Acest articol va oferi o descriere destul de detaliată a ceea ce este recoacerea prin recristalizare. În plus, pentru familiarizare, vor fi luate în considerare și alte tipuri de lucrări cu oțel, care îi îmbunătățesc structura și lucrabilitatea metalului, reduc duritatea și ameliorează tensiunile interne. Toate proprietățile principale ale aliajului depind de structura aliajului, iar metoda care modifică structura este tratamentul termic. Recoacere prin recristalizare și multe alte tipuri de tratament termic au fost dezvoltate de D. K. Chernov, în continuare acest subiect a fost dezvoltat de G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
Tratament termic
Aceasta este o combinație de diverse operațiuni de încălzire cu ajutorul echipamentelor speciale și tehnologiei speciale, cu menținere și răcire, care sunt efectuate strict într-o anumită secvență și în moduri precise pentru a modifica structura internă a aliajului și obțineți proprietățile dorite. Tratamentul termic este împărțit în mai multe tipuri. Recoacerea primuluitip, care este folosit pentru absolut orice metale și aliaje, nu aduce transformări de fază în stare solidă. Recoacere prin recristalizare este utilizată pentru a obține următoarele caracteristici.
Când recoacerea de primul fel este încălzită, mobilitatea atomilor crește, neomogenitatea chimică este eliminată complet sau parțial, iar stresul intern scade. Totul depinde de temperatura de încălzire și de timpul de menținere. Răcirea lentă este caracteristică aici. Variațiile acestei metode sunt recoacerea de detensionare după turnare, sudare sau forjare, recoacere prin difuzie și recoacere prin recristalizare.
A doua recoacere
Această recoacere este, de asemenea, destinată metalelor și aliajelor care suferă transformări de fază în timpul recoacerii în stare solidă - atât la încălzire, cât și la răcire. Aici, obiectivele sunt oarecum mai largi decât cele urmărite de recoacerea prin recristalizare a oțelului. Recoacerea de al doilea tip are ca rezultat o structură mai echilibrată pentru prelucrarea ulterioară a materialului. Granulația dispare, este zdrobită, vâscozitatea și plasticitatea cresc, duritatea și rezistența se reduc semnificativ. Un astfel de metal poate fi deja tăiat. Încălzirea se realizează la temperaturi mult mai mari decât cele critice, iar răcirea are loc împreună cu cuptorul - foarte lent.
De asemenea, tratamentul termic include întărirea aliajelor pentru rezistență și duritate. Aici, dimpotrivă, se formează o structură de neechilibru, care mărește acești parametri datorită sorbitei, troostitei și martensitei. Temperaturile folosite sunt și ele mult mai mari decât cele critice, dar răcirea are loc la viteze foarte mari. al patrulea feltratament termic - revenire, care ameliorează tensiunile interne, reduce duritatea și crește duritatea și ductilitatea oțelurilor călite. Când este încălzit la temperaturi sub critice, viteza de răcire poate fi oricare. Transformările reduc structura de neechilibru. Așa funcționează recoacerea prin recristalizare a oțelului.
Selectare mod
Tratamentul termic poate fi preliminar și final. Primul este utilizat pentru a pregăti proprietățile materialului și structura acestuia pentru operațiuni tehnologice ulterioare (îmbunătățirea prelucrabilității, tăierea, tratarea sub presiune). Tratamentul termic final formează toate proprietățile produsului finit. Modul în care este selectat modul de recoacere prin recristalizare depinde de procesul și obiectivele tratamentului termic.
Implică încălzirea unui aliaj sau metal peste temperatura de cristalizare și nu mai puțin de o sută sau două sute de grade. Aceasta este urmată de expunerea la această temperatură pentru timpul necesar. Răcirea este etapa finală a acestui proces. Această tehnologie este împărțită în recoacere completă, parțială și cu texturare, iar alegerea depinde de scopul recoacerii prin recristalizare.
