Turli metall materiallar uchun issiqlik bilan ishlov berish jarayoni bir xilmi?

y, jarayon tushunchalarini farqlash uchun asos
Metall issiqlik bilan ishlov berishning asosiy g'oyasi atomlarning harakatini va fazalarning o'zgarishini tartibga solish uchun harorat maydonlaridan foydalanishdir. Biroq, turli metallar atomlarini joylashtirish va fazalarni o'zgartirishning juda xilma-xil usullariga ega.
Temir{0}}asosli qotishmalar (po'lat): Temir{1}}uglerod fazasi diagrammasiga ko'ra, ostenitizatsiya va martensit o'zgarishi kabi jarayonlar materialni mustahkamlaydi. Misol uchun, 45 # po'latning strukturasini to'liq ostenitlash uchun uni 840–860 darajaga qizdirish va keyin HRC50–55 qattiqligicha bo'lgan martensit olish uchun tezda sovutish kerak.
Alyuminiy qotishmasi: qattiq eritmani mustahkamlash va qarishni mustahkamlash mexanizmlariga bog'liq. Misol uchun, 6061 alyuminiy qotishmasi bilan ishlaganda, eritma bilan ishlov berish Mg ₂ Si fazasini to'liq eritish uchun uni 530-540 daraja 4-6 soat davomida ushlab turishni anglatadi. So'ngra, u o'ta to'yingan qattiq eritmani hosil qilish uchun suvda so'ndiriladi va nihoyat, nano o'lchamdagi mustahkamlash bosqichlarini yaratish uchun 175 darajada qaritadi. 180MPa dan 310MPa gacha kuchlanish kuchini oshirish mumkin.
Titan qotishmalari uchun beta-faza hududida issiqlik bilan ishlov berish mikro tuzilmani nazorat qiladi. TC4 titanium qotishmasini havo bilan sovutish orqali 980-1020 daraja fazali mintaqada qattiq eritma bilan ishlov berilgandan so'ng, u 1100 MPa kuchlanish kuchiga ega qatlamli + tuzilishga ega bo'lishi mumkin. Agar izotermik ishlov berish 850 gradusda amalga oshirilsa, teng o'qli alfa faza hosil bo'lishi mumkin va uzayish tezligi 15% gacha ko'tarilishi mumkin.
2, tipik jarayonlarni amalga oshirishning turli usullari
Har xil turdagi metall o'zlarining issiqlik bilan ishlov berish jarayoni usullarini ishlab chiqdilar, chunki ular turli xil ishlash ehtiyojlariga ega.
1. Po'lat materiallar bilan ishlashning turli usullari
Söndürme va temperleme: Yuqori qattiqlik (HRC62-65) va aşınmaya bardoshli bo'lish uchun yuqori uglerodli asbob po'latini (masalan, T10A) 1000-1050 daraja haroratda so'ndirish va 200 daraja haroratda temperlash kerak. Temperlangan martensit strukturasini olish uchun 42CrMo söndürülmüş va temperli po'latni 850 gradusda so'ndirish va 550 daraja haroratda temperli qilish kerak. Bu struktura kuch (s b 1080MPa dan katta yoki unga teng) va qattiqlikni (ak 39J dan katta yoki teng) birlashtiradi.
Noyob jarayon: kriyojenik ishlov berish (-196 daraja suyuq azotli sovutish) qolgan ostenitni martensitga aylantirishi mumkin, bu 9Cr18Mo rulmanli po'latni 1-2HRC qattiqroq qiladi; Induksion isitish sirtini söndürme yadroni qattiq ushlab turganda tishli yuzasida 5 mm qalinlikdagi qotib qolgan qatlam hosil qilishi mumkin.
2. Faqat rangli metallar uchun-jarayonlar
T6 bilan ishlov berish (qattiq eritma + sun'iy qarish) 6000 seriyali alyuminiy qotishmalarini kuchliroq qilishning odatiy usuli hisoblanadi. Quvvat va stress korroziyaga chidamliligini muvozanatlash uchun 7075 alyuminiy qotishmasi T74 ikki bosqichli qarishini talab qiladi (120 daraja / 24 soat → 160 daraja / 8 soat).
Mis qotishmasi: Berilliy bronza (QBe2) 320–340 daraja qariganda “faza” hosil qiladi va HRC38–42 qattiqligiga ega. Guruch (H62) 300–350 daraja haroratda stressni engillashtiradi,{6}}sovuq ishda qotib qolishdan xalos bo'ladi.
