Leģētā tērauda kalšanas procesi būtiski ietekmē galaprodukta cietību, kas ir izšķirošs faktors, kas nosaka komponenta veiktspēju un izturību. Leģētajiem tēraudiem, kas sastāv no dzelzs un citiem elementiem, piemēram, hroma, molibdēna vai niķeļa, salīdzinājumā ar oglekļa tēraudiem ir uzlabotas mehāniskās īpašības. Kalšanas procesam, kas ietver metāla deformāciju, izmantojot spiedes spēkus, ir galvenā loma šo īpašību, īpaši cietības, pielāgošanā.
Kalšanas metodes un to ietekme uz cietību
1. Karstā kalšana: šis process ietver leģētā tērauda karsēšanu līdz temperatūrai, kas pārsniedz tā pārkristalizācijas punktu, parasti no 1100°C līdz 1200°C. Augsta temperatūra samazina metāla viskozitāti, ļaujot vieglāk deformēties. Karstā kalšana veicina izsmalcinātu graudu struktūru, uzlabojot tērauda mehāniskās īpašības, tostarp cietību. Tomēr galīgā cietība ir atkarīga no turpmākā dzesēšanas ātruma un pielietotās termiskās apstrādes. Ātra dzesēšana var palielināt cietību martensīta veidošanās dēļ, savukārt lēnāka dzesēšana var radīt rūdītāku, mazāk cietu materiālu.
2. Aukstā kalšana: atšķirībā no karstās kalšanas, aukstā kalšana tiek veikta istabas temperatūrā vai tuvu tam. Šis process palielina materiāla izturību un cietību, izmantojot deformācijas sacietēšanu vai darba sacietēšanu. Aukstā kalšana ir izdevīga, lai iegūtu precīzus izmērus un augstu virsmas apdari, taču to ierobežo sakausējuma elastība zemākā temperatūrā. Aukstās kalšanas rezultātā iegūto cietību ietekmē pielietotā deformācijas pakāpe un sakausējuma sastāvs. Pēckalšanas termiskā apstrāde bieži ir nepieciešama, lai sasniegtu vēlamo cietības līmeni un mazinātu atlikušos spriegumus.
3. Izotermiskā kalšana. Šis uzlabotais paņēmiens ietver kalšanu temperatūrā, kas paliek nemainīga visa procesa laikā, parasti tuvu sakausējuma darba temperatūras diapazona augšējam galam. Izotermiskā kalšana samazina temperatūras gradientus un palīdz sasniegt vienmērīgu mikrostruktūru, kas var uzlabot leģētā tērauda cietību un vispārējās mehāniskās īpašības. Šis process ir īpaši izdevīgs augstas veiktspējas lietojumiem, kam nepieciešamas precīzas cietības specifikācijas.
Termiskā apstrāde un tās nozīme
Kalšanas process vien nenosaka leģētā tērauda galīgo cietību. Termiskā apstrāde, tostarp atkausēšana, rūdīšana un rūdīšana, ir būtiska, lai sasniegtu noteiktus cietības līmeņus. Piemēram:
- Atkausēšana: šī termiskā apstrāde ietver tērauda karsēšanu līdz augstai temperatūrai un pēc tam lēnu atdzesēšanu. Rūdīšana samazina cietību, bet uzlabo elastību un stingrību.
- Rūdīšana: ātra dzesēšana no augstas temperatūras, parasti ūdenī vai eļļā, pārvērš tērauda mikrostruktūru par martensītu, kas ievērojami palielina cietību.
- Rūdīšana: pēc rūdīšanas rūdīšana ietver tērauda uzsildīšanu līdz zemākai temperatūrai, lai pielāgotu cietību un mazinātu iekšējos spriegumus. Šis process līdzsvaro cietību un stingrību.
Secinājums
Saikne starp leģētā tērauda kalšanas procesiem un cietību ir sarežģīta un daudzpusīga. Karstā kalšana, aukstā kalšana un izotermiskā kalšana cietību ietekmē atšķirīgi, un galīgo cietību ietekmē arī turpmākā termiskā apstrāde. Izpratne par šīm mijiedarbībām ļauj inženieriem optimizēt kalšanas procesus, lai sasniegtu vēlamo leģētā tērauda komponentu cietību un kopējo veiktspēju. Pareizi pielāgotas kalšanas un termiskās apstrādes stratēģijas nodrošina, ka leģētā tērauda izstrādājumi atbilst stingrām dažādu lietojumu prasībām, sākot no automobiļu detaļām līdz kosmosa detaļām.
Publicēšanas laiks: 22. augusts 2024
