Úvod do procesu a vlastností ocele

Oct 31, 2022 Zanechajte správu

1: Zlievateľnosť (zlievateľnosť): označuje schopnosť kovových materiálov získať kvalifikované odliatky liatím. Zlievateľnosť zahŕňa najmä tekutosť, zmršťovanie a segregáciu. Likvidita sa vzťahuje na schopnosť tekutého kovu naplniť formu. Zmrštenie sa vzťahuje na stupeň objemového zmrštenia, keď odliatok stuhne. Segregácia sa týka nehomogenity chemického zloženia a štruktúry kovu v dôsledku rozdielu v kryštalizačnej sekvencii počas procesu chladenia a tuhnutia.

 

2: Kovateľnosť: označuje schopnosť kovových materiálov meniť tvar bez trhlín počas tlakového spracovania. Zahŕňa kladivové kovanie, valcovanie, ťahanie, vytláčanie a iné spracovanie v horúcom alebo studenom stave. Kujnosť súvisí najmä s chemickým zložením kovových materiálov.

 

3: Obrobiteľnosť (obrobiteľnosť, obrobiteľnosť): označuje náročnosť premeny kovových materiálov na kvalifikované obrobky po ich rezaní nástrojmi. Obrobiteľnosť sa zvyčajne meria drsnosťou povrchu obrobku po obrobení, prípustnou reznou rýchlosťou a stupňom opotrebovania nástroja. Súvisí s mnohými faktormi, ako je chemické zloženie, mechanické vlastnosti, tepelná vodivosť a stupeň deformácie kovových materiálov. Vo všeobecnosti sa tvrdosť a húževnatosť používajú na približné posúdenie obrobiteľnosti. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je tvrdosť kovových materiálov, tým je ich rezanie náročnejšie. Hoci tvrdosť nie je vysoká, je húževnatý a ťažko sa krája.

 

4: Zvárateľnosť (zvárateľnosť): označuje prispôsobivosť kovových materiálov spracovaniu zváraním. Vzťahuje sa hlavne na ťažkosti pri získavaní vynikajúcich zvarových spojov za určitých podmienok procesu zvárania. Zahŕňa dva aspekty: jedným je výkon lepenia, to znamená, že za určitých podmienok procesu zvárania je určitý kov citlivý na vytváranie defektov zvárania; druhým je prevádzkový výkon, to znamená, že za určitých podmienok procesu zvárania sú určité kovové zvarové spoje použiteľné pre prevádzkové požiadavky.

 

5: Tepelné spracovanie

 

(1) Žíhanie: označuje proces tepelného spracovania, pri ktorom sa kovové materiály zahrievajú na vhodnú teplotu, udržiavajú sa určitý čas a potom sa pomaly ochladzujú. Medzi bežné procesy žíhania patrí rekryštalizačné žíhanie, žíhanie na odľahčenie, sféroidné žíhanie, úplné žíhanie a pod.. Účelom žíhania je najmä zníženie tvrdosti kovových materiálov, zlepšenie plasticity, uľahčenie rezného alebo tlakového spracovania, zníženie zvyškového napätia, zlepšenie homogenizácie konštrukcií a komponentov, prípadne príprava na následné tepelné spracovanie.

 

(2): Normalizácia: označuje proces tepelného spracovania ohrievania ocele alebo oceľových častí na 30 ~ 50 stupňov nad Ac3 alebo Acm (teplota horného kritického bodu ocele) a ich ochladzovanie v pokojnom vzduchu po ich držaní na primeranú dobu. Účelom normalizácie je najmä zlepšenie mechanických vlastností nízkouhlíkovej ocele, zlepšenie obrobiteľnosti, zjemnenie zŕn, odstránenie štrukturálnych chýb a príprava konštrukcie na následné tepelné spracovanie.

 

(3): Kalenie: označuje proces tepelného spracovania ohrievania oceľových dielov na teplotu vyššiu ako Ac3 alebo Ac1 (teplota dolného kritického bodu ocele) na určitý čas a následné získanie martenzitovej (alebo bainitovej) štruktúry pri vhodnej rýchlosti ochladzovania. Bežné procesy kalenia zahŕňajú kalenie v soľnom kúpeli, kalenie podľa martenzitu, izotermické kalenie bainitu, povrchové kalenie a lokálne kalenie. Účel kalenia: získať požadovanú martenzitovú štruktúru pre oceľové diely, zlepšiť tvrdosť, pevnosť a odolnosť obrobku proti opotrebeniu a pripraviť štruktúru na následné tepelné spracovanie.

 

(4) : Temperovanie: označuje proces tepelného spracovania, pri ktorom sú oceľové diely kalené, zahrievané na teplotu pod Ac1, udržiavané po určitú dobu a potom ochladené na izbovú teplotu. Bežné temperovacie procesy zahŕňajú: nízkoteplotné temperovanie, strednoteplotné temperovanie, vysokoteplotné temperovanie a viacnásobné temperovanie. Účelom popúšťania je najmä eliminovať napätie vznikajúce pri kalení oceľových dielov, aby oceľové diely mali vysokú tvrdosť a odolnosť proti opotrebeniu, ako aj požadovanú plasticitu a húževnatosť.

 

(5) : Kalenie a popúšťanie: vzťahuje sa na proces zloženého tepelného spracovania kalenia a popúšťania ocele alebo oceľových častí. Oceľ používaná na kalenie a popúšťanie sa nazýva kalená a popúšťaná oceľ. Všeobecne sa vzťahuje na stredne uhlíkovú konštrukčnú oceľ a stredne uhlíkovú legovanú konštrukčnú oceľ.

