Wärmebehandlung für Hauptrahmen von AHYW Maschinen
Anhui Yawei nimmt zZ Wärmebehandlung für alle Blech machienry Rahmen an, die den materiellen Druck mit Minireformation für lange Zeit unter Verwendung, hauptsächlich enthalten Hauptrahmen CNC Synchro Pressbrakes, cnc-Selbstpressungs-Hinteranschlags, Faserlaser-Schneidemaschinen Hauptrahmen beseitigen können.
Wärmebehandlung (oder Wärmebehandlung ) ist eine Gruppe von industriellen und metallverarbeitenden Prozessen, die verwendet werden, um die physikalischen und manchmal chemischen Eigenschaften eines Materials zu verändern. Die häufigste Anwendung ist metallurgisch . Wärmebehandlungen werden auch bei der Herstellung vieler anderer Materialien wie Glas verwendet . Die Wärmebehandlung beinhaltet die Verwendung von Erhitzen oder Abkühlen, normalerweise bis zu extremen Temperaturen, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen, wie z. B. Härten oder Erweichen eines Materials. Wärmebehandlungsverfahren umfassen Glühen , Einsatzhärten , Ausscheidungsverfestigen , Tempern , Normalisieren und Abschrecken . Es ist erwähnenswert, dass, während der Begriff Wärmebehandlung nur für Prozesse gilt, in denen das Erwärmen und Kühlen für den spezifischen Zweck der absichtlichen Veränderung der Eigenschaften erfolgt, während anderer Herstellungsprozesse, wie Warmformen oder Schweißen, häufig Erhitzen und Abkühlen auftritt.
Metallische Materialien bestehen aus einer Mikrostruktur von kleinen Kristallen, die "Körner" oder Kristallite genannt werden. Die Art der Körner (dh Korngröße und Zusammensetzung) ist einer der effektivsten Faktoren, die das gesamte mechanische Verhalten des Metalls bestimmen können. Die Wärmebehandlung bietet eine effiziente Möglichkeit, die Eigenschaften des Metalls zu manipulieren, indem die Diffusionsgeschwindigkeit und die Abkühlungsgeschwindigkeit in der Mikrostruktur gesteuert werden. Wärmebehandlung wird oft verwendet, um die mechanischen Eigenschaften einer metallischen Legierung zu verändern, indem Eigenschaften wie Härte, Festigkeit, Zähigkeit, Dehnbarkeit und Elastizität verändert werden.
Es gibt zwei Mechanismen, die die Eigenschaften einer Legierung während der Wärmebehandlung verändern können: Die Bildung von Martensit bewirkt, dass sich die Kristalle intrinsisch verformen, und der Diffusionsmechanismus verursacht Änderungen in der Homogenität der Legierung.
Die Kristallstruktur besteht aus Atomen, die in einer ganz bestimmten Anordnung, einem Gitter, gruppiert sind. In den meisten Elementen wird sich diese Reihenfolge je nach den Bedingungen wie Temperatur und Druck neu anordnen. Diese Umlagerung, die Allotropie oder Polymorphie genannt wird, kann bei vielen verschiedenen Temperaturen für ein bestimmtes Metall mehrere Male auftreten. In Legierungen kann diese Umlagerung dazu führen, dass ein Element, das sich normalerweise nicht in das Grundmetall auflöst, plötzlich löslich wird, während eine Umkehrung der Allotropie die Elemente entweder teilweise oder vollständig unlöslich machen wird.
Im gelösten Zustand führt der Diffusionsprozess dazu, dass sich die Atome des gelösten Elements ausbreiten und versuchen, eine homogene Verteilung innerhalb der Kristalle des Grundmetalls zu bilden. Wenn die Legierung in einen unlöslichen Zustand abgekühlt wird, können die Atome der gelösten Bestandteile (gelöste Stoffe) aus der Lösung wandern. Dieser als Niederschlag bezeichnete Diffusionstyp führt zur Keimbildung, bei der die wandernden Atome an den Korngrenzen zusammenkommen. Dies bildet eine Mikrostruktur, die im Allgemeinen aus zwei oder mehr verschiedenen Phasen besteht. Beispielsweise wird der langsam abgekühlte Stahl eine laminierte Struktur bilden, die aus abwechselnden Schichten aus Ferrit und Zementit besteht und zu weichem Perlit wird. Nach dem Erhitzen des Stahls auf die Austenitphase und dem anschließenden Abschrecken in Wasser befindet sich die Mikrostruktur in der martensitischen Phase. Dies liegt an der Tatsache, dass der Stahl nach dem Abschrecken von der Austenitphase in die Martensitphase wechseln wird. Es sollte beachtet werden, dass etwas Perlit oder Ferrit vorhanden sein kann, wenn der Abschreckvorgang nicht den gesamten Stahl schnell abkühlt.
