Болат құймаларын термиялық өңдеу қажетті өнімділікке қол жеткізу үшін болат құймаларының микроқұрылымын бақылау үшін Fe-Fe3C фазалық диаграммасына негізделген. Термиялық өңдеу болат құймаларын өндірудегі маңызды процестердің бірі болып табылады. Термиялық өңдеудің сапасы мен әсері болат құймаларының соңғы көрсеткіштеріне тікелей байланысты.
Болат құймаларының құйылған құрылымы химиялық құрамға және қатаю процесіне байланысты. Жалпы алғанда, салыстырмалы түрде ауыр дендрит сегрегациясы, құрылымы өте біркелкі емес және ірі түйіршіктер бар. Сондықтан болат құймаларының механикалық қасиеттерін жақсарту үшін жоғарыда аталған мәселелердің әсерін жою немесе азайту үшін әдетте болат құймаларын термиялық өңдеу қажет. Сонымен қатар, болат құймаларының құрылымы мен қабырғасының қалыңдығының айырмашылығына байланысты бір құйманың әртүрлі бөліктері әртүрлі ұйымдық пішіндерге ие болады және айтарлықтай қалдық ішкі кернеуді тудырады. Сондықтан болат құймалар (әсіресе легирленген болат құймалар) әдетте термиялық өңдеуден өткен күйде жеткізілуі керек.
1. Болат құймаларын термиялық өңдеудің сипаттамасы
1) Болат құймаларының құйылған құрылымында жиі ірі дендриттер мен сегрегация болады. Термиялық өңдеу кезінде қыздыру уақыты бір құрамдағы соғу болат бөліктерінен сәл жоғары болуы керек. Сонымен бірге аустениттеуді ұстау уақытын тиісті түрде ұзарту қажет.
2) Кейбір легирленген болат құймаларының құйма құрылымының елеулі бөлінуіне байланысты оның құймалардың соңғы қасиеттеріне әсерін жою үшін термиялық өңдеу кезінде гомогенизациялау шараларын қолдану қажет.
3) Күрделі пішінді және қабырға қалыңдығының үлкен айырмашылығы бар болат құймалар үшін термиялық өңдеу кезінде көлденең қиманың әсерлері мен құйма кернеуінің факторларын ескеру қажет.
4) Болат құймаларында термиялық өңдеу жүргізілгенде, ол оның құрылымдық сипаттамаларына негізделген ақылға қонымды болуы және құймалардың деформациясын болдырмауға тырысуы керек.
2. Болат құймаларын термиялық өңдеудің негізгі технологиялық факторлары
Болат құймаларын термиялық өңдеу үш кезеңнен тұрады: қыздыру, жылуды сақтау және салқындату. Процесс параметрлерін анықтау өнімнің сапасын қамтамасыз ету және шығындарды үнемдеу мақсатына негізделуі керек.
1) Жылыту
Жылыту - термиялық өңдеу процесінде ең көп энергияны қажет ететін процесс. Жылыту процесінің негізгі техникалық параметрлері сәйкес қыздыру әдісін, қыздыру жылдамдығын және зарядтау әдісін таңдау болып табылады.
(1) Жылыту әдісі. Болат құймаларын қыздыру әдістеріне негізінен радиациялық қыздыру, тұзды ваннаны қыздыру және индукциялық қыздыру жатады. Жылыту әдісін таңдау принципі жылдам және біркелкі, басқаруға оңай, жоғары тиімділік және төмен баға. Жылыту кезінде құю зауыты негізінен құрылымдық өлшемін, химиялық құрамын, термиялық өңдеу процесін және құйма сапасына қойылатын талаптарды ескереді.