Coacerea completă
În practică, cel mai adesea folosim recoacerea completă, dar aici trebuie să acordați atenție faptului că recoacerea și călirea oțelului sunt procese diferite. În timpul procesului de recoacere de recristalizare, sunt efectuate anumite proceduri care preced prelucrarea la rece a metalului sub presiune pentru a facilita prelucrarea ulterioară cu acesta, saurecoacerea este tipul de ieșire al tratamentului termic, atunci când produsul finit sau semifabricat primește caracteristicile dorite. Fie aceasta este o operație intermediară, de exemplu - pentru îndepărtarea eficientă a călirii la rece.
Pentru dizolvarea uniformă a elementelor de aliere în matrice și pentru a obține o microstructură omogenă cu aceleași proprietăți ale materialului, recoacerea se realizează într-o soluție specială. Metalele feroase necesită recoacere prin recristalizare la temperaturi cuprinse între 950 și 1200 °C folosind o soluție de sare Durferrit Glühkohle sau Durferrit GS 960..
Obiective
De cele mai multe ori, recoacerea de recristalizare a otelurilor se realizeaza pentru a aduce structura materialului la parametrii doriti care sunt necesari pentru lucrari ulterioare. Se folosește după tratamentul sub presiune, dacă recristalizarea lentă nu a trecut complet, iar acest lucru nu permite îndepărtarea întăririi.
O astfel de tehnologie este folosită de obicei pentru bobinele din aliaj laminate la cald, la care baza este aluminiu, precum și după laminarea la rece a tablelor, benzilor, foliilor din diferite aliaje și metalelor neferoase (aici este necesar de menționat recoacere prin recristalizare a nichelului), tije si fire, oteluri formate la rece si tevi trase la rece. O procedură separată este recoacerea în fabricarea semifabricatelor și a produselor din metale neferoase (inclusiv nichel).
Condiții de temperatură
Materiale diferite necesită moduri diferite de tratament termic. De obicei, întregul proces nu durează mai mult de o oră pentru a finaliza recoacerea de recristalizare, dar regimul de temperatură pentru fiecare aliaj este propriu. Deci, aliajele pe bază de magneziu sunt necesare de la 300 la 400 °С, aliajele de nichel sunt necesare de la 800 la 1150 °С, oțelurile carbon sunt necesare de la 650 la 710 °С, pentru care recoacerea prin recristalizare este obligatorie. În mod natural, punctul de topire nu este atins.
Aliajele de aluminiu nu au nevoie atât de mult, suficient de la 350 la 430 °C, iar aluminiul pur se recristalizează la temperaturi de la 300 la 500 °C. De la 670 la 690 °C este necesar titan pentru recristalizare, de la 700 la 850 °C sunt necesare compoziții de cupru și nichel, de la 600 la 700 °C sunt necesare bronz și alamă și chiar mai puțin cupru pur, începe recristalizarea de la 500 °C. Astfel de moduri de recoacere prin recristalizare sunt necesare pentru anumite metale și aliaje.
Prelucrarea prin difuzie a metalelor
Acest tip de recoacere se numește altfel omogenizare și se realizează pentru a elimina consecințele segregării dendritice. Recoacerea prin difuzie este necesară pentru oțelurile aliate în care indicele de ductilitate și tenacitate este redus din cauza segregării intracristaline, care duce la fracturi lamelare sau fragile. Este necesar să se obțină o structură de echilibru și, prin urmare, este necesar tratamentul prin difuzie a metalului turnat. În plus, îmbunătățește atât caracteristicile mecanice, cât și crește uniformitatea proprietăților în întregul produs finit.
Iată ce se întâmplăproces: se dizolvă fazele în exces, se nivelează compoziția chimică, apar și cresc porii, mărimea granulelor crește. Acest tip de tratament termic necesită o expunere îndelungată a metalului la temperaturi peste critice (aici putem vorbi de 1200 de grade Celsius).
Tratament termic izotermic
Acest tip de recoacere este recomandat pentru otelurile aliate in care, la o temperatura constanta, austenita se descompune in ferita si cementita in amestec. O astfel de descompunere se poate produce la alte tipuri de recoacere daca are loc o racire treptata datorita scaderii constante si succesive a temperaturii. Astfel, se realizează uniformitatea structurii, se reduce timpul pentru tratamentul termic.