Im Gegensatz zu Legierungen auf Eisenbasis erfahren die meisten wärmebehandelbaren Legierungen keine Ferrit-Umwandlung. In diesen Legierungen verstärkt die Keimbildung an den Korngrenzen oft die Struktur der Kristallmatrix. Diese Metalle härten durch Ausfällung aus. In der Regel ein langsamer Prozess, abhängig von der Temperatur, wird dies oft als "Aushärtung" bezeichnet.
Viele Metalle und Nichtmetalle zeigen bei schneller Abkühlung (mit externen Medien wie Öl, Polymer, Wasser etc.) eine Martensitumwandlung. Wenn ein Metall sehr schnell abgekühlt wird, können die unlöslichen Atome möglicherweise nicht rechtzeitig aus der Lösung auswandern. Dies wird als "diffusionslose Transformation" bezeichnet. Wenn sich die Kristallmatrix zu ihrer Tieftemperaturanordnung ändert, werden die Atome des gelösten Stoffes innerhalb des Gitters gefangen. Die eingeschlossenen Atome verhindern, dass sich die Kristallmatrix vollständig in ihr Tieftemperaturallotrop ändert, wodurch Scherspannungen innerhalb des Gitters erzeugt werden. Wenn einige Legierungen schnell abgekühlt werden, wie Stahl, härtet die Martensitumwandlung das Metall, während in anderen wie Aluminium die Legierung weicher wird.
Auswirkungen von Zeit und Temperatur
Zeit-Temperatur-Transformation (TTT) Diagramm für Stahl. Die roten Kurven stellen unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten (Geschwindigkeit) dar, wenn sie von der oberen kritischen (A3) Temperatur abgekühlt werden. V1 erzeugt Martensit. V2 hat Perlit gemischt mit Martensit, V3 produziert Bainit, zusammen mit Perlit und Matensit.
Die richtige Wärmebehandlung erfordert eine genaue Kontrolle über Temperatur, Zeit bei einer bestimmten Temperatur und Kühlrate. [12]
Mit Ausnahme von Spannungsarmglühen, Tempern und Altern beginnen die meisten Wärmebehandlungen durch Erhitzen einer Legierung über die obere Umwandlungs- (A & sub3;) Temperatur hinaus. Diese Temperatur wird als "Arrest" bezeichnet, da das Metall bei der A 3 -Temperatur eine Periode der Hysterese erfährt. An diesem Punkt wird die gesamte Wärmeenergie verwendet, um die Kristalländerung zu bewirken, so dass die Temperatur für eine kurze Zeit aufhört (Verhaftungen) und dann weiter steigt, sobald die Änderung abgeschlossen ist. [13] Daher muss die Legierung über die kritische Temperatur erhitzt werden, damit eine Umwandlung stattfinden kann. Die Legierung wird üblicherweise lange genug bei dieser Temperatur gehalten, damit die Wärme vollständig in die Legierung eindringen kann, wodurch sie in eine vollständige feste Lösung gebracht wird.
Da eine kleinere Korngröße gewöhnlich die mechanischen Eigenschaften wie Zähigkeit, Scherfestigkeit und Zugfestigkeit verbessert, werden diese Metalle oft auf eine Temperatur erhitzt, die gerade oberhalb der oberen kritischen Temperatur liegt, um zu verhindern, dass die Lösungskörner zu groß werden . Wenn zum Beispiel Stahl über die obere kritische Temperatur erhitzt wird, bilden sich kleine Austenitkörner. Diese werden mit steigender Temperatur größer. Bei sehr schneller Abkühlung während einer Martensitumwandlung beeinflusst die Austenitkorngröße direkt die martensitische Korngröße. Größere Körner haben große Korngrenzen, die als Schwachstellen in der Struktur dienen. Die Korngröße wird üblicherweise kontrolliert, um die Bruchwahrscheinlichkeit zu verringern.
Die Diffusionstransformation ist sehr zeitabhängig. Das Abkühlen eines Metalls unterdrückt normalerweise die Ausfällung auf eine viel niedrigere Temperatur. Austenit zum Beispiel existiert normalerweise nur oberhalb der oberen kritischen Temperatur. Wenn der Austenit jedoch schnell genug abgekühlt wird, kann die Umwandlung für Hunderte von Grad unterhalb der unteren kritischen Temperatur unterdrückt werden. Ein solcher Austenit ist sehr instabil und präzipitiert, wenn er genügend Zeit hat, in verschiedene Mikrostrukturen von Ferrit und Zementit. Die Abkühlrate kann verwendet werden, um die Geschwindigkeit des Kornwachstums zu steuern, oder kann sogar verwendet werden, um teilweise martensitische Mikrostrukturen zu erzeugen. Die Martensitumwandlung ist jedoch zeitunabhängig. Wenn die Legierung auf die Temperatur der Martensitumwandlung (Ms) abgekühlt wird, bevor andere Mikrostrukturen vollständig gebildet werden können, wird die Umwandlung üblicherweise genau unter der Schallgeschwindigkeit stattfinden.
