdjęcie
wyżarzanie izotermiczne
Proces: Ogrzewanie do Ac1 plus 30 ~ 50 stopni lub Ac3 plus 30 ~ 50 stopni, po utrzymaniu ciepła, szybkie schłodzenie do temperatury poniżej Ar1, gdy A zamieni się w tkankę typu P, wyjmij ją z pieca i schłodź powietrzem .
Organizacja: klasa P
Zalety: krótki czas wyżarzania, jednolita struktura
zdjęcie
Wyżarzanie odprężające
Cel: usunięcie naprężeń resztkowych
ogrzewanie
Temperatura: ogrzewanie T Zastosowanie: Wyeliminowanie resztkowych naprężeń wewnętrznych odlewów, odkuwek, spawów itp. zdjęcie Wyżarzanie homogenizujące (wyżarzanie dyfuzyjne) Cel: wyeliminowanie segregacji; jednolity skład, organizacja Temperatura ogrzewania: AC3＋ 150-250 stopni Organizacja: stal podeutektoidalna to P plus F. Zastosowanie: Stosowany głównie do wlewków ze stali stopowej, odlewów i odkuwek o wysokich wymaganiach jakościowych. Wyżarzanie rekrystalizujące Proces: Ogrzewanie do 50-150 stopnia poniżej Ac1 lub T plus 30-50 stopnia , utrzymywanie ciepła i powolne chłodzenie. Cel: Wyeliminowanie utwardzania przez zgniot i przywrócenie plastyczności i wytrzymałości stali. Zastosowanie: Eliminuje utwardzanie detali po obróbce plastycznej na zimno. Takie jak wyżarzanie w środku procesu ciągnienia drutu stalowego. Definicja: Proces obróbki cieplnej, w którym przedmiot obrabiany jest podgrzewany do 30-50 stopnia powyżej Ac3 lub Accm, wyjmowany z pieca po zabezpieczeniu cieplnym i schładzany na powietrzu. Zamiar: Stal niskowęglowa: zwiększają twardość i ułatwiają cięcie. Stal nadeutektoidalna: Eliminacja drugorzędowego cementytu siatkowego, który jest korzystny dla sferoidyzacji P. Stal średniowęglowa i stal niskostopowa średniowęglowa: naprężenia nie są duże, a wymagania dotyczące wydajności nie są wysokie, co można zastosować jako ostateczną obróbkę cieplną. zdjęcie zdjęcie Cel: Uzyskanie struktury pod M lub B oraz poprawa twardości i odporności stali na zużycie. Wybór temperatury hartowania stal podeutektoidalna: AC3 plus 30-50 stopień; Stal eutektoidalna i stal nadeutektoidalna: AC1 plus 30-50 stopień . zdjęcie Chłodzenie hartujące jest kluczem do określenia jakości hartowania, a idealna szybkość chłodzenia powinna być taka, jak pokazano na rysunku. Powyżej 650 stopni, zwolnij, zmniejsz stres termiczny 650-400 stopień , szybko, unikaj krzywej C Poniżej 400 stopni, powoli, zmniejsz stres związany z przejściem fazowym zdjęcie Powszechnie stosowane medium hartownicze Obecnie powszechnie stosowanymi czynnikami chłodzącymi w produkcji są olej, woda i solanka, a ich wydajność chłodnicza wzrasta sekwencyjnie. Woda: silna zdolność hartowania, ale na powierzchni przedmiotu obrabianego znajdują się miękkie plamy, które łatwo się odkształcają i pękają. Słona woda: zdolność hartowania jest silniejsza, powierzchnia przedmiotu obrabianego jest gładka i czysta, bez miękkich plam, ale łatwiej ją odkształcać i pękać; Olej: zdolność hartowania jest słaba, ale przedmiot obrabiany nie jest łatwy do odkształcenia i pęknięcia Powszechna metoda chłodzenia hartowniczego (metoda chłodzenia hartowniczego) zdjęcie Definicja: obraz Główny cel hartowania Wyeliminuj wewnętrzne naprężenia i zmniejsz kruchość Stabilne wymiary tkanki i przedmiotu obrabianego Zmniejsz twardość, popraw plastyczność Zmiany struktury i właściwości odpuszczania Przemiany strukturalne hartowanej stali podczas odpuszczania zachodzą głównie na etapie nagrzewania. Wraz ze wzrostem temperatury nagrzewania struktura zahartowanej stali przechodzi cztery etapy zmian. 