Površinsko očvršćavanje (HDTV). HDTV za učvršćivanje HDTV sa kontrolom frekvencije

Visokofrekventna struja se stvara u instalaciji zahvaljujući induktoru i omogućava zagrijavanje proizvoda smještenog u neposrednoj blizini induktora. Indukcijska mašina je idealna za kaljenje metalnih proizvoda. U HDTV instalaciji možete jasno programirati: željenu dubinu prodiranja topline, vrijeme stvrdnjavanja, temperaturu grijanja i proces hlađenja.

Po prvi put je za kaljenje korišćena indukciona oprema na predlog V.P. Volodin 1923. Nakon dugih ispitivanja i testiranja visokofrekventnog grijanja, koristi se za kaljenje čelika od 1935. godine. HDTV jedinice za kaljenje su daleko najproduktivnija metoda termičke obrade metalnih proizvoda.

Zašto je indukcija bolja za kaljenje

Visokofrekventno kaljenje metalnih dijelova provodi se kako bi se povećala otpornost gornjeg sloja proizvoda na mehanička oštećenja, dok središte obratka ima povećanu viskoznost. Važno je napomenuti da jezgra proizvoda tokom visokofrekventnog stvrdnjavanja ostaje potpuno nepromijenjena.
Indukcijska instalacija ima mnoge vrlo važne prednosti u odnosu na alternativne vrste grijanja: ako su ranije HDTV instalacije bile glomaznije i nezgodnije, sada je ovaj nedostatak ispravljen, a oprema je postala univerzalna za toplinsku obradu metalnih proizvoda.

Prednosti indukcione opreme

Jedan od nedostataka mašine za indukcijsko očvršćivanje je nemogućnost obrade nekih proizvoda koji imaju složen oblik.

Vrste kaljenja metala

Postoji nekoliko vrsta kaljenja metala. Za neke proizvode dovoljno je zagrijati metal i odmah ga ohladiti, dok ga je za druge potrebno držati na određenoj temperaturi.
Postoje sljedeće vrste očvršćavanja:

• Stacionarno očvršćavanje: koristi se u pravilu za dijelove koji imaju malu ravnu površinu. Položaj obratka i induktora pri korištenju ove metode kaljenja ostaje nepromijenjen.
• Kontinuirano-sekvencijalno kaljenje: koristi se za kaljenje cilindričnih ili ravnih proizvoda. Uz kontinuirano sekvencijalno kaljenje, dio se može pomicati ispod induktora, ili zadržava svoj položaj nepromijenjen.
• Tangencijalno stvrdnjavanje radnih komada: odlično za obradu malih dijelova koji imaju cilindrični oblik. Tangencijalno kontinuirano-sekventno stvrdnjavanje skroluje proizvod jednom tokom celog procesa termičke obrade.
• HDTV jedinica za očvršćivanje je oprema koja može kvalitetno očvrsnuti proizvod i istovremeno štedi proizvodne resurse.

Po dogovoru je moguća termička obrada i kaljenje metalnih i čeličnih delova dimenzija većih od onih u ovoj tabeli.

Toplinska obrada (toplinska obrada čelika) metala i legura u Moskvi je usluga koju naša fabrika pruža svojim kupcima. Posjedujemo svu potrebnu opremu iza koje rade kvalifikovani stručnjaci. Sve narudžbe ispunjavamo kvalitetno i uredno rokovi. Takođe prihvatamo i ispunjavamo porudžbine za termičku obradu čelika i HDTV koje nam dolaze iz drugih regiona Rusije.

Glavne vrste termičke obrade čelika

Žarenje prve vrste:

Žarenje prve vrste difuzije (homogenizacija) - Brzo zagrevanje do t 1423 K, dugo izlaganje i naknadno sporo hlađenje. Usklađivanje hemijske heterogenosti materijala kod velikih oblikovanih odlivaka od legiranog čelika

Žarenje prve vrste rekristalizacije - Zagrevanje na temperaturu od 873-973 K, dugo izlaganje i naknadno sporo hlađenje. Dolazi do smanjenja tvrdoće i povećanja duktilnosti nakon hladne deformacije (obrada je međuoperativna)

Žarenje prve vrste koje smanjuje naprezanje - Zagrijavanje na temperaturu od 473-673 K i naknadno sporo hlađenje. Postoji uklanjanje zaostalih naprezanja nakon lijevanja, zavarivanja, plastične deformacije ili strojne obrade.