 

(6) Chemické tepelné spracovanie: označuje proces tepelného spracovania, pri ktorom sa kovový alebo zliatinový obrobok umiestni do aktívneho média pri určitej teplote na zachovanie tepla, takže jeden alebo niekoľko prvkov môže preniknúť do jeho povrchovej vrstvy, aby sa zmenilo jeho chemické zloženie, štruktúra a výkon. Bežné procesy chemického tepelného spracovania zahŕňajú nauhličovanie, nitridáciu, karbonitridáciu, hliníkovanie, borovanie atď. Účelom chemického tepelného spracovania je najmä zlepšiť tvrdosť povrchu, odolnosť proti opotrebovaniu, koróziu, únavovú pevnosť a odolnosť proti oxidácii oceľových dielov.

 

(7) : Spracovanie v roztoku: označuje proces tepelného spracovania, ktorý ohrieva zliatinu na vysoko{1}}teplotnú jednofázovú oblasť- a udržiava konštantnú teplotu, aby sa prebytočná fáza mohla úplne rozpustiť v tuhom roztoku a potom rýchlo ochladiť, aby sa získal presýtený tuhý roztok. Účelom roztokovej úpravy je hlavne zlepšiť plasticitu a húževnatosť ocele a zliatiny a pripraviť na precipitačné kalenie.

 

(8) Precipitačné tvrdnutie (precipitačné spevňovanie): označuje proces tepelného spracovania, pri ktorom kov tvrdne v dôsledku disperzie a distribúcie atómov rozpustenej látky v presýtenom tuhom roztoku a (alebo) rozpustených častíc v matrici. Napríklad po spracovaní v roztoku alebo spracovaní za studena môže austenitická precipitačná nehrdzavejúca oceľ získať vysokú pevnosť precipitačným kalením pri 400 ~ 500 stupňoch alebo 700 ~ 800 stupňoch.

 

(9) Spracovanie starnutím: označuje proces tepelného spracovania, pri ktorom sa vlastnosti, tvar a veľkosť zliatinových obrobkov menia s časom po spracovaní v roztoku, plastickej deformácii alebo odlievaní, kovaní a umiestnení pri vyššej teplote alebo udržiavaní pri izbovej teplote. Ak sa prijme proces úpravy starnutia spočívajúci v zahriatí obrobku na vyššiu teplotu a opracovanie starnutím na dlhú dobu, nazýva sa to umelé starnutie. Ak dôjde k javu starnutia, keď je obrobok skladovaný pri izbovej teplote alebo v prirodzených podmienkach dlhší čas, nazýva sa to prirodzené ošetrenie starnutia. Účelom spracovania starnutím je eliminovať vnútorné napätie obrobku, stabilizovať štruktúru a veľkosť a zlepšiť mechanické vlastnosti.

 

(10) Kaliteľnosť: označuje charakteristiky, ktoré určujú hĺbku kalenia a rozloženie tvrdosti ocele za špecifických podmienok. Prekaliteľnosť ocele je dobrá alebo zlá, čo sa zvyčajne vyjadruje hĺbkou kalenej vrstvy. Čím väčšia je hĺbka kalenej vrstvy, tým lepšia je prekaliteľnosť ocele. Prekaliteľnosť ocele závisí najmä od jej chemického zloženia, najmä od legujúcich prvkov a veľkosti zŕn, ktoré zvyšujú prekaliteľnosť, teplotu ohrevu a dobu výdrže. Oceľ s dobrou kaliteľnosťou môže spôsobiť, že celá časť ocele získa jednotné mechanické vlastnosti a kalenie s nízkym kaliacim napätím môže byť zvolené na zníženie deformácie a praskania.

 

(11) : Kritický priemer (kritický priemer kalenia): Kritický priemer sa vzťahuje na maximálny priemer ocele, keď sa celý martenzit alebo 50% martenzitická štruktúra získa v strede po kalení v určitom médiu. Kritický priemer niektorých ocelí možno vo všeobecnosti získať skúškou prekaliteľnosti v oleji alebo vo vode.

 

(12) Sekundárne kalenie: niektoré zliatiny železa a uhlíka (ako napríklad-rýchlorezná oceľ) musia byť pred ďalším zlepšením ich tvrdosti mnohokrát popustené. Tento jav kalenia, nazývaný sekundárne kalenie, je spôsobený precipitáciou špeciálnych karbidov a/alebo premenou austenitu na martenzit alebo bainit.

 

(13) Krehkosť pri popúšťaní: označuje skrehnutie kalenej ocele popúšťanej v určitom teplotnom rozsahu alebo pomaly ochladzovanej v tomto teplotnom rozsahu z teploty popúšťania. Krehkosť popúšťania možno rozdeliť na prvý typ a druhý typ. Prvý typ popúšťacej krehkosti, známy tiež ako ireverzibilná popúšťacia krehkosť, sa vyskytuje hlavne vtedy, keď je popúšťacia teplota 250 ~ 400 stupňov. Po vymiznutí krehkosti pri opätovnom ohreve bude v tejto oblasti opakovane temperovaný, aby sa zabránilo krehkosti. Druhý typ popúšťacej krehkosti, tiež známy ako reverzibilná popúšťacia krehkosť, sa vyskytuje pri 400 ~ 650 stupňoch. Keď krehkosť pri opätovnom ohreve zmizne, mala by sa rýchlo ochladiť a nemôže zostať alebo pomaly chladnúť v oblasti 400 ~ 650 stupňov po dlhú dobu, inak sa znova objaví katalýza. Výskyt popúšťacej krehkosti súvisí so zliatinovými prvkami obsiahnutými v oceli, ako je mangán, chróm, kremík a nikel, ktoré spôsobujú tendenciu popúšťacej krehkosti, zatiaľ čo molybdén a volfrám majú tendenciu oslabovať popúšťaciu krehkosť.