Wärmebehandlung Übersicht

Wärmebehandlung bezieht sich auf eine Metallverarbeitungstechnik, bei der Materialien in einem festen Zustand erhitzt, gehalten und gekühlt werden, um die gewünschte Mikrostruktur und Eigenschaften zu erreichen.Je nach Heiz- und Kühlverfahren, sowie die Merkmale der Veränderungen der Mikrostruktur und der Eigenschaften, kann die Wärmebehandlung in folgende Typen eingeteilt werden:

• Allgemeine Wärmebehandlung
• Oberflächenwärmebehandlung
• Andere Wärmebehandlungen

Historische Entwicklung der Wärmebehandlung

Im 6. Jahrhundert v. Chr. wurde die Verwendung von Eisen- und Stahlwaffen allmählich verbreitet.Provinz HebeiBei der Entwicklung der Löschtechnik wurde ein neues Modell entwickelt, mit dem man die Schwerter und die Halberde in der Mikrostrukturen von Martensit erfassen kann.Es wurde immer deutlicher, dass das Kühlmedium die Qualität der Löschung erheblich beeinflusste..

Während der Periode der Drei Königreiche soll ein Handwerker namens Pu Yuan aus Shu 3.000 Schwerter für Zhuge Liang geschmiedet haben.Das zeigt, dass sich in China frühzeitig bewusst war, wie unterschiedliche Wasserqualitäten die Kühleffizienz beeinflussten.Die Verwendung von Öl und Wasser für die Kühlung wurde ebenfalls erwähnt.

Die aus dem Grab des Königs Jing von Zhongshan (206 v. Chr. - 24 n. Chr.) ausgegrabenen Schwerter während der westlichen Han-Dynastie zeigen einen Kohlenstoffgehalt von 0,15% - 0,4% im Kern,während die Oberfläche einen Kohlenstoffgehalt von mehr als 0 aufwiesDas Ergebnis war, daß die Produkte in den USA in der Regel nur mit einer geringen Menge an Kohlenwasserstoff verarbeitet wurden.

1863 demonstrierten britische Metallurgen und Geologen sechs verschiedene metallurgische Strukturen aus Stahl unter dem Mikroskop und bewiesen, daß Erwärmung und Kühlung zu inneren Strukturveränderungen führen.Die Hochtemperaturphasen von Stahl verwandeln sich bei schneller Abkühlung in härtere PhasenDie von dem Franzosen Osmond entwickelte Isomorphismus-Theorie des Eisens und das von dem britischen Wissenschaftler Auston entwickelte Eisen-Kohlenstoff-Phase-Diagrammdie theoretische Grundlage für moderne Wärmebehandlungsprozesse gelegt hat.

Wärmebehandlung Übersicht

Inzwischen haben Forscher Methoden erforscht, um Metalle während des Heizprozesses in der Metallwärmebehandlung zu schützen, um Oxidation und Dekarburisierung zu verhindern.In den letzten Jahren wurde eine Reihe von Patenten für Schutzheizungen mit verschiedenen Gasen (z. B. Wasserstoff) erteilt.In den Jahren 1889-1890 erhielt ein Engländer namens Lake Patente für die hellwärmebehandlung verschiedener Metalle.Fortschritte in der Metallphysik und die Anwendung neuer Technologien haben die Wärmebehandlungsprozesse erheblich verbessert.Eine bemerkenswerte Weiterentwicklung fand zwischen 1901 und 1925 statt, als Rotationsöfen für die Gasvergasung in der industriellen Produktion verwendet wurden.die ein kontrollierbares Kohlenstoffpotenzial in der Ofenatmosphäre ermöglichtIn den 1960er Jahren wurden mit der Wärmebehandlungstechnologie Plasmapflächen integriert, die durch die Verwendung von Kohlendioxid-Infrarot-Instrumenten und Sauerstoffsonden zur Kontrolle des Kohlenstoffpotentials bewertet wurden.die zur Entwicklung von Ionennitrid- und Vergasungsprozessen führtenDie Anwendung von Laser- und Elektronenstrahltechnologien führte auch zu neuen Methoden für die Oberflächenwärmebehandlung und chemische Wärmebehandlung von Metallen.

Die vier Arten der Wärmebehandlung

Züchtigung

Die Verhärtung nach dem Abkühlen führt zu einer Mikrostruktur, die als abgekühlter Sorbit bezeichnet wird.vor allem zur Beseitigung von Löschspannungen und zur Erzielung der gewünschten MikrostrukturAbhängig von der Temperaturtemperatur kann es in niedrig, mittel- und hochtemperaturtemperaturtemperaturen eingeteilt werden, wodurch jeweils tempererter Martensit, Troostit und Sorbit entstehen.

Die Kombination von Hochtemperaturgehärtung nach dem Abkühlen ist als Abkühlen und Härten bekannt, um ein Gleichgewicht von Festigkeit, Härte, Plastizität,und Zähigkeit für umfassende mechanische EigenschaftenDieses Verfahren wird häufig in wichtigen Bauteilen von Automobilen, Traktoren und Werkzeugmaschinen wie Verbindungsstangen, Bolzen, Zahnrädern und Wellen eingesetzt.die Härte liegt typischerweise zwischen HB200 und HB330..