Žarenje druge vrste:

Žarenje druge vrste je završeno - Zagrevanje do temperature iznad tačke Ac3 za 20-30 K, zadržavanje i naknadno hlađenje. Dolazi do smanjenja tvrdoće, poboljšanja obradivosti, uklanjanja unutrašnjih naprezanja u hipoeutektoidnim i eutektoidnim čelicima prije stvrdnjavanja (vidi napomenu uz tabelu)

Žarenje II vrste je nepotpuno - Zagrijavanje na temperaturu između tačaka Ac1 i Ac3, izlaganje i naknadno hlađenje. Dolazi do smanjenja tvrdoće, poboljšanja obradivosti, uklanjanja unutrašnjih naprezanja u hipereutektoidnom čeliku prije kaljenja

Izotermno žarenje druge vrste - Zagrijavanje na temperaturu od 30-50 K iznad tačke Ac3 (za hipoeutektoidni čelik) ili iznad tačke Ac1 (za hipereutektoidni čelik), izlaganje i naknadno postupno hlađenje. Ubrzana obrada sitnih valjanih proizvoda ili otkovaka od legiranih i visokougljičnih čelika u cilju smanjenja tvrdoće, poboljšanja obradivosti, ublažavanja unutrašnjih naprezanja

Žarenje druge vrste sferoidizacije - Zagrevanje na temperaturu iznad tačke Ac1 za 10-25 K, zadržavanje i naknadno postupno hlađenje. Dolazi do smanjenja tvrdoće, poboljšanja obradivosti, uklanjanja unutrašnjih naprezanja u alatnom čeliku prije kaljenja, povećanja duktilnosti niskolegiranih i srednje ugljičnih čelika prije hladne deformacije.

Kind II lagano žarenje - Zagrijavanje u kontrolisanom okruženju na temperaturu iznad Ac3 tačke za 20-30 K, izlaganje i naknadno hlađenje u kontrolisanom okruženju. Pojavljuje se Zaštita čelične površine od oksidacije i dekarbonizacije

Žarenje druge vrste Normalizacija (normalizacijsko žarenje) - Zagrijavanje na temperaturu iznad Ac3 tačke za 30-50 K, izlaganje i naknadno hlađenje na mirnom zraku. Dolazi do korekcije strukture zagrijanog čelika, uklanjanja unutrašnjih naprezanja u dijelovima od konstrukcijskog čelika i poboljšanja njihove obradivosti, povećanja dubine kaljivosti alata. čelika prije stvrdnjavanja

Stvrdnjavanje:

Potpuno kontinuirano očvršćavanje - Zagrevanje do temperature iznad tačke Ac3 za 30-50 K, zadržavanje i naknadno brzo hlađenje. Postizanje (u kombinaciji s kaljenjem) visoke tvrdoće i otpornosti na habanje dijelova od hipoeutektoidnih i eutektoidnih čelika

Nepotpuno stvrdnjavanje - Zagrijavanje na temperaturu između tačaka Ac1 i Ac3, izlaganje i naknadno brzo hlađenje. Dobivanje (u kombinaciji s kaljenjem) visoke tvrdoće i otpornosti na habanje dijelova od hipereutektoidnog čelika

Intermitentno otvrdnjavanje - Zagrijavanje do t iznad tačke Ac3 za 30-50 K (za hipereutektoidne i eutektoidne čelike) ili između Ac1 i Ac3 tačaka (za hipereutektoidni čelik), izlaganje i naknadno hlađenje u vodi, a zatim u ulju. U dijelovima izrađenim od visokougljičnog alatnog čelika dolazi do smanjenja zaostalih naprezanja i deformacija

Izotermno otvrdnjavanje - Zagrevanje na temperaturu iznad tačke Ac3 za 30-50 K, izlaganje i naknadno hlađenje u rastopljenim solima, a zatim na vazduhu. Postizanje minimalne deformacije (savijanja), povećanje duktilnosti, granice izdržljivosti i otpornosti na savijanje dijelova od legiranog alatnog čelika

Stepenkasto otvrdnjavanje - isto (razlikuje se od izotermnog otvrdnjavanja po kraćem vremenu zadržavanja dijela u rashladnom mediju). Smanjenje naprezanja, deformacija i sprečavanje pucanja kod malih alata od ugljeničnog alatnog čelika, kao i kod većih alata od legiranog alatnog i brzoreznog čelika

Površinsko otvrdnjavanje - grijanje strujni udar ili plinskim plamenom površinskog sloja proizvoda do stvrdnjavanja t, nakon čega slijedi brzo hlađenje zagrijanog sloja. Dolazi do povećanja površinske tvrdoće do određene dubine, otpornosti na habanje i povećane izdržljivosti dijelova strojeva i alata

Kaljenje sa samokaljenjem - Zagrevanje na temperaturu iznad tačke Ac3 za 30-50 K, zadržavanje i naknadno nepotpuno hlađenje. Toplina koja se zadržava unutar dijela osigurava kaljenje očvrslog vanjskog sloja

Kaljenje hladnom obradom - Duboko hlađenje nakon kaljenja na temperaturu od 253-193 K. Dolazi do povećanja tvrdoće i dobijanja stabilnih dimenzija visokolegiranih čeličnih dijelova.

Stvrdnjavanje hlađenjem - Zagrijani dijelovi se neko vrijeme hlade na zraku prije nego što se urone u rashladni medij ili drže u termostatu sa smanjenim t. Postoji smanjenje ciklusa termičke obrade čelika (obično se koristi nakon karburizacije).

