Varmebehandling for hovedramme for AHYW-maskiner
Anhui Yawei vedtar for øyeblikket varmebehandling for alle maskinplater av metallplater, som kan eliminere materialspenningen med mini deformasjon i lang tid, hovedsakelig inkludert hovedrammer av CNC Synchro Pressbrakes, cnc auto pressbremsebakgrunner, fiberlaserskjærings hovedramme.
Varmebehandling (eller varmebehandling ) er en gruppe industrielle og metallbearbehandlingsprosesser som brukes til å endre de fysiske og noen ganger kjemiske egenskapene til et materiale. Den vanligste søknaden er metallurgisk . Varmebehandlinger brukes også til fremstilling av mange andre materialer, for eksempel glass . Varmebehandling innebærer bruk av oppvarming eller nedkjøling, normalt til ekstreme temperaturer, for å oppnå et ønsket resultat som herding eller mykning av et materiale. Varmebehandlingsteknikker inkluderer annealing , sagherding , nedbørstetting , temperering , normalisering og slukking . Det er bemerkelsesverdig at mens termen varmebehandling bare gjelder prosesser der oppvarming og avkjøling er gjort for det spesielle formål med å endre egenskaper med vilje, oppstår det ofte oppvarming og avkjøling ved andre produksjonsprosesser som varm forming eller sveising.
Metalliske materialer består av en mikrostruktur av små krystaller kalt "korn" eller krystallitter. Kornets natur (dvs. kornstørrelse og sammensetning) er en av de mest effektive faktorene som kan bestemme metallets generelle mekaniske oppførsel. Varmebehandling gir en effektiv måte å manipulere metallets egenskaper ved å kontrollere diffusjonshastigheten og kjølehastigheten i mikrostrukturen. Varmebehandling brukes ofte til å endre de mekaniske egenskapene til en metalllegering, manipulere egenskaper som hardhet, styrke, seighet, duktilitet og elastisitet.
Det er to mekanismer som kan forandre legerings egenskaper under varmebehandling: dannelsen av martensitt får krystallene til å deformere iboende, og diffusjonsmekanismen forårsaker endringer i homogeniteten av legeringen.
Krystallstrukturen består av atomer som er gruppert i et veldig spesifikt arrangement, kalt en gitter. I de fleste elementer vil denne bestillingen omorganisere seg, avhengig av forhold som temperatur og trykk. Denne omleggingen, kalt allotropi eller polymorfisme, kan forekomme flere ganger, ved mange forskjellige temperaturer for et bestemt metall. I legeringer kan denne omleggingen føre til at et element som vanligvis ikke oppløses i grunnmetallet, plutselig blir løselig, mens en reversering av allotropien vil gjøre elementene enten delvis eller helt uoppløselige.
Når det i løselig tilstand forårsaker diffusjonsprosessen at det oppløste elementets atomer spres ut, forsøker å danne en homogen fordeling i krystallene av basismetallet. Hvis legeringen avkjøles til en uoppløselig tilstand, kan atomene av de oppløste bestanddelene (oppløsninger) migrere ut av oppløsningen. Denne typen diffusjon, kalt nedbør, fører til nukleering, der de migrerende atomer grupperer sammen ved korngrensene. Dette danner en mikrostruktur som vanligvis består av to eller flere forskjellige faser. Stål som er blitt avkjølt sakte, danner for eksempel en laminert struktur bestående av alternerende lag av ferritt og sementitt, som blir myk perlit. Etter oppvarming av stålet til austenittfasen og deretter slukning av det i vann, vil mikrostrukturen være i martensittfasen. Dette skyldes det faktum at stålet vil skifte fra austenittfasen til martensitfasen etter slukking. Det skal bemerkes at noen perlit eller ferrit kan være til stede dersom slokkingen ikke raskt avkjølte alt stålet.
I motsetning til jernbaserte legeringer, opplever de fleste varmebehandlingslegeringer ikke en ferrittransformasjon. I disse legeringene forsterker nukleasjonen ved korngrensene ofte krystallmatrisens struktur. Disse metaller herdes ved nedbør. Vanligvis er en langsom prosess, avhengig av temperatur, ofte referert til som "alderherding".
Mange metaller og ikke-metaller utviser en martensitstransformasjon når de avkjøles raskt (med eksterne medier som olje, polymer, vann etc.). Når et metall avkjøles veldig raskt, kan de uoppløselige atomaene ikke være i stand til å migrere ut av løsningen i tide. Dette kalles en "diffusjonløs transformasjon." Når krystallmatrisen endrer seg til lavtemperaturarrangementet, blir atomene av løsemiddelet fanget inne i gitteret. De fangne atomer hindrer krystallmatrisen fra å forandre seg helt til lavtemperatur allotrop, noe som skaper skjærebelastninger i gitteret. Når noen legeringer avkjøles raskt, slik som stål, hærker martensitttransformasjonen metallet, mens i andre, som aluminium, blir legeringen mykere.
Effekter av tid og temperatur
Turtemperatur transformasjon (TTT) diagram for stål. De røde kurvene representerer forskjellige kjølehastigheter (hastighet) når de avkjøles fra den øvre kritiske (A3) temperaturen. V1 produserer martensitt. V2 har perleitt blandet med martensitt, V3 produserer bainitt, sammen med perlit og matensitt.
Riktig varmebehandling krever presis kontroll over temperatur, tidsbesparelse ved en bestemt temperatur og kjølehastighet. [12]
Med unntak av stressavlastende, temperering og aldring begynner de fleste varmebehandlingene ved å varme en legering utover den øvre transformasjonstemperaturen (A3). Denne temperaturen refereres til som en "arrestering" fordi ved A3 temperaturen opplever metallet en periode med hysterese. På dette punktet brukes all varmeenergi til å forårsake krystallendringen, slik at temperaturen ikke stiger for kort tid (arresteringer) og deretter fortsetter å klatre når endringen er fullført. [13] Derfor må legeringen oppvarmes over kritisk temperatur for at en transformasjon skal skje. Legeringen vil vanligvis holdes ved denne temperaturen lenge nok til at varmen helt penetrerer legeringen, og derved bringes den til en komplett fast løsning.