Wenn Austenit langsam genug abgekühlt wird, so dass keine Martensitumwandlung stattfindet, wird die Austenitkorngröße eine Auswirkung auf die Keimbildungsrate haben, aber es ist im Allgemeinen die Temperatur und die Abkühlrate, die die Korngröße und Mikrostruktur steuert. Wenn Austenit extrem langsam abgekühlt wird, wird es große Ferritkristalle bilden, die mit kugelförmigen Einschlüssen von Zementit gefüllt sind. Diese Mikrostruktur wird als "Kugeloidit" bezeichnet. Wenn es etwas schneller abgekühlt wird, bildet sich grobes Perlit. Noch schneller und feines Perlit wird sich bilden. Wenn es noch schneller abgekühlt wird, bildet sich Bainit. In ähnlicher Weise werden sich diese Mikrostrukturen auch bilden, wenn sie auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt werden und dann für eine bestimmte Zeit dort gehalten werden. [17]
Die meisten Nichteisenlegierungen werden auch erhitzt, um eine Lösung zu bilden. Meistens werden diese dann sehr schnell abgekühlt, um eine Martensitumwandlung zu erzeugen, die die Lösung in einen übersättigten Zustand versetzt. Die Legierung, die in einem viel weicheren Zustand ist, kann dann kalt bearbeitet werden. Diese Kaltbearbeitung erhöht die Festigkeit und Härte der Legierung, und die Defekte, die durch plastische Verformung verursacht werden, neigen dazu, die Ausscheidung zu beschleunigen, was die Härte über das hinaus erhöht, was für die Legierung normal ist. Selbst wenn nicht kalt bearbeitet, werden die gelösten Stoffe in diesen Legierungen normalerweise ausfallen, obwohl der Prozess viel länger dauern kann. Manchmal werden diese Metalle dann auf eine Temperatur erwärmt, die unterhalb der unteren kritischen Temperatur (A 1 ) liegt, wodurch eine Rekristallisation verhindert wird, um die Ausfällung zu beschleunigen.
Glühen für Blech
Glühen (Metallurgie)
Glühen besteht darin, ein Metall auf eine bestimmte Temperatur zu erhitzen und dann mit einer Geschwindigkeit zu kühlen, die eine verfeinerte Mikrostruktur erzeugt, die die Bestandteile entweder vollständig oder teilweise trennt. Die Kühlrate ist im Allgemeinen langsam. Glühen wird am häufigsten verwendet, um ein Metall zur Kaltbearbeitung zu erweichen, die Bearbeitbarkeit zu verbessern oder Eigenschaften wie elektrische Leitfähigkeit zu verbessern.
In Eisenlegierungen wird das Glühen gewöhnlich durch Erhitzen des Metalls über die obere kritische Temperatur und anschließendes Abkühlen sehr langsam durchgeführt, was zur Bildung von Perlit führt. Sowohl bei reinen Metallen als auch bei vielen Legierungen, die nicht wärmebehandelt werden können, wird die Härte, die durch Kaltbearbeitung verursacht wird, durch Glühen entfernt. Das Metall wird auf eine Temperatur erhitzt, bei der eine Rekristallisation auftreten kann, wodurch die durch plastische Verformung verursachten Defekte repariert werden. Bei diesen Metallen hat die Abkühlungsgeschwindigkeit normalerweise eine geringe Wirkung. Die meisten Nichteisenlegierungen, die wärmebehandelbar sind, werden auch geglüht, um die Härte der Kaltbearbeitung zu verringern. Diese können langsam abgekühlt werden, um eine vollständige Ausfällung der Bestandteile zu ermöglichen und eine verfeinerte Mikrostruktur zu erzeugen.
Eisenlegierungen werden üblicherweise entweder "vollständig geglüht" oder "prozessgeglüht". Vollständiges Glühen erfordert sehr langsame Abkühlraten, um grobes Perlit zu bilden. Beim Prozessglühen kann die Abkühlrate schneller sein; bis einschließlich Normalisierung. Das Hauptziel des Prozessglühens ist es, eine gleichmäßige Mikrostruktur zu erzeugen. Nichteisenlegierungen werden oft einer Vielzahl von Glühtechniken unterzogen, einschließlich "Rekristallisationsglühen", "Teilglühen", "Vollglühen" und "Endglühen". Nicht alle Glühtechniken beinhalten Rekristallisation, wie Spannungsabbau.