Auflösen

Während des Glühprozesses findet eine Perlittransformation statt. Der Hauptzweck des Glühens ist es, die innere Mikrostruktur des Metalls auf einen ausgeglichenen Zustand zu bringen oder in der Nähe zu bringen,Vorbereitung der nachfolgenden Verarbeitung und Endwärmebehandlung.Spannungsentlastung wird durchgeführt, um Restspannungen zu beseitigen, die durch Prozesse wie plastische Verformung, Schweißen und bei Gießwerken auftreten.Ein Casting., Schweißen und Bearbeiten enthalten interne Spannungen, die, wenn sie nicht unverzüglich behoben werden, zu Verformungen während der Verarbeitung und Verwendung führen können, die die Präzision beeinträchtigen.

Die Verwendung von Spannungsentlastungsgießung zur Beseitigung der während der Verarbeitung entstehenden inneren Spannungen ist entscheidend.so dass während des gesamten Wärmebehandlungsprozesses keine Mikrostrukturveränderungen auftretenDie inneren Belastungen werden in erster Linie durch natürliche Entspannung während der Aufbewahrungsphase und der langsamen Abkühlphase gelindert.

Auslöschen

Das Auslöschen beinhaltet das Erhitzen des Werkstücks oder Teils über der Phasenumwandlungstemperatur,und es dann schnell mit einer Geschwindigkeit abkühlen, die größer ist als die kritische Kühlgeschwindigkeit, um eine martensitische Struktur zu erreichenDie Hauptziele des Löschens sind:

1. Mechanische Eigenschaften verbessern: Zum Beispiel die Verbesserung der Härte und Verschleißfestigkeit von Werkzeugen und Lagern, die Erhöhung der elastischen Grenze von Federn und die Verbesserung der allgemeinen mechanischen Leistung von Wellenbauteilen.

2. Verbesserung der Eigenschaften von Material: für bestimmte Spezialstahle, z. B. zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl oder zur Erhöhung des permanenten Magnetismus von Magnetstahl.

Bei der Löschung ist es wichtig, das geeignete Löschmedium auszuwählen und die richtige Löschmethode anzuwenden.,Stufenlöschung, isotherme Löschung und lokalisierte Löschung.

Normalisierung

Normalisierung wird durch Luftkühlung gekennzeichnet, was bedeutet, dass die Umgebungstemperatur, Stapelmethoden, Luftstrom und Werkstückdimensionen die Struktur und Leistung nach der Normalisierung beeinflussen.Die normalisierte Struktur kann auch als Klassifizierungsmethode für legierte Stähle dienen.Proben mit einem Durchmesser von 25 mm werden auf 900 °C erhitzt und luftgekühlt, um Strukturen zu erreichen, die Legierungsstähle in Perlsteine einteilen, bainitische, martensitische und austenitische Stähle.

1. Für hypoeutectoide Stähle wird die Normalisierung zur Beseitigung von Grobkornstrukturen und Widmanstätten-Strukturen in Gieß-, Schmiede- und Schweißwerken eingesetzt.und kann vor dem Löschen als Vorwärmebehandlung dienen.

2. Für hypereutectoide Stähle kann die Normalisierung den vernetzten Sekundärzementit beseitigen und den Perlit verfeinern, was die mechanischen Eigenschaften verbessert und dem anschließenden Spheroidisierungsbrennen zugute kommt.

3. Bei dünnen Stahlplatten mit niedrigem Kohlenstoffgehalt kann durch Normalisierung freier Zementit an den Korngrenzen beseitigt werden, um die Tiefziehleistung zu verbessern.

4. Bei kohlenstoffarmen und kohlenstoffarmen Leichtmetallstählen kann durch Normalisierung eine erhebliche Menge an feinem lamellärem Perlit entstehen, wodurch die Härte auf HB140-190 steigt.so vermeidet man "Galling" beim Schneiden und verbessert die BearbeitungsfähigkeitIn Fällen, in denen sowohl Normung als auch Glühen für mittelkohlenstoffhaltige Stähle anwendbar sind, ist Normung wirtschaftlicher und bequemer.

5. Bei gewöhnlichen Strukturstählen mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit weniger strengen Anforderungen an die mechanische Leistung kann das Normalisieren das Dämpfen und anschließend das Hochtemperaturgehärten ersetzen.Einfache Bedienung bei gleichzeitiger Stabilisierung der Mikrostruktur und der Abmessungen des Stahls.

6. Die Normalisierung bei hohen Temperaturen (über Ac3 um 150-200°C) kann die Kompositionstrennung in gegossenen und geschmiedeten Teilen aufgrund höherer Diffusionsraten bei erhöhten Temperaturen reduzieren.Grobkörner aus der Hochtemperatur-Normalisierung können durch eine anschließende Niedertemperatur-Normalisierung raffiniert werden.

7. Bei bestimmten in Turbinen und Kesseln verwendeten kohlenstoffarmen und mittleren Kohlenstofflegierten Stählen wird häufig die Normalisierung angewendet, um eine bainitische Struktur zu erreichen.gefolgt von einer Hochtemperatur-Temperung für eine gute Kriechfestigkeit bei 400-550°C.

8. Neben Stahlteilen und Materialien wird die Normalisierung auch bei der Wärmebehandlung von duktilem Eisen zur Erzielung einer perlartigen Matrix eingesetzt, wodurch die Festigkeit von duktilem Eisen erhöht wird.