(2) Қыздыру жылдамдығы. Жалпы болаттан жасалған құймалар үшін қыздыру жылдамдығы шектелмеуі мүмкін, ал қыздыру үшін пештің максималды қуаты қолданылады. Ыстық пешті зарядтауды пайдалану қыздыру уақытын және өндіріс циклін айтарлықтай қысқартуы мүмкін. Шындығында, жылдам қыздыру жағдайында құйма беті мен өзек арасында айқын температуралық гистерезис болмайды. Баяу қыздыру өндіріс тиімділігінің төмендеуіне, энергияны тұтынудың жоғарылауына және құйма бетіндегі елеулі тотығуға және көміртексізденуге әкеледі. Дегенмен, күрделі пішіндер мен құрылымдар, үлкен қабырға қалыңдығы және қыздыру процесінде үлкен термиялық кернеулер бар кейбір құймалар үшін қыздыру жылдамдығын бақылау қажет. Әдетте, төмен температураны және баяу қыздыруды (600 °C төмен) немесе төмен немесе орташа температурада ұстауды, содан кейін жоғары температура аймақтарында жылдам қыздыруды қолдануға болады.
(3) Жүктеу әдісі. Болат құймаларын пешке салу принципі тиімді кеңістікті толық пайдалану, біркелкі қыздыруды қамтамасыз ету және құймаларды деформациялауға орналастыру болып табылады.
2) Оқшаулау
Болат құймаларын аустениттеу үшін ұстау температурасы құйылған болаттың химиялық құрамына және қажетті қасиеттерге сәйкес таңдалуы керек. Ұстау температурасы бірдей құрамдағы болат бөлшектерді соғуға қарағанда әдетте сәл жоғары (шамамен 20 °C). Эвтектоидты болаттан жасалған құймалар үшін карбидтердің аустенитке тез қосылуын және аустениттің ұсақ түйіршіктерді сақтай алатынын қамтамасыз ету керек.
Болат құймаларының жылуды сақтау уақытында екі факторды ескеру қажет: бірінші фактор - құйма беті мен өзек температурасын біркелкі ету, екінші фактор - құрылымның біркелкілігін қамтамасыз ету. Сондықтан ұстау уақыты негізінен құйманың жылу өткізгіштігіне, қиманың қабырғасының қалыңдығына және қорытпа элементтеріне байланысты. Жалпы айтқанда, легирленген болаттан жасалған құймалар көміртекті болаттан жасалған құймаларға қарағанда ұзақ ұстау уақытын қажет етеді. Құйма қабырғасының қалыңдығы әдетте ұстау уақытын есептеу үшін негізгі негіз болып табылады. Қалыпты өңдеуді және қартаюды өңдеуді ұстау уақыты үшін термиялық өңдеудің мақсаты, ұстау температурасы және элементтің диффузия жылдамдығы сияқты факторларды ескеру қажет.
3) Салқындату
Металлографиялық түрлендіруді аяқтау, қажетті металлографиялық құрылымды алу және көрсетілген өнімділік көрсеткіштеріне қол жеткізу үшін болат құймаларын жылуды сақтаудан кейін әртүрлі жылдамдықпен салқындатуға болады. Жалпы айтқанда, салқындату жылдамдығын арттыру жақсы құрылымды алуға және дәндерді тазартуға көмектеседі, осылайша құйманың механикалық қасиеттерін жақсартады. Дегенмен, салқындату жылдамдығы тым жылдам болса, құймада үлкен кернеу тудыруы оңай. Бұл күрделі құрылымдары бар құймалардың деформациясын немесе жарылуын тудыруы мүмкін.
Болат құймаларын термиялық өңдеуге арналған салқындату ортасына әдетте ауа, май, су, тұзды су және балқытылған тұз кіреді.
3. Болат құймаларын термиялық өңдеу әдісі
Әр түрлі қыздыру әдістеріне, ұстау уақыты мен салқындату шарттарына сәйкес болат құймаларын термиялық өңдеу әдістеріне негізінен күйдіру, қалыпқа келтіру, сөндіру, шынықтыру, ерітіндімен өңдеу, жауын-шашынды қатайту, кернеуді жеңілдету және сутегін кетіру өңдеу кіреді.
1) Қыздыру.
Күтімдеу - құрылымы тепе-теңдік күйінен процесте алдын ала анықталған температураға дейін ауытқуы бар болатты қыздыру, содан кейін оны жылуды консервациялаудан кейін (әдетте пешпен салқындату немесе әкпен көму) баяу салқындату, температураға жақын термиялық өңдеу процесін алу. құрылымның тепе-теңдік күйі. Болаттың құрамына және жасыту мақсаты мен талаптарына сәйкес жасыту толық жасыту, изотермиялық жасыту, сфероидизациялау, қайта кристалдану, кернеуді жеңілдету және т.б.