Lagano otvrdnjavanje - Zagrevanje u kontrolisanom okruženju do temperature iznad tačke Ac3 za 20-30 K, izlaganje i naknadno hlađenje u kontrolisanoj sredini. Zaštita od oksidacije i razugljikovanja složenih dijelova kalupa, kalupa i učvršćenja koji nisu podvrgnuti brušenju

Nizak odmor - Grejanje u temperaturnom opsegu 423-523 K i naknadno ubrzano hlađenje. Dolazi do uklanjanja unutarnjih naprezanja i smanjenja krhkosti alata za rezanje i mjerenje nakon površinskog očvršćavanja; za ugljenisane delove nakon stvrdnjavanja

Medij za odmor - Grejanje u opsegu t = 623-773 K i naknadno sporo ili ubrzano hlađenje. Dolazi do povećanja granice elastičnosti opruga, opruga i drugih elastičnih elemenata

Praznični visoki - Grejanje u temperaturnom opsegu od 773-953 K i naknadno sporo ili brzo hlađenje. Pružanje visoke duktilnosti dijelova od konstrukcijskog čelika, po pravilu, uz termičko poboljšanje

Termičko poboljšanje - kaljenje i naknadno visoko kaljenje. Dolazi do potpunog uklanjanja zaostalih naprezanja. Pruža kombinaciju visoke čvrstoće i duktilnosti u završnoj toplinskoj obradi čeličnih konstrukcijskih dijelova koji rade pod udarnim i vibracijskim opterećenjima

Termomehanička obrada - Zagrevanje, brzo hlađenje do 673-773 K, višestruka plastična deformacija, kaljenje i kaljenje. Postoji odredba za valjane proizvode i dijelove jednostavnog oblika koji nisu podvrgnuti zavarivanju, povećane čvrstoće u odnosu na čvrstoću dobivenu konvencionalnom toplinskom obradom

Starenje - Zagrijavanje i produženo izlaganje povišenim temperaturama. Dijelovi i alati su dimenzionalno stabilizirani

Karburizacija - Zasićenje površinskog sloja mekog čelika ugljenikom (ugljičenje). Praćeno naknadnim gašenjem sa niskim temperiranjem. Dubina cementiranog sloja je 0,5-2 mm. Postoji davanje proizvodu visoke površinske tvrdoće sa očuvanjem viskoznog jezgra. Karburizacija se vrši na ugljičnim ili legiranim čelicima sa sadržajem ugljika: za male i srednje proizvode 0,08-0,15%, za veće 0,15-0,5%. Zupčanici, klipni klinovi itd. su karburizirani.

Cijaniranje - Termohemijski tretman čeličnih proizvoda u rastvoru cijanidnih soli na temperaturi od 820. Dolazi do zasićenja površinskog sloja čelika ugljikom i azotom (sloj 0,15-0,3 mm). koji, uz čvrstu površinu, proizvodi imaju viskozno jezgro. Takve proizvode karakterizira visoka otpornost na habanje i otpornost na udarna opterećenja.

Nitriranje (nitriranje) - Zasićenje površinskog sloja čeličnih proizvoda dušikom do dubine od 0,2-0,3 mm. Pojavljuje se Daje visoku površinsku tvrdoću, povećanu otpornost na abraziju i koroziju. Mjerila, zupčanici, rukavci vratila, itd. su podvrgnuti nitriranju.

Hladna obrada - Hlađenje nakon stvrdnjavanja do temperature ispod nule. Dolazi do promjene unutarnje strukture kaljenih čelika. Koristi se za alatne čelike, očvršćene proizvode, neke visokolegirane čelike.

TOPLINSKA OBRADA METALA (HEAT TREATMENT), određeni vremenski ciklus zagrijavanja i hlađenja, kojem metali podliježu promjeni svojih fizičkih svojstava. Toplinska obrada u uobičajenom smislu tog pojma provodi se na temperaturama ispod tačke topljenja. Procesi topljenja i livenja koji imaju značajan uticaj na svojstva metala nisu uključeni u ovaj koncept. Promjene u fizičkim svojstvima uzrokovane toplinskom obradom su posljedica promjena u unutrašnjoj strukturi i kemijskim odnosima koji se javljaju u čvrstom materijalu. Ciklusi toplinske obrade su različite kombinacije zagrijavanja, održavanja na određenoj temperaturi i brzog ili sporog hlađenja, što odgovara strukturnim i kemijskim promjenama koje je potrebno izazvati.

Zrnasta struktura metala. Svaki metal se obično sastoji od mnogo kristala (nazvanih zrnca) u dodiru jedan s drugim, obično mikroskopske veličine, ali ponekad vidljivih golim okom. Unutar svakog zrna atomi su raspoređeni na takav način da formiraju pravilnu trodimenzionalnu geometrijsku rešetku. Tip rešetke, nazvan kristalna struktura, karakteristika je materijala i može se odrediti analizom difrakcije rendgenskih zraka. Točna lokacija atomi su sačuvani unutar cijelog zrna, osim malih povreda, kao što su pojedinačna mjesta rešetke koja se slučajno ispostavi da su prazna. Sva zrna imaju istu kristalnu strukturu, ali su u pravilu različito orijentirana u prostoru. Stoga su na granici dva zrna atomi uvijek manje uređeni nego unutar njih. Ovo posebno objašnjava činjenicu da je granice zrna lakše nagrizati hemijskim reagensima. Na poliranoj ravnoj metalnoj površini tretiranoj odgovarajućim nagrizanjem obično se otkriva jasan uzorak granica zrna. Fizička svojstva materijala određena su svojstvima pojedinačnih zrna, njihovom međusobnom interakcijom i svojstvima granica zrna. Svojstva metalnog materijala u velikoj meri zavise od veličine, oblika i orijentacije zrna, a cilj termičke obrade je da se ti faktori kontrolišu.

