Steel annealing sebagai jenis perlakuan panas. Teknologi logam

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Membuat material baru dan mengontrol propertinya adalah seni teknologi logam. Salah satu alatnya adalah perlakuan panas. Proses ini memungkinkan untuk mengubah karakteristik dan, karenanya, area penggunaan paduan. Anil baja adalah opsi yang banyak digunakan untuk menghilangkan cacat manufaktur pada produk, meningkatkan kekuatan dan keandalannya.

Proses tugas dan varietasnya

Operasi anil dilakukan dengan tujuan:

• optimasi struktur intrakristalin, pemesanan elemen paduan;
• meminimalkan distorsi internal dan stres karena fluktuasi suhu proses yang cepat;
• meningkatkan kelenturan objek untuk pemotongan berikutnya.

Operasi klasik disebut "anil penuh", namun, ada sejumlah varietasnya, tergantung pada sifat yang ditentukan dan karakteristik tugas: tidak lengkap, rendah, difusi (homogenisasi),isotermal, rekristalisasi, normalisasi. Semuanya pada prinsipnya serupa, namun, mode perlakuan panas baja berbeda secara signifikan.

Perlakuan panas berdasarkan grafik

Semua transformasi dalam metalurgi besi, yang didasarkan pada permainan suhu, jelas sesuai dengan diagram paduan besi-karbon. Ini adalah bantuan visual untuk menentukan struktur mikro baja karbon atau besi tuang, serta titik transformasi struktur dan fiturnya di bawah pengaruh pemanasan atau pendinginan.

Teknologi logam mengatur semua jenis anil baja karbon dengan jadwal ini. Untuk tidak lengkap, rendah, dan juga untuk rekristalisasi, nilai suhu “starting” adalah garis PSK, yaitu titik kritisnya Ac₁. Anil penuh dan normalisasi baja berorientasi termal ke garis diagram GSE, titik kritisnya Ac₃ dan Ac_{m. Diagram juga dengan jelas menetapkan hubungan metode perlakuan panas tertentu dengan jenis bahan dalam hal kandungan karbon dan kemungkinan penerapannya yang sesuai untuk paduan tertentu.}

Anil penuh

Benda: tuang dan tempa dari paduan hipoeutektoid, sedangkan komposisi baja harus mengisi karbon dalam jumlah hingga 0,8%.

Target:

• perubahan maksimum dalam struktur mikro yang diperoleh dengan pengecoran dan tekanan panas, membawa komposisi ferit-perlit berbutir kasar yang tidak homogen menjadi berbutir halus yang homogen;
• mengurangi kekerasan dan meningkatkan keuletan untuk pemrosesan lebih lanjutpemotongan.

Teknologi. Suhu anil baja adalah 30-50˚С lebih tinggi dari titik kritis Ac_{3. Ketika logam mencapai karakteristik termal yang ditentukan, mereka dipertahankan pada tingkat ini untuk beberapa waktu, yang memungkinkan untuk menyelesaikan semua transformasi yang diperlukan. Butir perlitik dan feritik besar benar-benar berubah menjadi austenit. Tahap selanjutnya adalah pendinginan lambat bersama dengan tungku, di mana ferit dan perlit dipisahkan lagi dari austenit, yang memiliki butiran halus dan struktur yang seragam.}

Anil lengkap baja memungkinkan untuk menghilangkan cacat internal yang paling sulit, namun sangat lama dan intensif energi.

Anil tidak lengkap

Objek: baja hypoeutectoid tanpa ketidakhomogenan internal yang serius.

Tujuan: Menggiling dan melembutkan butiran perlit, tanpa mengubah dasar feritik.

Teknologi. Memanaskan logam ke suhu yang berada dalam interval antara titik kritis Ac₁ dan Ac_{3. Paparan blanko di tungku dengan karakteristik stabil berkontribusi pada penyelesaian proses yang diperlukan. Pendinginan dilakukan secara perlahan, bersamaan dengan oven. Pada keluarannya, diperoleh struktur butiran halus perlit-ferit yang sama. Dengan efek termal seperti itu, perlit berubah menjadi butiran halus, sedangkan ferit tetap kristal tidak berubah, dan hanya dapat berubah secara struktural, juga penggilingan.}

Anil baja yang tidak lengkap memungkinkan Anda untuk menyeimbangkan keadaan internal dan sifat-sifat benda sederhana, lebih hemat energi.

Anil rendah(rekristalisasi)

Objek: semua jenis baja karbon canai, baja paduan dengan kandungan karbon dalam 0,65% (misalnya, bantalan bola), suku cadang dan blanko yang terbuat dari logam non-besi yang tidak mengandung cacat internal yang serius, tetapi perlu koreksi energi rendah.

Target:

• penghapusan tegangan internal dan pengerasan karena pengaruh deformasi dingin dan panas;
• menghilangkan efek negatif dari pendinginan yang tidak merata pada struktur yang dilas, meningkatkan plastisitas dan kekuatan lapisan;
• membuat struktur mikro produk metalurgi non-ferrous menjadi seragam;
• spheroidization dari lamellar pearlite - memberikan bentuk granular.

Teknologi.