(1) Толық күйдіру. Толық күйдірудің жалпы процесі: болат құймасын Ac3-тен 20 °C-30 °C жоғары қыздыру, оны біраз уақыт бойы ұстау, осылайша болаттағы құрылым толығымен аустенитке айналады, содан кейін баяу салқындатылады (әдетте. пешпен салқындату) 500 ℃ - 600 ℃ температурада, соңында ауада салқындатылады. Толық деп аталатындар қыздыру кезінде толық аустениттік құрылымның алынуын білдіреді.
Толық күйдірудің мақсаты негізінен мыналарды қамтиды: біріншісі - ыстық өңдеуден туындаған өрескел және біркелкі емес құрылымды жақсарту; екіншісі - көміртекті болат пен легирленген болат құймаларының қаттылығын орташа көміртектіден жоғары төмендету, осылайша олардың кесу өнімділігін жақсарту (жалпы, дайындаманың қаттылығы 170 HBW-230 HBW болғанда, оны кесу оңай. Қаттылық кезінде осы диапазоннан жоғары немесе төмен болса, кесуді қиындатады); үшінші – болат құймасының ішкі кернеуін жою.
Толық күйдірудің қолдану ауқымы. Толық күйдіру негізінен көміртегі құрамы 0,25%-дан 0,77%-ға дейін болатын гипоэвтектоидты құрамы бар көміртекті болат пен легирленген болат құймалар үшін жарамды. Гиперевтектоидты болатты толығымен жасытпау керек, өйткені гиперевтектоидты болат Accm-тен жоғары қыздырылғанда және баяу салқындатылғанда, екінші реттік цементит аустенит түйіршіктерінің шекарасында желілік пішінде тұнбаға түседі, бұл болаттың беріктігін, пластикасын және соққыға төзімділігін айтарлықтай етеді. құлдырау.
(2) Изотермиялық күйдіру. Изотермиялық күйдіру деп болат құймаларын Ac3 (немесе Ac1) мәнінен 20 °C - 30 °C жоғары қыздыруды, біраз уақыт ұстағаннан кейін, суытылған аустениттің изотермиялық түрлену қисығының ең жоғары температурасына дейін жылдам салқындатуды, содан кейін белгілі бір уақыт ішінде ұстауды айтады. уақыт (перлит түрлендіру аймағы). Аустенит перлитке айналғаннан кейін ол баяу салқындайды.
(3) Сфероидизациялау. Сферикалық күйдіру дегеніміз болат құймаларын Ac1-ден сәл жоғары температураға дейін қыздыру, содан кейін ұзақ уақыт бойы жылуды сақтаудан кейін болаттағы екінші реттік цементит өздігінен түйіршікті (немесе сфералық) цементитке айналады, содан кейін баяу жылдамдықпен термиялық өңдеу. бөлме температурасына дейін салқындату процесі.
Жасытуды сфероидтау мақсатына мыналар жатады: қаттылықты азайту; металлографиялық құрылымды біркелкі ету; кесу өнімділігін арттыру және сөндіруге дайындау.
Сфероидтау жасыту негізінен эвтектоидты болаттарға және көміртекті аспаптық болат, легирленген серіппелі болат, домалау подшипникті болат және легирленген аспап болат сияқты гиперевтектоидты болаттарға (көміртегі мөлшері 0,77%-дан көп) қолданылады.
(4) Кернеуді жеңілдететін күйдіру және қайта кристалдану жасыту. Кернеуді жеңілдететін күйдіруді төмен температуралы күйдіру деп те атайды. Бұл болат құймаларын Ac1 температурасынан төмен (400 °C - 500 °C) қыздыратын, содан кейін біраз уақыт бойы ұсталатын, содан кейін бөлме температурасына дейін баяу салқындатылатын процесс. Кернеуді жеңілдететін күйдірудің мақсаты - құйманың ішкі кернеуін жою. Болаттың металлографиялық құрылымы кернеуді түсіретін жасыту процесінде өзгермейді. Қайта кристалдану жасыту негізінен суық деформацияны өңдеуден туындаған бұрмаланған құрылымды жою және жұмыстың қатаюын жою үшін қолданылады. Қайта кристалдану үшін қыздыру температурасы қайта кристалдану температурасынан 150 °C - 250 °C жоғары. Қайта кристалдану жасыту ұзартылған кристалдық түйіршіктерді суық деформациядан кейін біркелкі тең кристалдарға қайта құра алады, осылайша жұмыстың қатаюының әсерін жояды.