Fordi en mindre kornstørrelse vanligvis forbedrer mekaniske egenskaper, som for eksempel seighet, skjærstyrke og strekkfasthet, blir disse metaller ofte oppvarmet til en temperatur som ligger like over den øvre kritiske temperaturen, for å forhindre at kornkornene vokser for store . For eksempel, når stål er oppvarmet over den øvre kritiske temperaturen, blir små korn av austenittform. Disse blir større ettersom temperaturen er økt. Når den er avkjølt svært raskt, under en martensitttransformasjon, påvirker austenittkornstørrelsen direkte den martensitiske kornstørrelsen. Større korn har store korngrenser, som fungerer som svake flekker i strukturen. Kornstørrelsen styres vanligvis for å redusere sannsynligheten for brudd.
Diffusjonstransformasjonen er svært tidsavhengig. Kjøling av et metall vil vanligvis undertrykke nedbør til en mye lavere temperatur. Austenitt, for eksempel, eksisterer vanligvis bare over den øvre kritiske temperaturen. Men hvis austenitten avkjøles raskt nok, kan transformasjonen bli undertrykt i hundrevis av grader under den nedre kritiske temperaturen. Slike austenitt er svært ustabil og vil, hvis gitt nok tid, utfelle i forskjellige mikrostrukturer av ferrit og sementitt. Kjølehastigheten kan brukes til å kontrollere graden av kornvekst eller kan til og med brukes til å produsere delvis martensitiske mikrostrukturer. Imidlertid er martensitttransformasjonen tidsubstandig. Hvis legeringen avkjøles til martensitttransformasjonens (M s ) temperatur før andre mikrostrukturer kan dannes fullt ut, vil transformasjonen vanligvis forekomme like under lydens hastighet.
Når austenitt avkjøles sakte nok til at en martensitttransformasjon ikke oppstår, vil austenittkornstørrelsen ha en effekt på kjerningshastigheten, men det er generelt temperatur og kjølehastigheten som styrer kornstørrelsen og mikrostrukturen. Når austenitt avkjøles ekstremt sakte, vil det danne store ferritkrystaller fylt med sfæriske inneslutninger av sementitt. Denne mikrostrukturen kalles "sphereoidite". Hvis avkjølt litt raskere, dannes grov perlit. Enda raskere, og fin perlit vil danne. Hvis det avkjøles enda raskere, vil bainitt dannes. På samme måte vil disse mikrostrukturene også dannes dersom de avkjøles til en bestemt temperatur og holdes der for en viss tid. [17]
De fleste ikke-jernholdige legeringer oppvarmes også for å danne en løsning. Ofte blir disse deretter avkjølt veldig raskt for å produsere en martensitttransformasjon, og løsningen blir i en overmettet tilstand. Legeringen, som er i en mye mykere tilstand, kan da bli kaldt arbeidet. Denne kalde arbeidet øker styrken og hardheten til legeringen, og manglene forårsaket av plastisk deformering har en tendens til å øke hastigheten på nedbør, noe som øker hardheten utover det som er normalt for legeringen. Selv om det ikke er kaldt, vil løsningsmidlene i disse legeringene vanligvis utfelle, selv om prosessen kan ta mye lengre tid. Noen ganger blir disse metallene oppvarmet til en temperatur som er under den nedre kritiske (A 1 ) temperaturen, og forhindrer omkrystallisering for å øke hastigheten på nedbør.
Annealing for metallplate
Annealing (metallurgi)
Annealing består av oppvarming av et metall til en bestemt temperatur og deretter avkjøling med en hastighet som vil gi en raffinert mikrostruktur, enten helt eller delvis adskille bestanddelene. Kjølehastigheten er vanligvis langsom. Annealing brukes oftest til å myke et metall for kaldt arbeid, for å forbedre maskinens evne, eller for å forbedre egenskaper som elektrisk ledningsevne.
I jernholdige legeringer utføres annealing vanligvis ved oppvarming av metallet utover den øvre kritiske temperatur og deretter avkjøling veldig sakte, noe som resulterer i dannelsen av perlit. I både rene metaller og mange legeringer som ikke kan varmebehandles, brukes glødemiddel for å fjerne hardheten som skyldes kald arbeid. Metallet blir oppvarmet til en temperatur hvor omkrystallisering kan oppstå, og derved reparere defekter forårsaket av plastisk deformasjon. I disse metallene vil kjølehastigheten vanligvis ha liten effekt. De fleste ikke-jernholdige legeringer som er varmebehandlingsbare, er også annealed for å lindre hardheten til kaldt arbeid. Disse kan langsomt avkjøles for å tillate fullstendig utfelling av bestanddelene og frembringe en raffinert mikrostruktur.
Jernholdige legeringer er vanligvis enten "fullglødte" eller "prosessglødte". Fullstendig glødning krever meget lave kjølehastigheter, for å danne grov perlit. Ved prosessglødning kan kjølehastigheten være raskere; opp til og inkludert normalisering. Hovedmålet med prosessglødemiddel er å produsere en jevn mikrostruktur. Ikke-jernholdige legeringer blir ofte utsatt for en rekke annealingsteknikker, inkludert "omkrystallisasjonsglødning", "delvis annealing", "fullglødning" og "sluttglødning." Ikke alle annealingsteknikker innebærer omkrystallisering, for eksempel stressavlastning.