Atomski procesi tokom termičke obrade. Sa povećanjem temperature čvrstog kristalnog materijala, njegovim atomima postaje lakše da se kreću s jednog mjesta kristalne rešetke na drugo. Na ovoj difuziji atoma zasniva se termička obrada. Većina efikasan mehanizam kretanje atoma u kristalnoj rešetki može se smatrati kretanjem slobodnih mjesta rešetke, koja su uvijek prisutna u bilo kojem kristalu. Na povišenim temperaturama, zbog povećanja brzine difuzije, ubrzava se proces prijelaza neravnotežne strukture tvari u ravnotežnu. Temperatura pri kojoj se brzina difuzije značajno povećava nije ista za različite metale. Obično je veći za metale sa visokom tačkom topljenja. U volframu, sa tačkom topljenja od 3387 C, rekristalizacija se ne dešava ni pri crvenoj toploti, dok se termičkom obradom aluminijumskih legura koje se tope na niske temperature, u nekim slučajevima je moguće izvesti na sobnoj temperaturi.

U mnogim slučajevima, termička obrada uključuje vrlo brzo hlađenje, zvano gašenje, kako bi se očuvala struktura formirana na povišenoj temperaturi. Iako se, strogo govoreći, takva struktura ne može smatrati termodinamički stabilnom na sobnoj temperaturi, u praksi je prilično stabilna zbog niske brzine difuzije. Vrlo mnoge korisne legure imaju sličnu "metastabilnu" strukturu.

Promjene uzrokovane toplinskom obradom mogu biti dvije glavne vrste. Prvo, i kod čistih metala i kod legura, moguće su promjene koje utiču samo na fizičku strukturu. To mogu biti promjene u stanju naprezanja materijala, promjene veličine, oblika, kristalne strukture i orijentacije njegovih kristalnih zrna. Drugo, hemijska struktura metala se takođe može promeniti. To se može izraziti u izglađivanju kompozicionih nehomogenosti i formiranju precipitata druge faze, u interakciji sa okolnom atmosferom stvorenom da očisti metal ili mu da željena površinska svojstva. Promjene oba tipa mogu se pojaviti istovremeno.

Oslobodite se stresa. Hladna deformacija povećava tvrdoću i lomljivost većine metala. Ponekad je takvo "radno kaljenje" poželjno. Obojeni metali i njihove legure obično dobijaju određeni stepen tvrdoće hladnim valjanjem. Blagi čelici se takođe često kalju hladnim oblikovanjem. Visokougljični čelici koji su hladno valjani ili hladno vučeni do povećane čvrstoće potrebne, na primjer, za izradu opruga, obično se podvrgavaju žarenju za ublažavanje naprezanja, zagrijavanju na relativno nisku temperaturu, na kojoj materijal ostaje gotovo isto toliko. tvrd kao i prije, ali u njemu nestaje.nehomogenost raspodjele unutrašnjih napona. Ovo smanjuje sklonost pucanju, posebno u korozivnim sredinama. Takvo rasterećenje naprezanja nastaje, u pravilu, zbog lokalnog plastičnog strujanja u materijalu, što ne dovodi do promjena u cjelokupnoj strukturi.

Rekristalizacija. Kod različitih metoda oblikovanja metala često je potrebno značajno promijeniti oblik obratka. Ako se oblikovanje mora izvoditi u hladnom stanju (što je često diktirano praktičnim razmatranjima), onda je potrebno proces podijeliti na više koraka, između kojih se vrši rekristalizacija. Nakon prve faze deformacije, kada je materijal ojačan do te mjere da daljnja deformacija može dovesti do loma, radni komad se zagrijava na temperaturu iznad temperature žarenja za ublažavanje naprezanja i ostavlja da se rekristalizira. Zbog brze difuzije na ovoj temperaturi nastaje potpuno nova struktura uslijed atomskog preuređivanja. Unutar zrnaste strukture deformiranog materijala počinju rasti nova zrna koja ga s vremenom u potpunosti zamjenjuju. Prvo se formiraju mala nova zrna na mjestima gdje je stara struktura najviše poremećena, odnosno na granicama starih zrna. Daljnjim žarenjem, atomi deformirane strukture se preuređuju na način da i oni postaju dio novih zrna, koja rastu i na kraju apsorbiraju cijelu staru strukturu. Radni komad zadržava svoj prijašnji oblik, ali je sada napravljen od mekog, nenapregnutog materijala koji može biti podvrgnut novom ciklusu deformacije. Takav proces se može ponoviti nekoliko puta, ako to zahtijeva određeni stepen deformacije.