2) Нормалау
Нормалау - бұл болатты 30 °C - 50 °C-қа дейін Ac3 (гипоэвтектоидты болат) және Acm (гиперевтектоидты болат) жоғары қыздыратын термиялық өңдеу, ал жылуды сақтау мерзімінен кейін оны ауада немесе бөлме температурасына дейін салқындатады. мәжбүрлі ауа. әдіс. Қалыптастыру жасытуға қарағанда жылдамырақ салқындату жылдамдығына ие, сондықтан қалыпқа келтірілген құрылым күйдірілген құрылымға қарағанда жұқа, ал оның беріктігі мен қаттылығы да жасытылған құрылымға қарағанда жоғары. Өндіріс циклінің қысқа болуына және жабдықты нормалаудың жоғары пайдалануына байланысты, нормалау әртүрлі болат құймаларында кеңінен қолданылады.
Нормалау мақсаты келесі үш санатқа бөлінеді:
(1) Соңғы термиялық өңдеу ретінде қалыпқа келтіру
Төмен беріктік талаптары бар металл құймалар үшін соңғы термиялық өңдеу ретінде нормалауды қолдануға болады. Нормалау дәндерді тазартуға, құрылымды біртектілікке келтіруге, гипоэвтектоидты болаттағы феррит құрамын азайтуға, перлит құрамын арттыруға және тазартуға, осылайша болаттың беріктігін, қаттылығын және қаттылығын жақсарта алады.
(2) Алдын ала термиялық өңдеу ретінде қалыпқа келтіру
Үлкенірек секциялары бар болат құймалар үшін, сөндіру немесе сөндіру алдында қалыпқа келтіру және шынықтыру (сөндіру және жоғары температурада шыңдау) Widmanstatten құрылымын және жолақ құрылымын жойып, жұқа және біркелкі құрылымды алуға болады. Көміртекті болаттар мен легірленген аспаптық болаттарда көміртегі мөлшері 0,77% -дан жоғары болатын желілік цементит үшін нормалау екінші реттік цементиттің мазмұнын азайтуы және оның үздіксіз желіні қалыптастыруына жол бермеуі мүмкін, ұйымды сфероидтау жасытуға дайындау .
(3) Кесу өнімділігін жақсарту
Нормалау төмен көміртекті болатты кесу өнімділігін жақсарта алады. Төмен көміртекті болаттан жасалған құймалардың қаттылығы күйдіруден кейін тым төмен, кесу кезінде пышаққа оңай жабысады, нәтижесінде беттің шамадан тыс кедір-бұдыры пайда болады. Қалыпты термиялық өңдеу арқылы төмен көміртекті болаттан жасалған құймалардың қаттылығын 140 HBW - 190 HBW дейін арттыруға болады, бұл оңтайлы кесу қаттылығына жақын, осылайша кесу өнімділігін арттырады.
3) Сөндіру
Сөндіру – болат құймаларын Ac3 немесе Ac1-ден жоғары температураға дейін қыздыратын, содан кейін толық мартенситтік құрылымды алу үшін біраз уақыт бойы ұстағаннан кейін тез салқындататын термиялық өңдеу процесі. Болат құймаларын сөндіргіш кернеуді жою және қажетті жан-жақты механикалық қасиеттерді алу үшін ең ыстық болғаннан кейін уақытында шыңдау керек.