1. Rozkład martenzytu Etap odpuszczania: Podczas odpuszczania w temp<100°C, the structure does not change; when heating at 100~200°C, martensite will decompose. Otrzymana organizacja: odpuszczony martenzyt M razy (przesycony roztwór stały). Zmienia się wydajność: napięcie wewnętrzne stopniowo maleje, a wydajność zasadniczo pozostaje taka sama. 2. Rozkład austenitu szczątkowego Stopień hartowania: 200-300 stopień . A' rozkłada się i przekształca w B. Uzyskana organizacja: wskazuje M (martenzyt odpuszczony). Zmiany wydajności: Naprężenie jest dalej zmniejszane, a wytrzymałość i twardość są nieznacznie zmniejszane. 3. Rozkład martenzytu jest zakończony i tworzy się cementyt Stopień hartowania: 300-400 stopień . Węgliki ε przekształcają się w stabilny cementyt. Uzyskana organizacja: Tempered Troostite, reprezentowana przez T (Tempered Troostite). Zmiany wydajności: naprężenia wewnętrzne są zasadniczo eliminowane, twardość spada, a wytrzymałość plastyczna wzrasta. 4. Wzrost i odzysk agregatów Fe3C oraz rekrystalizacja roztworu stałego Etap odpuszczania: powyżej 400 stopni. Faza zaczyna się regenerować, a rekrystalizacja zachodzi powyżej 500 stopni; Uzyskana organizacja: Tempered Sorbit, reprezentowany przez S (Tempered Sorbit). Zmiany wydajności: uzyskuje się dobrą ogólną wydajność. Mikrostruktura i właściwości mechaniczne stali hartowanej rzemiosło temperatura odpuszczania ( stopień ) Tkanina po hartowaniu Twardość po odpuszczaniu (HRC) Cechy używać odpuszczanie w niskiej temperaturze 150-250 Jestem z powrotem 58-64 Wysoka twardość, wysoka odporność na zużycie; kruchość, zmniejszone naprężenia wewnętrzne stal narzędziowa, Łożyska toczne, części nawęglane itp. Odpuszczanie w średniej temperaturze 250-500 T z powrotem 35-50 Wyższa granica sprężystości i granica plastyczności, z pewną plastycznością i wytrzymałością Stal sprężynowa, Forma do pracy na gorąco odpuszczanie w wysokiej temperaturze 500-600 S z powrotem 25-35 dobra ogólna wydajność ważne elementy konstrukcyjne Ogólny trend zmian właściwości mechanicznych podczas odpuszczania: Wraz ze wzrostem temperatury odpuszczania zmniejsza się wytrzymałość i twardość stali, a zwiększa się plastyczność i udarność. Powierzchniowa obróbka cieplna (powierzchniowa obróbka cieplna) Powierzchniowa obróbka cieplna: proces obróbki cieplnej, który podgrzewa jedynie powierzchnię przedmiotu obrabianego w celu zmiany jego struktury i właściwości. Klasyfikacja: hartowanie powierzchniowe i chemiczna obróbka cieplna. W produkcji istnieje wiele części, które wymagają, aby powierzchnia i rdzeń miały różne właściwości. Ogólnie powierzchnia ma wysoką twardość, wysoką odporność na zużycie i wytrzymałość zmęczeniową; podczas gdy rdzeń wymaga lepszej plastyczności i wytrzymałości. W takim przypadku wyjście od samego doboru materiału lub stosowanie zwykłych metod obróbki cieplnej nie może sprostać jego wymaganiom. Sposobem na rozwiązanie tego problemu jest powierzchniowa obróbka cieplna. hartowanie powierzchniowe Definicja: Proces obróbki cieplnej, który polega jedynie na hartowaniu (plus hartowaniu) powierzchni przedmiotu obrabianego Cel: Aby powierzchnia przedmiotu obrabianego była twarda i wytrzymała. Stal do utwardzania powierzchniowego: średniowęglowa stal konstrukcyjna (0,4 procent -0,5 procent zawartości węgla) Metody: utwardzanie powierzchniowe nagrzewaniem