Magniy qotishmasi: 415 daraja eritmada ishlov berilgandan so'ng, AZ91D magniy qotishmasi 175 daraja qarish orqali - Mg ₁₇ Al ₁₂ fazasini hosil qiladi. Bu hosildorlikni 30% ga kuchliroq qiladi.
3. O'tga chidamli metallar uchun noyob ehtiyojlar
Volfram qotishmasi: sovuq ishda qotib qolishdan xalos bo'lish uchun 1400-1600 daraja qayta kristallanish tavlanishiga muhtoj va yuqori haroratda mustahkamlikni saqlash uchun don hajmi 50 mkm dan kam yoki teng bo'lishi kerak.
Molibden qotishmasi: Radiatsiya shikastlanishini tuzatish va yadro reaktorining strukturaviy materiallarining ish faoliyatini tiklash uchun u 1800-2000 daraja yuqori haroratda tavlanadi.
3, dizaynni qayta ishlash uchun umumiy bo'lgan qonunlar
Jarayon parametrlari juda xilma-xil bo'lsa ham, har xil turdagi metall materiallar uchun issiqlik bilan ishlov berish dizayni quyidagi asosiy qoidalarga amal qiladi:
Faza diagrammasi barcha texnologik dizaynlarning asosiy g'oyasidir. Kritik harorat (Ac ₁, Ac ∝, Ms va boshqalar) isitish haroratini tanlash uchun ishlatiladi. Masalan, 304 zanglamaydigan po'latdan karbidlarni to'liq eritish uchun uni 1050-1100 darajaga qizdirish kerak.
Sovutish tezligini nazorat qilish: Sovutish tezligini nazorat qilish va to'qimalarni ma'lum bir tarzda o'zgartirish uchun to'g'ri vositani (suv, moy, polimer va boshqalar) tanlang. Suvni o'chirish yuqori{2}}karbonli po'latni martensitga aylantirishi mumkin, moyni o'chirish esa past-qotishma po'latni sindirishdan saqlaydi.
Stressni engillashtiradigan tavlanish (masalan, 300-400 daraja po'lat va 150-200 daraja alyuminiy qotishmasi) ishlov berish stressidan xalos bo'lish va narsalarni egilish yoki yorilishdan saqlash uchun ishlatiladi. Issiqlik bilan ishlov berish o'rniga, vibratsiyali qarish (VSR) samolyot alyuminiy qotishma qismlarida stressni kamaytirish uchun keng qo'llaniladi.
Birgalikda sirtni o'zgartirish: turli darajadagi ishlashga erishish uchun kimyoviy issiqlik bilan ishlov berish (karburizatsiya, nitridlash) va sirtni söndürme bilan birgalikda foydalanish. Masalan, viteslar 20CrMnTi (930 daraja × 8 soat) bilan karbürize qilinadi, past haroratlarda so'ndiriladi va qattiqlashadi. Bu ularga HRC58-62 sirt qattiqligini beradi va ularni yadroda qattiq ushlab turadi.
4, jarayonni takomillashtirishning etakchi yo'nalishi
Materialshunoslik rivojlanishi bilan issiqlik bilan ishlov berish texnikasi quyidagi innovatsion tendentsiyalarni namoyish etdi:
Lazer/elektron nurlari bilan mahalliy issiqlik bilan ishlov berish to'qimalarning kichik joylarining haroratini nazorat qilishning aniq usuli hisoblanadi. U samolyot dvigatelining pichoqlarini o'rab turgan gaz plyonkasi teshiklarini kuchliroq qilish uchun ishlatiladi.
Aqlli jarayon tizimi: U raqamli egizak issiqlik bilan ishlov berish jarayoni simulyatsiyasi asosida to'qimalar qanday o'zgarishini va parametrlarni yaxshilashini bashorat qilishi mumkin. Misol uchun, GE turbina diskini söndürme paytida 0,1 mm dan ortiq deformatsiyadan himoya qilish uchun ProCAST dasturidan foydalanadi.
Yashil usulda narsalarni yasash texnologiyasi: Past bosimli karbürizatsiya (LPC) CO₂ chiqindilarini kamaytirish uchun an'anaviy gazni karbürleme o'rnini bosadi. Yog 'almashtirish texnologiyasi (masalan, PAG polimeri) VOC emissiyasini kamaytiradi.