(1) Сөндіру температурасы
Гипоэвтектоидты болатты сөндіретін қыздыру температурасы Ac3-тен 30℃-50℃ жоғары; эвтектоидты болат пен гиперевтектоидты болатты сөндіретін қыздыру температурасы Ac1-ден 30℃-50℃ жоғары. Гипоэвтектоидты көміртекті болат ұсақ түйіршікті аустенит алу үшін жоғарыда аталған сөндіру температурасында қыздырылады, ал сөндіргеннен кейін жұқа мартенсит құрылымын алуға болады. Эвтектоидты болат пен гиперевтектоидты болат сөндіру және қыздыру алдында сфероидталған және жасытылған, сондықтан Ac1-ден 30℃-50℃ дейін қыздырғаннан кейін және толық емес аустениттелгеннен кейін құрылым аустенит болып табылады және ішінара ерімеген ұсақ түйіршікті инфильтрация Көміртекті дене бөлшектері. Өндіргеннен кейін аустенит мартенситке айналады, ал ерімеген цементит бөлшектері сақталады. Цементиттің қаттылығы жоғары болғандықтан, ол болаттың қаттылығын төмендетіп қана қоймайды, сонымен қатар оның тозуға төзімділігін арттырады. Гиперевтектоидты болаттың қалыпты сөнген құрылымы майда қабыршақты мартенсит болып табылады, ал майда түйіршікті цементит пен аздаған ұсталған аустенит матрицада біркелкі таралады. Бұл құрылым жоғары беріктік пен тозуға төзімділікке ие, бірақ сонымен бірге белгілі бір қаттылық дәрежесіне ие.
(2) Термиялық өңдеу процесін сөндіруге арналған салқындатқыш орта
Сөндірудің мақсаты - толық мартенситті алу. Сондықтан сөндіру кезінде құйылған болаттың салқындату жылдамдығы құйма болаттың критикалық салқындату жылдамдығынан жоғары болуы керек, әйтпесе мартенситтік құрылым мен сәйкес қасиеттерді алу мүмкін емес. Дегенмен, тым жоғары салқындату жылдамдығы құйманың деформациясына немесе крекингіне оңай әкелуі мүмкін. Жоғарыда аталған талаптарды бір уақытта орындау үшін құйма материалына сәйкес сәйкес салқындату ортасын таңдау керек немесе кезеңді салқындату әдісін қабылдау керек. 650℃-400℃ температура диапазонында болаттың өте салқындатылған аустенитінің изотермиялық түрлену жылдамдығы ең үлкен болып табылады. Сондықтан құйма сөнген кезде осы температура диапазонында жылдам салқындатуды қамтамасыз ету керек. Ms нүктесінен төмен салқындату жылдамдығы деформацияның немесе крекингтің алдын алу үшін баяу болуы керек. Сөндіргіш орта әдетте суды, сулы ерітіндіні немесе майды қабылдайды. Сөндіру немесе аутемперлеу сатысында жиі қолданылатын орталарға ыстық май, балқытылған металл, балқытылған тұз немесе балқытылған сілті жатады.
650℃-550℃ жоғары температура аймағында судың салқындату қабілеті күшті, ал 300℃-200℃ төмен температура аймағында судың салқындату қабілеті өте күшті. Су қарапайым пішінді және үлкен көлденең қимасы бар көміртекті болат құймаларын сөндіру және салқындату үшін қолайлы. Сөндіру және салқындату үшін пайдаланылған кезде судың температурасы әдетте 30°C-тан жоғары емес. Сондықтан, әдетте, су температурасын ақылға қонымды диапазонда ұстау үшін су айналымын күшейту қабылданған. Сонымен қатар, судағы тұзды (NaCl) немесе сілтіні (NaOH) қыздыру ерітіндінің салқындату қабілетін айтарлықтай арттырады.
Салқындатқыш орта ретінде майдың басты артықшылығы - 300℃-200℃ төмен температура аймағында салқындату жылдамдығы суға қарағанда әлдеқайда төмен, бұл сөндірілетін дайындаманың ішкі кернеуін айтарлықтай төмендетеді және деформация мүмкіндігін азайтады. және құйманың жарылуы. Сонымен қатар, 650℃-550℃ жоғары температура диапазонында мұнайдың салқындату қабілеті салыстырмалы түрде төмен, бұл да сөндіргіш орта ретінде мұнайдың негізгі кемшілігі болып табылады. Өндіретін майдың температурасы әдетте 60℃-80℃ деңгейінде бақыланады. Мұнай негізінен күрделі пішінді легирленген болат құймаларын сөндіруге және қимасы аз және күрделі пішінді көміртекті болат құймаларын сөндіруге қолданылады.