Bagian dipanaskan 50-100˚C di bawah titik kritis Ac_{1. Di bawah pengaruh pengaruh tersebut, perubahan internal kecil dihilangkan. Seluruh proses teknologi memakan waktu sekitar 1-1,5 jam. Kisaran suhu perkiraan untuk beberapa bahan:}

1. Baja karbon dan paduan tembaga - 600-700˚C.
2. Paduan nikel - 800-1200˚C.
3. Paduan aluminium - 300-450˚C.

Pendinginan dilakukan di udara. Untuk baja martensit dan bainitik, teknologi logam memberikan nama yang berbeda untuk proses ini - temper tinggi. Ini adalah cara sederhana dan terjangkau untuk meningkatkan sifat bagian dan struktur.

Homogenisasi (anil difusi)

Objek: produk casting besar, terutama castingbaja paduan.

Tujuan: distribusi atom unsur paduan yang seragam di atas kisi kristal dan seluruh volume batangan sebagai hasil difusi suhu tinggi; melembutkan struktur benda kerja, mengurangi kekerasannya sebelum melakukan operasi teknologi berikutnya.

Teknologi. Bahan dipanaskan hingga suhu tinggi 1000-1200˚С. Karakteristik termal yang stabil harus dipertahankan untuk waktu yang lama - sekitar 10-15 jam, tergantung pada ukuran dan kompleksitas struktur cor. Setelah menyelesaikan semua tahap transformasi suhu tinggi, pendinginan lambat akan mengikuti.

Sebuah proses padat karya tetapi sangat efektif untuk meratakan struktur mikro struktur besar.

Anil isotermal

Objek: lembaran baja karbon, paduan dan produk paduan tinggi.

Tujuan: Memperbaiki struktur mikro, menghilangkan cacat internal dengan waktu yang lebih singkat.

Teknologi. Logam awalnya dipanaskan sampai suhu anil penuh dan waktu yang dibutuhkan untuk transformasi semua struktur yang ada menjadi austenit dipertahankan. Kemudian dinginkan perlahan dengan cara direndam dalam garam panas. Setelah mencapai panas pada 50-100˚C di bawah titik Ac_{1, ia ditempatkan dalam tungku untuk mempertahankannya pada tingkat ini untuk waktu yang diperlukan untuk transformasi austenit yang lengkap. menjadi perlit dan sementit. Pendinginan terakhir terjadi di udara.}

Metode ini memungkinkan Anda untuk mencapai sifat yang diperlukan dari baja paduan kosong, sekaligus menghemat waktu, dibandingkan dengan fullanil.

Normalisasi

Objek: tuang, tempa, dan bagian yang terbuat dari karbon rendah, karbon sedang, dan baja paduan rendah.

Tujuan: untuk merampingkan keadaan internal, memberikan kekerasan dan kekuatan yang diinginkan, meningkatkan keadaan internal sebelum tahap perlakuan panas dan pemotongan berikutnya.

Teknologi. Baja dipanaskan sampai suhu yang terletak sedikit di atas garis GSE dan titik kritisnya, ditahan dan didinginkan di udara. Dengan demikian, kecepatan penyelesaian proses meningkat. Namun, dengan menggunakan prosedur ini, dimungkinkan untuk mencapai struktur ketenangan rasional hanya jika komposisi baja ditentukan oleh karbon dalam jumlah tidak lebih dari 0,4%. Dengan peningkatan jumlah karbon, peningkatan kekerasan terjadi. Baja yang sama setelah normalisasi memiliki kekerasan yang lebih besar bersama dengan butiran halus yang ditempatkan secara merata. Teknik ini memungkinkan untuk secara signifikan meningkatkan ketahanan paduan terhadap kehancuran dan keuletan pemotongan.

Kemungkinan cacat anil

Selama kinerja operasi perlakuan panas, perlu untuk mematuhi mode pemanasan dan pendinginan suhu yang ditentukan. Dalam kasus pelanggaran persyaratan, berbagai cacat dapat terjadi.

1. Oksidasi lapisan permukaan dan pembentukan kerak. Selama operasi, logam panas bereaksi dengan oksigen atmosfer, yang mengarah pada pembentukan kerak pada permukaan benda kerja. Untuk dibersihkan secara mekanis atau denganbahan kimia khusus.
2. Pembakaran karbon. Ini juga terjadi sebagai akibat dari pengaruh oksigen pada logam panas. Penurunan jumlah karbon di lapisan permukaan menyebabkan penurunan sifat mekanik dan teknologinya. Untuk mencegah proses ini, anil baja harus dilakukan secara paralel dengan memasukkan gas pelindung ke dalam tungku, tugas utamanya adalah untuk mencegah interaksi paduan dengan oksigen.
3. Terlalu panas. Ini adalah konsekuensi dari paparan yang terlalu lama dalam oven pada suhu tinggi. Ini menghasilkan pertumbuhan butir yang berlebihan, perolehan struktur butiran kasar yang tidak homogen, dan peningkatan kerapuhan. Untuk dikoreksi dengan langkah anil penuh lainnya.
4. Terbakar. Terjadi sebagai akibat dari melebihi nilai pemanasan dan paparan yang diizinkan, mengarah pada penghancuran ikatan antara beberapa butir, benar-benar merusak seluruh struktur logam dan tidak dapat dikoreksi.

Untuk mencegah kegagalan, penting untuk melakukan tugas perlakuan panas secara akurat, memiliki keterampilan profesional, dan mengontrol proses secara ketat.

Steel annealing adalah teknologi yang sangat efisien untuk membawa struktur mikro bagian dengan kompleksitas dan komposisi apa pun ke struktur dan kondisi internal yang optimal, yang diperlukan untuk tahap selanjutnya dari pengaruh termal, pemotongan, dan pengoperasian struktur.