Hladna obrada je deformacija na temperaturi preniskoj za rekristalizaciju. Za većinu metala sobna temperatura odgovara ovoj definiciji. Ako je deformacija izvedena na dovoljnoj visoke temperature, tako da rekristalizacija ima vremena da prati deformaciju materijala, tada se takva obrada naziva vruća. Sve dok temperatura ostaje dovoljno visoka, može se proizvoljno deformisati. Vruće stanje metala prvenstveno je određeno koliko je njegova temperatura blizu tački topljenja. Visoka savitljivost olova znači da se lako rekristalizira, odnosno može se "vruće" obrađivati ​​na sobnoj temperaturi.

Kontrola teksture. Fizička svojstva zrna, općenito govoreći, nisu ista u različitim smjerovima, jer je svako zrno pojedinačni kristal sa svojom kristalnom strukturom. Osobine uzorka metala rezultat su usrednjavanja po svim zrnima. U slučaju nasumične orijentacije zrna, općenito fizička svojstva isti su u svim pravcima. Ako su, s druge strane, neke kristalne ravni ili atomski redovi većine zrna paralelni, tada svojstva uzorka postaju "anizotropna", tj. zavisna od smjera. U ovom slučaju, čaša, dobijena dubokim istiskivanjem iz okrugle ploče, imat će "jezike" ili "festone" na gornjem rubu, zbog činjenice da se u nekim smjerovima materijal lakše deformiše nego u drugim. Kod mehaničkog oblikovanja anizotropija fizičkih svojstava je po pravilu nepoželjna. Ali kod listova magnetnih materijala za transformatore i druge uređaje, vrlo je poželjno da se smjer lakog magnetiziranja, koji je u monokristalima određen kristalnom strukturom, u svim zrnima poklapa sa datim smjerom magnetskog fluksa. Dakle, "poželjna orijentacija" (tekstura) može biti ili ne mora biti poželjna, ovisno o namjeni materijala. Uopšteno govoreći, kako se materijal rekristalizira, njegova preferirana orijentacija se mijenja. Priroda ove orijentacije zavisi od sastava i čistoće materijala, od vrste i stepena hladne deformacije, kao i od trajanja i temperature žarenja.

Kontrola veličine zrna. Fizička svojstva metalnog uzorka su u velikoj mjeri određena prosječnom veličinom zrna. Najbolja mehanička svojstva gotovo uvijek odgovaraju finozrnoj strukturi. Smanjenje veličine zrna često je jedan od ciljeva termičke obrade (kao i topljenja i livenja). Kako temperatura raste, difuzija se ubrzava i stoga se povećava prosječna veličina zrna. Granice zrna se pomiču tako da veća zrna rastu na račun manjih, koja na kraju nestaju. Stoga se završni procesi vruće obrade obično izvode na najnižoj mogućoj temperaturi kako bi veličina zrna bila što manja. Topla obrada na niskim temperaturama često se namerno obezbeđuje, uglavnom da bi se smanjila veličina zrna, iako se isti rezultat može postići hladnom obradom praćenom rekristalizacijom.

Homogenizacija. Gore navedeni procesi se javljaju i u čistim metalima i u legurama. Ali postoji niz drugih procesa koji su mogući samo u metalnim materijalima koji sadrže dva ili više komponente. Tako će, na primjer, kod livenja legure gotovo sigurno postojati nehomogenosti hemijski sastav, što je određeno neravnomjernim procesom očvršćavanja. U leguri koja se stvrdnjava, sastav čvrste faze formira se u svakoj ovog trenutka, nije isto što i u tečnosti, koja je sa njim u ravnoteži. Posljedično, sastav čvrste tvari koja se pojavila u početnom trenutku skrućivanja bit će drugačiji nego na kraju skrućivanja, a to dovodi do prostorne nehomogenosti sastava na mikroskopskoj skali. Takva nehomogenost se eliminira jednostavnim zagrijavanjem, posebno u kombinaciji s mehaničkom deformacijom.

Čišćenje. Iako je čistoća metala prvenstveno određena uslovima topljenja i livenja, prečišćavanje metala se često postiže toplotnom obradom u čvrstom stanju. Nečistoće sadržane u metalu reagiraju na njegovoj površini s atmosferom u kojoj se zagrijava; tako, atmosfera vodonika ili drugog redukcionog sredstva može pretvoriti značajan dio oksida u čisti metal. Dubina takvog čišćenja zavisi od sposobnosti nečistoća da difunduju iz zapremine na površinu, pa je stoga određena trajanjem i temperaturom termičke obrade.

Razdvajanje sekundarnih faza. Većina režima termičke obrade legura zasniva se na jednom važnom efektu. To je povezano sa činjenicom da rastvorljivost u čvrstom stanju komponenti legure zavisi od temperature. Za razliku od čistog metala, u kojem su svi atomi isti, u dvokomponentnoj, na primjer, čvrstoj otopini, postoje atomi dvije različite vrste, nasumično raspoređeni po čvorovima kristalne rešetke. Ako povećate broj atoma druge klase, možete doći do stanja u kojem oni ne mogu jednostavno zamijeniti atome prve klase. Ako količina druge komponente prelazi ovu granicu rastvorljivosti u čvrstom stanju, u ravnotežnoj strukturi legure pojavljuju se inkluzije druge faze, koje se razlikuju po sastavu i strukturi od originalnih zrna i obično su raspršene između njih u obliku pojedinačnih čestice. Takve čestice druge faze mogu imati snažan utjecaj na fizička svojstva materijala, ovisno o njihovoj veličini, obliku i distribuciji. Ovi faktori se mogu mijenjati toplinskom obradom (toplinskom obradom).

