Хайлшийг дулааны боловсруулалт. Дулааны боловсруулалтын төрлүүд

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Хайлшийг дулааны боловсруулалт нь хар ба өнгөт металлургийн үйлдвэрлэлийн үйл явцын салшгүй хэсэг юм. Энэхүү процедурын үр дүнд металууд нь шинж чанараа шаардлагатай утгаараа өөрчлөх боломжтой болдог. Энэ нийтлэлд бид орчин үеийн үйлдвэрлэлд хэрэглэгддэг дулааны боловсруулалтын үндсэн төрлүүдийг авч үзэх болно.

Дулааны эмчилгээний мөн чанар

Хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх явцад метал эд ангиудыг дулааны боловсруулалтанд оруулан хүссэн шинж чанарыг нь (бат бэх, зэврэлт, элэгдэлд тэсвэртэй гэх мэт) өгдөг. Хайлшийг дулааны боловсруулалт гэдэг нь өндөр температурын нөлөөн дор хайлшанд бүтцийн болон физик, механик өөрчлөлтүүд гарах боловч бодисын химийн найрлага нь хадгалагдан үлддэг зохиомлоор үүсгэсэн процессуудын цогц юм.

Дулаан эмчилгээний зориулалт

Үндэсний эдийн засгийн бүх салбарт өдөр тутам хэрэглэгддэг металл бүтээгдэхүүн нь элэгдэлд тэсвэртэй байх өндөр шаардлагыг хангасан байх ёстой. Түүхий эд болох металлыг шаардлагатай гүйцэтгэлийн шинж чанараар бэхжүүлэх шаардлагатай байдагөндөр температурт өртөх. Өндөр температур бүхий хайлшийг дулааны боловсруулалт нь бодисын анхны бүтцийг өөрчилж, түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дахин хуваарилж, талстуудын хэмжээ, хэлбэрийг өөрчилдөг. Энэ бүхэн нь металлын дотоод стрессийг багасгахад хүргэдэг бөгөөд ингэснээр түүний физик, механик шинж чанарыг нэмэгдүүлдэг.

Дулааны боловсруулалтын төрлүүд

Металл хайлшийг дулааны боловсруулалт хийхдээ түүхий эдийг (хагас боловсруулсан бүтээгдэхүүн) хүссэн температурт халаах, шаардлагатай хугацаанд тогтоосон нөхцөлд хадгалах, хурдан хөргөх гэсэн гурван энгийн процессоос бүрддэг. Орчин үеийн үйлдвэрлэлд хэд хэдэн төрлийн дулааны боловсруулалтыг ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь технологийн зарим шинж чанараараа ялгаатай боловч ерөнхийдөө процессын алгоритм нь хаа сайгүй ижил хэвээр байна.

Дулааны боловсруулалт хийх аргын дагуу дараах төрлүүд байдаг:

• Дулааны (хатууруулах, зөөлрүүлэх, зөөлрүүлэх, хөгшрүүлэх, криоген эмчилгээ).
• Дулаан-механик эмчилгээ нь хайлш дээрх механик нөлөөлөлтэй хослуулан өндөр температурт боловсруулалт хийдэг.
• Хими-дулаан нь металыг дулааны боловсруулалтанд оруулсны дараа бүтээгдэхүүний гадаргууг химийн элементүүдээр (нүүрстөрөгч, азот, хром гэх мэт) баяжуулж өгдөг.

Аннеалах

Ангижруулна гэдэг нь металл болон хайлшийг урьдчилан тогтоосон температурт халааж, дараа нь уг процесс явагдсан зуухтай хамт байгалийн жамаар маш удаан хөргөдөг үйлдвэрлэлийн процесс юм. Бэлдмэлийн үр дүнд химийн найрлагын нэгэн төрлийн бус байдлыг арилгах боломжтойбодисууд, дотоод стрессийг хөнгөвчлөх, мөхлөгт бүтэцтэй болгох, түүнийг сайжруулах, цаашдын боловсруулалтыг хөнгөвчлөхийн тулд хайлшийн хатуулгийг бууруулна. Эхний болон хоёр дахь төрлийн хагалах гэсэн хоёр төрөл байдаг.