Schema de recoacere izotermă este următoarea: mai întâi, încălzirea la un indicator care va depăși punctul critic superior cu 50-70 de grade, apoi scăderea temperaturii cu 150 de grade. După aceea, partea încălzită este transferată într-un cuptor sau baie, unde temperatura nu este menținută mai mult de 700 °C. Durata procedurii va depinde de compoziția metalului și de dimensiunile geometrice ale piesei. Compușii din aliaje pot dura ore, în timp ce foile de oțel carbon laminate la cald durează câteva minute.
Diferențe
Cu recoacere completa se asigura recristalizarea otelului, scutind metalul de diverse defecte structurale. Oțelul își primește cele mai importante și caracteristice proprietăți, se înmoaie pentru tăierea ulterioară. Nevoiemai întâi încălziți-l la o temperatură peste Ac3 cu 30-50 de grade, încălziți-l, apoi răciți-l încet.
Cel mai des, expunerea durează cel puțin o jumătate de oră, dar nu mai mult de o oră pe tonă de oțel, cu o viteză de încălzire de 100 de grade Celsius pe oră. Viteza de răcire variază în funcție de compoziția oțelului și de stabilitatea austenitei. Dacă este răcită rapid, structura dispersată de feritic-cementită poate fi prea dură.
Răcire
Viteza de răcire este reglată prin răcirea cuptorului cu oprirea treptată a acestuia și deschiderea ușii. Cu recoacere completă, principalul lucru este să nu supraîncălziți aliajul. Recoacere parțială se realizează la temperaturi sub Ac3, dar ușor peste Ac1.
Apoi oțelul se va recristaliza parțial și, prin urmare, nu va scăpa de defecte. Acesta este modul în care oțelurile fără bandă feritică sunt tratate, dacă trebuie doar să fie înmuiate înainte de prelucrare și tăiere ulterioară. Pe lângă cele complete și incomplete, există și recoacere prin recristalizare texturizantă.
Aplicație
Uneori, recoacerea completează prelucrarea la cald (bobinele laminate la cald, cum ar fi aliajele de aluminiu, sunt recoacete înainte de laminarea la rece pentru a îndepărta munca grea care este obligatorie să apară ca urmare a laminarii la cald).
Recoacerea de acest tip este mult mai utilizată în producția de produse și semifabricate din aliaje și metale pure neferoase. Aceasta este deja o operațiune independentă de tratament termic. În comparație cu oțelurile, un număr mare de metale neferoase sunt supuse prelucrării la rece, după care este necesară recoacerea prin recristalizare.
În industrie
Dacă este necesară o formă granulară de cementită, menținerea aliajului în timpul recoacerii până la recristalizarea completă poate dura mult timp - câteva ore. Pentru deformarea la rece, care de obicei urmează recoacerii, cea mai favorabilă este forma granulară de cementită, care apare în timpul recristalizării în procesul de nucleare și creștere a boabelor neformate, iar aceasta necesită încălzirea la o anumită temperatură.
Coacerea prin recristalizare în industrie este operația inițială de a conferi plasticitate unui aliaj sau metal înainte de prelucrarea la rece. Nu este mai puțin prezentă în intervalul dintre operațiunile de deformare la rece pentru îndepărtarea întăririi și, de asemenea, ca proces final de tratament termic de ieșire, astfel încât produsul sau semifabricatul să dobândească proprietățile de care are nevoie.
Cum se întâmplă
Când este încălzit, metalul deformat crește mobilitatea atomilor. Boabele vechi sunt întinse, devin vulnerabile, boabele noi, deja echilibrate și lipsite de tensiune, se nasc și cresc intens. Se ciocnesc de cele vechi, alungite, absorbindu-le în creșterea lor până la dispariția lor completă. Recristalizarea oțelului și aliajelor este scopul principal al recoacerii prin recristalizare. Când este încălzit după atingerea temperaturii necesare, forța de curgere și rezistența materialului scad destul de brusc.
Dar plasticitatea crește, funcționează pentru a îmbunătăți prelucrabilitatea. Temperatura la care începe recristalizarea se numește prag.recristalizare. Când este atins, metalul se înmoaie. Temperatura nu poate fi constantă. Pentru un anumit aliaj sau metal, durata încălzirii, gradul de pre-deformare, dimensiunea inițială a granulelor și multe altele joacă un rol la fel de important.