Toplinska obrada - proces obrade proizvoda od metala i legura termičkim izlaganjem u cilju promjene njihove strukture i svojstava u datom smjeru. Ovaj efekat se takođe može kombinovati sa hemijskim, deformacionim, magnetnim itd.

Istorijska pozadina toplinske obrade.
Čovjek koristi toplinsku obradu metala od davnina. Još u doba eneolita, primjenom hladnog kovanja od samorodnog zlata i bakra, primitivni čovjek se susreo s fenomenom kaljenja, što je otežavalo izradu proizvoda s tankim sječivima i oštrim vrhovima, a da bi povratio plastičnost, kovač je morao zagrijati hladno -kovani bakar u ognjištu. Najraniji dokazi o upotrebi omekšavajućeg žarenja očvrslog metala datiraju iz kraja 5. milenijuma prije Krista. e. Takvo žarenje je bila prva operacija termičke obrade metala u vrijeme njegove pojave. U proizvodnji oružja i oruđa od željeza dobivenog postupkom puhanja sira, kovač je grijao željeznu gredicu za toplo kovanje u peći na ćumur. Istovremeno je došlo do naugljikovanja željeza, odnosno do cementiranja, jedne od varijanti hemijsko-termičke obrade. Hlađenjem kovanog proizvoda od naugljičenog željeza u vodi, kovač je otkrio naglo povećanje njegove tvrdoće i poboljšanje drugih svojstava. Stvrdnjavanje ugljenisanog gvožđa u vodi primenjivano je od kraja 2. do početka 1. milenijuma pre nove ere. e. U Homerovoj „Odiseji“ (8-7. vek pre nove ere) postoje stihovi: „Kako kovač zaroni usijanu sekiru ili sekiru u hladnu vodu, a gvožđe šikće sa žuborom, jače od gvožđa, stvrdnjavajući se u vatri i vodu." U 5. st. BC e. Etruščani su kaljeni ogledala napravljena od bronze visokog kalaja u vodi (najvjerovatnije da bi poboljšali sjaj kada se poliraju). Cementiranje željeza u drvenom uglju ili organska materija, kaljenje i kaljenje čelika široko su se koristili u srednjem vijeku u proizvodnji noževa, mačeva, turpija i drugih alata. Ne znajući suštinu unutrašnjih transformacija u metalu, srednjovjekovni majstori su dobijanje visokih svojstava tokom termičke obrade metala često pripisivali ispoljavanju natprirodnih sila. Sve do sredine 19. vijeka. čovjekovo znanje o termičkoj obradi metala predstavljalo je zbirku recepata razvijenih na osnovu vjekovnog iskustva. Potrebe razvoja tehnologije, a prvenstveno razvoja proizvodnje čeličnih topova, dovele su do transformacije termičke obrade metala iz umjetnosti u nauku. Sredinom 19. stoljeća, kada je vojska nastojala zamijeniti topove od bronze i lijevanog željeza snažnijim čeličnim, problem izrade cijevi topa velike i zagarantovane čvrstoće bio je izuzetno akutan. Uprkos činjenici da su metalurzi znali recepte za topljenje i livenje čelika, cevi pištolja vrlo često pucaju bez vidljivih razloga. D.K. Černov u čeličani Obuhov u Sankt Peterburgu, proučavajući pod mikroskopom urezane rezove pripremljene od cijevi pušaka i promatrajući strukturu loma na mjestu rupture pod lupom, zaključio je da je čelik što je jači, što je finiji. struktura. Godine 1868. Černov je otkrio unutrašnje strukturne transformacije u hlađenju čelika koje se javljaju na određenim temperaturama. koje je nazvao kritičnim tačkama a i b. Ako se čelik zagrije na temperature ispod tačke a, onda se ne može očvrsnuti, a da bi se dobila finozrnasta struktura, čelik se mora zagrijati na temperature iznad tačke b. Černovljevo otkriće kritičnih tačaka strukturnih transformacija u čeliku omogućilo je naučno opravdanje izbora načina termičke obrade kako bi se dobila potrebna svojstva čeličnih proizvoda.

Godine 1906. A. Wilm (Njemačka), koristeći duralumin, koji je izumio, otkrio je starenje nakon stvrdnjavanja (vidi Starenje metala), najvažniju metodu za kaljenje legura na bazi različitih baza (aluminij, bakar, nikl, željezo itd.). ). 30-ih godina. 20ti vijek Pojavila se termomehanička obrada ostarjelih legura bakra, a pedesetih godina 20. stoljeća termomehanička obrada čelika, što je omogućilo značajno povećanje čvrstoće proizvoda. TO kombinovane vrste Toplinska obrada uključuje termomagnetnu obradu, koja omogućava, kao rezultat hlađenja proizvoda u magnetskom polju, da se poboljšaju neka od njihovih magnetskih svojstava.