Сонымен қатар, балқытылған тұз әдетте сөндіргіш орта ретінде пайдаланылады, ол осы уақытта тұзды ваннаға айналады. Тұзды ванна жоғары қайнау температурасымен сипатталады және оның салқындату қабілеті су мен май арасында болады. Тұз ваннасы көбінесе аутемперлеу және кезеңді сөндіру үшін, сондай-ақ күрделі пішінді, шағын өлшемді және қатаң деформация талаптары бар құймаларды өңдеу үшін қолданылады.
4) шыңдау
Шынықтыру деп сөндірілген немесе нормаланған болат құймаларын Ac1 сыни нүктесінен төмен таңдалған температураға дейін қыздыратын және белгілі бір уақыт бойы ұстағаннан кейін тиісті жылдамдықпен салқындататын термиялық өңдеу процесін айтады. Шынықтыру термиялық өңдеу күйзелісті жою және болат құймаларының пластикасы мен қаттылығын жақсарту үшін сөндіру немесе қалыпқа келтіруден кейін алынған тұрақсыз құрылымды тұрақты құрылымға айналдыра алады. Жалпы, сөндіргіш және жоғары температурада шынықтырумен өңдеудің термиялық өңдеу процесі сөндіру және шынықтыру өңдеу деп аталады. Сөндірілетін болат құймалар уақытында шыңдалу керек, ал нормаланған болат құймалар қажет болған жағдайда шыңдалу керек. Болат құймаларының шынықтырудан кейінгі өнімділігі шынықтыру температурасына, уақытына және рет санына байланысты. Шынықтыру температурасының жоғарылауы және кез келген уақытта ұстау уақытының ұзаруы болат құймаларының сөндіру кернеуін жеңілдетіп қана қоймайды, сонымен қатар тұрақсыз сөндірілген мартенситті шыңдалған мартенситке, трооститке немесе сорбитке айналдырады. Болат құймаларының беріктігі мен қаттылығы төмендейді, пластикалық қасиеті айтарлықтай жақсарады. Карбидтерді күшті құрайтын легирленген элементтері бар кейбір орташа легирленген болаттар үшін (мысалы, хром, молибден, ванадий және вольфрам, т.б.) 400℃-500℃ температурада шыңдау кезінде қаттылық жоғарылайды және қаттылық төмендейді. Бұл құбылысты қайталама шынықтыру деп атайды, яғни шыңдалған күйде құйылған болаттың қаттылығы максимумға жетеді. Нақты өндірісте қайталама шынықтыру сипаттамалары бар орташа легирленген құйма болат бірнеше рет шыңдауды қажет етеді.
(1) Төмен температурада шыңдау
Төмен температураны шыңдау температура диапазоны 150℃-250℃. Төмен температурада шынықтыру негізінен жоғары көміртекті болатты сөндіру және жоғары легирленген болатты сөндіру үшін қолданылатын шыңдалған мартенсит құрылымын алуға болады. Шынықтырылған мартенсит криптокристалды мартенсит пен ұсақ түйіршікті карбидтердің құрылымын білдіреді. Төмен температуралы шынықтырудан кейін гипоэвтектоидты болаттың құрылымы шыңдалған мартенсит; төмен температурада шынықтырудан кейін гиперевтектоидты болаттың құрылымы шыңдалған мартенсит + карбидтер + ұсталған аустенит. Төмен температурада шыңдаудың мақсаты жоғары қаттылықты (58HRC-64HRC), жоғары беріктік пен тозуға төзімділікті сақтай отырып, болат құймаларының сөндіру кернеуі мен сынғыштығын айтарлықтай төмендете отырып, сөндірілген болаттың қаттылығын тиісті түрде жақсарту болып табылады.
(2) Орташа температурада шынықтыру
Орташа температураның шынықтыру температурасы әдетте 350℃-500℃ аралығында болады. Орташа температурада шынықтырудан кейінгі құрылым феррит матрицасында дисперсті және таралған ұсақ түйіршікті цементиттің үлкен мөлшері, яғни шыңдалған троостит құрылымы. Шынықтырылған троостит құрылымындағы феррит әлі күнге дейін мартенсит пішінін сақтайды. Болат құймаларының шынықтырудан кейінгі ішкі кернеуі негізінен жойылады және олардың серпімділік шегі мен шығымдылығы жоғары, беріктігі мен қаттылығы жоғары, пластикалық пен қаттылық жақсы болады.