indukcyjnym i utwardzanie powierzchniowe nagrzewaniem płomieniowym. Indukcyjne hartowanie powierzchniowe Podstawowa zasada: Cewka indukcyjna jest zasilana prądem przemiennym → tworzy prąd wirowy (efekt naskórkowania) → uzyskuje A na powierzchni → uzyskuje M przez chłodzenie wodą. Klasyfikacja: Nagrzewanie indukcyjne wysokiej częstotliwości: 200~300 kHz, 0,5~2,5 mm; Nagrzewanie indukcyjne średniej częstotliwości: 0.5~10kHz, 2~10mm; Ogrzewanie indukcyjne o częstotliwości zasilania: 50Hz, 10-20mm. hartowanie powierzchni grzewczej płomienia Definicja: Hartowanie powierzchni nagrzewania płomieniem polega na zastosowaniu płomieni acetylenowo-tlenowych (lub innego gazu palnego) do podgrzania powierzchni części, a następnie szybkiego ich schłodzenia. Głębokość utwardzonej warstwy wynosi na ogół od 2 do 6 mm. Zastosowanie: nadaje się do produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Chemiczna obróbka cieplna stali Definicja: Proces obróbki cieplnej, w którym część stalowa jest utrzymywana w ośrodku aktywnym w określonej temperaturze, aby umożliwić wniknięcie jednego lub kilku pierwiastków w jej powierzchnię w celu zmiany jej składu chemicznego, struktury i właściwości. Klasyfikacja: Według różnych infiltrowanych elementów chemiczną obróbkę cieplną można podzielić na nawęglanie, azotowanie, węgloazotowanie, borowanie, aluminiowanie itp. Podstawowy proces: ① Rozkład: spraw, aby środek chemiczny rozłożył aktywne atomy, które przenikają do elementów podczas procesu ogrzewania i konserwacji ciepła; ② Absorpcja: Aktywne atomy są adsorbowane przez powierzchnię przedmiotu obrabianego, tworząc stałe roztwory lub specjalne związki; ③ Dyfuzja: infiltrowane atomy dyfundują do wewnątrz z powierzchni przedmiotu obrabianego, tworząc warstwę dyfuzyjną o określonej głębokości, to znaczy infiltrowaną warstwę Nawęglanie stali (Nawęglanie stali) zdjęcie Cel: Poprawa twardości i odporności na ścieranie powierzchni przedmiotu obrabianego Stal do nawęglania: stal niskowęglowa lub stal niskowęglowa stopowa Medium: najczęściej używane gazy (nafta, benzen itp.), z aktywnymi atomami węgla. Temperatura: w strefie austenitu 900-950 stopień Czas: W zależności od głębokości warstwy przesiąkającej około 10 godzin. Inne chemiczne metody obróbki cieplnej Azotowanie: proces obróbki cieplnej, który polega na infiltracji aktywnych atomów azotu na powierzchnię przedmiotu obrabianego w określonej temperaturze. Popraw twardość powierzchni, odporność na zużycie, wytrzymałość zmęczeniową, twardość termiczną i odporność na korozję części. Węgloazotowanie (węgloazotowanie): Węgiel i azot wnikają jednocześnie w powierzchnię przedmiotu obrabianego. Popraw twardość powierzchni, odporność na zmęczenie i zużycie oraz połącz zalety nawęglania i azotowania. Chromowanie: ma dobrą odporność na korozję i doskonałą odporność na utlenianie, twardość i odporność na zużycie i może zastąpić stal nierdzewną i stal żaroodporną do produkcji narzędzi. Borowanie: bardzo doskonała odporność na zużycie, odporność na korozję i odporność na zużycie błota, odporność na zużycie jest oczywiście lepsza niż warstwy azotujące, węglowe i węgloazotujące, ale nie jest odporna na korozję atmosferyczną i wodną. Stosowany głównie do części pompy błotnej, matryc do pracy na gorąco i osprzętu przedmiotu obrabianego.
Normalizujący
Gaszenie
Hartować
Zasada: Im większa częstotliwość prądu, tym mniejsza głębokość utwardzonej warstwy.