Brojna istraživanja promjena u strukturi i svojstvima metala i legura pod termičkim djelovanjem rezultirala su koherentnom teorijom toplinske obrade metala.

Klasifikacija tipova termičke obrade temelji se na tome koja vrsta strukturnih promjena u metalu nastaje tokom termičkog izlaganja. Termička obrada metala se dijeli na samu termičku obradu koja se sastoji samo u termičkom dejstvu na metal, hemijsko-termičku obradu, koja kombinuje termičko i hemijsko dejstvo, i termomehaničku, koja kombinuje toplotne efekte i plastičnu deformaciju. U stvari, termička obrada obuhvata sledeće vrste: žarenje 1. vrste, žarenje 2. vrste, kaljenje bez polimorfne transformacije i sa polimorfnom transformacijom, starenje i kaljenje.

Nitriranje je zasićenje površine metalnih dijelova dušikom u cilju povećanja tvrdoće, otpornosti na habanje, granice zamora i otpornosti na koroziju. Nitriranje se primjenjuje na čelik, titan, neke legure, najčešće legirane čelike, posebno krom-aluminij, kao i na čelik koji sadrži vanadij i molibden.
Nitriranje čelika se događa na t 500 650 C u amonijaku. Iznad 400 C, disocijacija amonijaka počinje prema reakciji NH3 3H + N. Nastali atomski dušik difundira u metal, formirajući dušične faze. Na temperaturi nitriranja ispod 591 C, nitrirani sloj se sastoji od tri faze (slika): µ Fe2N nitrida, ³ "Fe4N nitrida, ± azotnog ferita koji sadrži oko 0,01% dušika na sobnoj temperaturi. Na temperaturi nitriranja od 600 650 C, više i ³-faze, koja se, kao rezultat sporog hlađenja, raspada na 591 C u eutektoid ± + ³ 1. Tvrdoća nitridiranog sloja raste na HV = 1200 (što odgovara 12 Gn/m2) i održava se na višekratno zagrijavanje do 500 600 C, što osigurava visoku otpornost dijelova na habanje na povišenim temperaturama Nitrirajući čelici su značajno bolji u otpornosti na habanje u odnosu na kaljene i kaljene čelike Nitriranje je dug proces, potrebno je 20-50 sati da se dobije sloj od 0,2- 0,4 mm debljine Podizanje temperature ubrzava proces, ali smanjuje tvrdoću sloja Za zaštitu mjesta koja nisu podložna nitriranju koriste se kalajisanje (za konstrukcijske čelike) i niklovanje (za nehrđajuće i toplotno otporne čelike). krhkost sloja, nitriranje čelika otpornih na toplinu ponekad se provodi u mješavini amonijaka i dušika.
Nitriranje titanijumskih legura vrši se na 850 950 C u azotu visoke čistoće (nitriranje u amonijaku se ne koristi zbog povećanja lomljivosti metala).

Tokom nitriranja formira se gornji tanki nitridni sloj i čvrsti rastvor azota u ±-titanijumu. Dubina sloja za 30 sati 0,08 mm sa površinskom tvrdoćom HV = 800 850 (odgovara 8 8,5 H/m2). Uvođenje nekih legirajućih elemenata (Al do 3%, Zr 3 5% itd.) u leguru povećava brzinu difuzije dušika, povećavajući dubinu nitridiranog sloja, a hrom smanjuje brzinu difuzije. Nitriranje titanijumskih legura u razređenom azotu omogućava dobijanje dubljeg sloja bez krhke zone nitrida.
Nitriranje se široko koristi u industriji, uključujući i za dijelove koji rade na t do 500-600 C (obloge cilindara, radilice, zupčanici, parovi kalemova, dijelovi opreme za gorivo itd.).
Lit .: Minkevič A.N., Hemijsko-termička obrada metala i legura, 2. izd., M., 1965: Guljajev A.P. Metalurgija, 4. izd., M., 1966.

Po prvi put je kaljenje dijelova indukcijskim grijanjem predložio V.P. Volodin. Bilo je to prije skoro jednog vijeka - 1923. godine. A 1935. godine ova vrsta toplinske obrade počela se koristiti za kaljenje čelika. Danas je teško precijeniti popularnost kaljenja - aktivno se koristi u gotovo svim granama inženjerstva, a HDTV instalacije za očvršćivanje također su u velikoj potražnji.

Da bi se povećala tvrdoća kaljenog sloja i povećala žilavost u središtu čeličnog dijela, potrebno je koristiti HDTV površinsko kaljenje. U tom slučaju gornji sloj dijela se zagrijava do temperature stvrdnjavanja i naglo hladi. Važno je da svojstva jezgra dijela ostanu nepromijenjena. Budući da središte dijela zadržava svoju žilavost, sam dio postaje jači.

Uz pomoć HDTV očvršćavanja moguće je ojačati unutrašnji sloj legirani dio, koristi se za srednje ugljične čelike (0,4-0,45% C).