Нэгдүгээр зэрэглэлийн зөөлрүүлэх нь дулааны боловсруулалтыг хэлдэг бөгөөд үүний үр дүнд хайлшийн фазын төлөвт бараг өөрчлөгддөггүй эсвэл огт өөрчлөгддөггүй. Энэ нь мөн өөрийн гэсэн сортуудтай: нэгэн төрлийн - 1100-1200 градусын температуртай, ийм нөхцөлд хайлшийг 8-15 цагийн турш хадгалдаг, дахин талстжуулалтыг (t 100-200-д) бэхэлсэн, өөрөөр хэлбэл аль хэдийн хэв гажилтанд ашигладаг. хүйтэн байна.

Хоёр дахь төрлийн аннеаци нь хайлшийн фазын мэдэгдэхүйц өөрчлөлтөд хүргэдэг. Энэ нь бас хэд хэдэн сорттой:

• Бүрэн зөөлрүүлэх - хайлшийг энэ бодисын чухал температурын тэмдэгээс 30-50 градусаар халааж, тогтоосон хурдаар хөргөнө (200 / цаг - нүүрстөрөгчийн ган, 100 / цаг ба 50 / цаг - бага хайлштай ба өндөр). -хайлшин ган тус тус).
• Дутуу - чухал цэг хүртэл халааж, удаан хөргөнө.
• Тархалт - анивчих температур 1100-1200.
• Изотермаль - халаалт нь бүрэн халаалттай адил явагддаг боловч үүний дараа хурдан хөргөлтийг чухал хэмээс бага зэрэг доош температурт хийж, агаарт хөргөнө.
• Нормчилсон - металлыг зууханд биш харин агаарт хөргөж, бүрэн зөөлрүүлнэ.

Хатууруулах

Аашлах нь заль мэх юмхайлштай, түүний зорилго нь бүтээгдэхүүний уян хатан чанарыг бууруулж, бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг металлын мартенсит хувиргахад хүрэх явдал юм. Бөхөөх, түүнчлэн зөөлрүүлэх нь металыг зууханд эгзэгтэй температураас дээш унтрах температур хүртэл халаахтай холбоотой бөгөөд ялгаа нь шингэн банн дахь хөргөлтийн өндөр хурдтай байдаг. Металл болон түүний хэлбэрээс хамааран янз бүрийн төрлийн хатууралтыг ашигладаг:

• Ижил орчинд, өөрөөр хэлбэл шингэнтэй нэг ваннд (том хэсгийг ус, жижиг хэсгийг тос) хатууруулах.
• Завсрын хатуурал - хөргөлт нь дараалсан хоёр үе шаттайгаар явагдана: эхлээд шингэнд (илүү хурц хөргөлтийн шингэн) ойролцоогоор 300, дараа нь агаарт эсвэл өөр тосон ваннд хийнэ.
• Үе шаттай - бүтээгдэхүүн хатуурах температурт хүрэхэд хайлсан давсанд хэсэг хугацаанд хөргөж, дараа нь агаарт хөргөнө.
• Изотермаль - технологи нь шаталсан хатууруулахтай маш төстэй бөгөөд зөвхөн мартенсит хувирлын температурт бүтээгдэхүүнийг барих хугацаандаа ялгаатай.
• Өөрийгөө хатууруулах нь бусад төрлөөс ялгаатай нь халсан металл нь бүрэн хөргөгддөггүй бөгөөд хэсгийн дунд хэсэгт дулаан газар үлдээдэг. Энэхүү заль мэхийн үр дүнд бүтээгдэхүүн нь гадаргуу дээр хүч чадал нэмэгдэж, дунд хэсэгт өндөр зуурамтгай чанар бүхий шинж чанарыг олж авдаг. Энэ хослол нь цохилтот хөгжмийн зэмсгүүдэд (алх, цүүц гэх мэт) зайлшгүй шаардлагатай

Амралт

Өөршүүлэх нь хайлшийг дулааны боловсруулалтын эцсийн шат бөгөөд үүнийг тодорхойлдогметаллын эцсийн бүтэц. Температурын гол зорилго нь металл бүтээгдэхүүний хэврэг байдлыг багасгах явдал юм. Энэ зарчим нь тухайн хэсгийг чухал температураас доогуур температурт халааж, хөргөнө. Төрөл бүрийн зориулалттай металл бүтээгдэхүүний дулааны боловсруулалтын горим, хөргөлтийн хурд нь өөр өөр байж болох тул гурван төрлийн зөөлрүүлэх арга байдаг:

• Өндөр - халаалтын температур 350-600-аас эгзэгтэй температураас доогуур байна. Энэ аргыг ихэвчлэн металл хийцэд ашигладаг.
• Дунд - t 350-500-ийн дулааны боловсруулалт, хаврын бүтээгдэхүүн болон булгийн хувьд түгээмэл.
• Бага - бүтээгдэхүүний халаалтын температур 250-аас ихгүй байгаа нь эд ангиудын өндөр бат бэх, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг хангах боломжийг олгодог.