Prednosti HDTV očvršćavanja:

1. Kod indukcijskog grijanja mijenja se samo željeni dio dijela, ova metoda je ekonomičnija od konvencionalnog grijanja. Osim toga, HDTV očvršćavanje traje manje vremena;
2. Visokofrekventnim kaljenjem čelika moguće je izbjeći pojavu pukotina, kao i smanjiti rizik od defekta savijanja;
3. Tokom zagrijavanja HDTV-a, ne dolazi do sagorijevanja ugljika i stvaranja kamenca;
4. Ako je potrebno, moguće su promjene u dubini očvrslog sloja;
5. Koristeći HDTV kaljenje, moguće je poboljšati mehanička svojstva čelika;
6. Kada koristite indukcijsko grijanje, moguće je izbjeći pojavu deformacija;
7. Automatizacija i mehanizacija cjelokupnog procesa grijanja je na visokom nivou.

Međutim, HDTV očvršćavanje ima i nedostatke. Dakle, vrlo je problematično obraditi neke složene dijelove, au nekim slučajevima indukcijsko grijanje je potpuno neprihvatljivo.

HDTV očvršćavanje čelika - varijante:

Stacionarno HDTV kaljenje. Koristi se za kaljenje malih ravnih delova (površina). U tom slučaju se položaj obratka i grijača stalno održava.

Kontinuirano-sekvencijalno HDTV očvršćavanje. Prilikom izvođenja ove vrste kaljenja, dio se ili pomiče ispod grijača ili ostaje na mjestu. U potonjem slučaju, sam grijač se pomiče u smjeru dijela. Takvo visokofrekventno otvrdnjavanje pogodno je za obradu ravnih i cilindričnih dijelova, površina.

Tangencijalno kontinuirano-sekvencijalno HDTV očvršćavanje. Koristi se za zagrijavanje samo malih cilindričnih dijelova koji se pomiču jednom.

Želite li kupiti kvalitetnu opremu za kaljenje? Zatim se obratite istraživačko-proizvodnoj kompaniji "Ambit". Garantiramo da je svaka HDTV mašina za kaljenje koju proizvodimo pouzdana i visokotehnološka.

Indukcijsko zagrijavanje raznih rezača prije lemljenja, očvršćavanja,
Indukcijska grijaća jedinica IHM 15-8-50

Indukcijsko lemljenje, kaljenje (popravka) listova pile,
Indukcijska grijaća jedinica IHM 15-8-50

Indukcijsko zagrijavanje raznih rezača prije lemljenja, kaljenje

Struje visoke frekvencije mogu se idealno nositi s raznim procesima toplinske obrade metala. HDTV instalacija savršeno za stvrdnjavanje. Do danas ne postoji oprema koja bi mogla ravnopravno da konkurira indukcijskom grijanju. Proizvođači su počeli posvećivati ​​sve više pažnje indukcijskoj opremi, nabavljajući je za obradu proizvoda i topljenje metala.

Šta je dobra HDTV instalacija za kaljenje

HDTV instalacija je jedinstvena oprema koja može u kratkom vremenskom periodu kvalitetno obraditi metal. Da biste izvršili svaku funkciju, trebali biste odabrati određenu instalaciju, na primjer, za stvrdnjavanje, najbolje je kupiti gotovi HDTV kompleks za očvršćivanje, u kojem je sve već dizajnirano za udobno stvrdnjavanje.
HDTV instalacija ima široku listu prednosti, ali nećemo sve razmatrati, već ćemo se fokusirati na one koji su posebno prikladni za HDTV očvršćavanje.

1. HDTV instalacija se zagreva u kratkom vremenskom periodu i počinje brzo da obrađuje metal. Kada koristite indukcijsko grijanje, nema potrebe trošiti dodatno vrijeme na srednjeg grijanja, jer oprema odmah počinje obraditi metal.
2. Indukcijsko grijanje ne zahtijeva dodatna tehnička sredstva, kao što je upotreba ulja za gašenje. Proizvod je visokog kvaliteta, a broj kvarova u proizvodnji je značajno smanjen.
3. HDTV instalacija je potpuno bezbedna za zaposlene u preduzeću, a takođe je jednostavna za rukovanje. Nema potrebe da se angažuje visoko kvalifikovano osoblje za pokretanje i programiranje opreme.
4. Visokofrekventne struje omogućavaju dublje očvršćavanje, jer toplina pod utjecajem elektromagnetnog polja može prodrijeti do određene dubine.

HDTV instalacija ima ogromnu listu prednosti, koje se mogu dugo nabrajati. Koristeći HDTV grijanje za kaljenje, značajno ćete smanjiti troškove energije, a također ćete dobiti priliku za povećanje nivoa produktivnosti poduzeća.

HDTV instalacija - princip rada za kaljenje

HDTV instalacija radi na principu indukcijskog grijanja. Za osnovu ovog principa uzeti su Joule-Lenz i Faraday-Maxwell zakoni o konverziji električne energije.
Generator opskrbljuje električnu energiju, koja prolazi kroz induktor, pretvarajući se u snažno elektromagnetno polje. Vrtložne struje formiranog polja počinju djelovati i, prodirući u metal, pretvaraju se u toplinsku energiju, počinjući prerađivati ​​proizvod.