Хөгшрөлт

Хөгшрөлт гэдэг нь хайлшийг дулааны боловсруулалтанд оруулснаар хэт ханасан металлыг бөхөөсний дараа задрах процессыг үүсгэдэг. Хөгшрөлтийн үр дүн нь эцсийн бүтээгдэхүүний хатуулаг, гарц, бат бөх байдлын хязгаарыг нэмэгдүүлэх явдал юм. Цутгамал төмрийг хөгшрөхөөс гадна өнгөт металлууд, түүний дотор амархан деформацтай хөнгөн цагаан хайлш орно. Хэрэв хатууралд өртсөн металл бүтээгдэхүүнийг хэвийн температурт байлгавал түүний дотор хүч чадал аяндаа нэмэгдэж, уян хатан чанар буурахад хүргэдэг процессууд үүсдэг. Үүнийг металлын байгалийн хөгшрөлт гэж нэрлэдэг. Хэрэв өндөр температурт ижил залруулга хийвэл зохиомол хөгшрөлт гэж нэрлэгдэх болно.

Криоген эмчилгээ

Хайлшийн бүтцэд гарсан өөрчлөлт,Энэ нь тэдний шинж чанарыг зөвхөн өндөр төдийгүй маш бага температурт олж авах боломжтой гэсэн үг юм. t-ээс доош температурт хайлшийг дулааны боловсруулалтыг криоген гэж нэрлэдэг. Энэхүү технологи нь өндөр температурт дулааны боловсруулалт хийх нэмэлт хэрэгсэл болгон улсын эдийн засгийн янз бүрийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд энэ нь дулаанаар хатууруулах процессын зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулж чаддаг.

Хайлшийг криогенээр эмчлэх ажлыг t -196 хэмд тусгай криоген процессороор хийдэг. Энэхүү технологи нь боловсруулсан эд ангиудын ашиглалтын хугацаа болон зэврэлтээс хамгаалах шинж чанарыг ихээхэн нэмэгдүүлэхээс гадна дахин боловсруулалт хийх шаардлагагүй болно.

Дулаан механик эмчилгээ

Хайлш боловсруулах шинэ арга нь металлыг өндөр температурт боловсруулах, хуванцар төлөвт байгаа бүтээгдэхүүний механик хэв гажилттай хослуулсан. Дуусгах аргын дагуу термомеханик эмчилгээ (TMT) нь гурван төрлийн байж болно:

• Бага температурын TMT нь хуванцар хэв гажилт, дараа нь эд ангиудыг бөхөөх, зөөлрүүлэх гэсэн хоёр үе шатаас бүрдэнэ. Бусад төрлийн TMT-ийн гол ялгаа нь хайлшийг аустенитийн төлөвт халаах температур юм.
• Өндөр температурын TMT нь хайлшийг хуванцар хэв гажилттай хослуулан мартенсит төлөвт халаана.
• Урьдчилсан - хэв гажилтыг t 20-д хийж, дараа нь металыг хатууруулж, хатууруулна.

Хими-дулааны боловсруулалт

Хайлшийн бүтэц, шинж чанарыг өөрчлөхметаллын дулааны болон химийн нөлөөллийг хослуулсан химийн дулааны боловсруулалтын тусламжтайгаар бас боломжтой. Энэхүү процедурын эцсийн зорилго нь бүтээгдэхүүний хүч чадал, хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхээс гадна эд ангид хүчилд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй байдлыг бий болгох явдал юм. Энэ бүлэгт дараах төрлийн дулааны боловсруулалт орно:

• Бүтээгдэхүүний гадаргууд нэмэлт хүч өгөхийн тулд цементлэх ажлыг гүйцэтгэдэг. Процедурын мөн чанар нь металыг нүүрстөрөгчөөр дүүргэх явдал юм. Нүүрстөрөгчийг хатуу ба хийн нүүрстөрөгчөөр баяжуулах хоёр аргаар хийж болно. Эхний тохиолдолд боловсруулсан материалыг нүүрс болон түүний идэвхжүүлэгчийн хамт зууханд хийж, тодорхой температурт халааж, дараа нь энэ орчинд барьж, хөргөнө. Хийн нүүрстөрөгчийн хувьд бүтээгдэхүүнийг нүүрстөрөгчийн хийн тасралтгүй урсгалын дор 900 хүртэл хэмийн зууханд халаана.
• Азотжуулалт гэдэг нь метал бүтээгдэхүүний гадаргууг азотын орчинд ханасан химийн дулааны боловсруулалт юм. Энэхүү процедурын үр дүн нь эд ангиудын суналтын бат бэхийг нэмэгдүүлж, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэх явдал юм.
• Цианиджилт гэдэг нь металыг азот болон нүүрстөрөгчөөр нэгэн зэрэг ханахыг хэлнэ. Уг орчин нь шингэн (хайлсан нүүрстөрөгч ба азот агуулсан давс) болон хий хэлбэртэй байж болно.
• Диффузийн өнгөлгөө нь метал бүтээгдэхүүнд халуунд тэсвэртэй, хүчилд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг өгдөг орчин үеийн арга юм. Ийм хайлшийн гадаргуу нь янз бүрийн металл (хөнгөн цагаан, хром) ба металлоидууд (цахиур, бор) -аар ханасан байдаг.

Онцлогуудцутгамал төмрийн дулааны боловсруулалт

Цутгамал төмрийн хайлш нь өнгөт металлын хайлшаас арай өөр технологи ашиглан дулааны боловсруулалтанд ордог. Цутгамал төмөр (саарал, өндөр бат бэх, хайлш) нь дараахь төрлийн дулааны боловсруулалтанд ордог: анивчих (t 500-650-д), хэвийн болгох, хатууруулах (тасралтгүй, изотерм, гадаргуу), зөөлрүүлэх, азотжуулах (саарал цутгамал), хөнгөн цагаан (сувдан цутгамал), хром бүрэх. Эдгээр бүх процедур нь эцсийн цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүний шинж чанарыг эрс сайжруулдаг: ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлэх, бүтээгдэхүүнийг ашиглах явцад ан цав үүсэх магадлалыг арилгах, цутгамал төмрийн бат бэх, халуунд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэх.

Өнгөт хайлшны дулааны боловсруулалт

Өнгөт металл ба хайлш нь бие биенээсээ ялгаатай шинж чанартай байдаг тул тэдгээрийг өөр өөр аргаар боловсруулдаг. Тиймээс зэсийн хайлшийг химийн найрлагыг тэгшитгэхийн тулд дахин талстжуулах процесст оруулдаг. Гуулингийн хувьд энэ хайлш нь чийглэг орчинд аяндаа хагарах хандлагатай байдаг тул бага температурт зөөлрүүлэх технологийг (200-300) өгдөг. Хүрэл нь 550 хүртэл t-д нэгэн төрлийн болгох, задлах процесст ордог. Магнийг зөөлрүүлж, бөхөөж, хиймэл хөгшрөлтөд оруулдаг (унтраасан магнийн хувьд байгалийн хөгшрөлт үүсдэггүй). Хөнгөн цагаан нь магнийн нэгэн адил дулааны боловсруулалтын гурван аргаар явагддаг: зөөлрүүлэх, хатууруулах, хөгшрүүлэх, дараа нь хөнгөн цагааны хайлш нь хүч чадлаа эрс нэмэгдүүлдэг. Титан хайлшийг боловсруулахад: дахин талстжуулах, хатууруулах, хөгшрүүлэх, азотжуулах, нүүрсжүүлэх зэрэг орно.

CV

Металл ба хайлшийг дулаанаар боловсруулах нь хар ба өнгөт металлургийн аль алинд нь технологийн үндсэн процесс юм. Орчин үеийн технологи нь боловсруулсан хайлш бүрийн хүссэн шинж чанарыг олж авахын тулд олон төрлийн дулааны боловсруулалтын аргуудтай байдаг. Метал бүр өөрийн гэсэн чухал температуртай байдаг бөгөөд энэ нь дулааны боловсруулалтыг тухайн бодисын бүтэц, физик-химийн шинж чанарыг харгалзан үзэх ёстой гэсэн үг юм. Эцсийн дүндээ энэ нь хүссэн үр дүнд хүрэхээс гадна үйлдвэрлэлийн үйл явцыг ихээхэн хөнгөвчлөх болно.