(3) Жоғары температурада шыңдау
Жоғары температурадағы шынықтыру температурасы әдетте 500°C-650°C болады, ал сөндіру мен одан кейінгі жоғары температурада шыңдауды біріктіретін термиялық өңдеу процесі әдетте сөндіру және шынықтыру өңдеу деп аталады. Жоғары температурада шыңдаудан кейінгі құрылым шыңдалған сорбит, яғни ұсақ түйіршікті цементит пен феррит. Шынықтырылған сорбиттегі феррит қайта кристалдануға ұшырайтын көпбұрышты феррит болып табылады. Жоғары температурада шынықтырудан кейінгі болат құймалар беріктік, пластикалық және қаттылық жағынан жақсы кешенді механикалық қасиеттерге ие. Жоғары температурада шыңдау орташа көміртекті болатта, төмен легирленген болатта және күрделі күштері бар әртүрлі маңызды құрылымдық бөлшектерде кеңінен қолданылады.
5) Қатты ерітіндімен өңдеу
Ерітінділерді өңдеудің негізгі мақсаты - қатты қаныққан бір фазалы құрылымды алу үшін карбидтерді немесе басқа тұнбалы фазаларды қатты ерітіндіде еріту. Аустенитті тот баспайтын болаттан, аустенитті марганецті болаттан және тұнбамен шыңдалатын баспайтын болаттан жасалған құймалар әдетте қатты ерітіндімен өңделуі керек. Ерітінді температурасын таңдау құйылған болаттың химиялық құрамына және фазалық диаграммасына байланысты. Аустенитті марганец болат құймаларының температурасы әдетте 1000 ℃ - 1100 ℃; аустенитті хром-никельді тот баспайтын болаттан жасалған құймалардың температурасы әдетте 1000℃-1250℃.
Шойын болаттағы көміртегі мөлшері және ерімейтін легирлеуші элементтер неғұрлым көп болса, оның қатты ерітіндісінің температурасы соғұрлым жоғары болуы керек. Құрамында мыс бар тұнбамен шыңдалатын болат құймалар үшін салқындату кезінде құйылған күйде қатты мысқа бай фазалардың тұнбаға түсуіне байланысты болат құймаларының қаттылығы артады. Құрылымды жұмсарту және өңдеу өнімділігін жақсарту үшін болат құймаларын қатты ерітіндімен өңдеу қажет. Оның қатты ерітінді температурасы 900℃-950℃.
6) Тұнбаны қатайтуды өңдеу
Тұндырғышпен қатайту өңдеуі – жасанды қартаю деп те аталатын шынықтыру температурасының диапазонында жүзеге асырылатын дисперсияны күшейтетін өңдеу. Тұндырғышпен қатайтуды өңдеудің мәні мынада: жоғары температурада карбидтер, нитридтер, металаралық қосылыстар және басқа да тұрақсыз аралық фазалар аса қаныққан қатты ерітіндіден тұндырады және матрицада дисперсті болады, осылайша құйма болаттың механикалық қасиеттері мен қаттылығы жақсарады.
Қартаюды өңдеу температурасы болат құймаларының соңғы өнімділігіне тікелей әсер етеді. Қартаю температурасы тым төмен болса, тұнбаның қатаю фазасы баяу тұнбаға түседі; егер қартаю температурасы тым жоғары болса, тұндырылған фазаның жиналуы артық қартаюды тудырады және ең жақсы өнімділік алынбайды. Сондықтан құю цехы құйылған болат маркасына және болат құюдың көрсетілген өнімділігіне сәйкес тиісті қартаю температурасын таңдауы керек. Аустениттік ыстыққа төзімді құйма болаттың қартаю температурасы әдетте 550℃-850℃; беріктігі жоғары жауын-шашынмен шыңдалатын құйма болаттың қартаю температурасы әдетте 500 ℃ құрайды.
7) Стресстен құтылу емі
Кернеуді жеңілдететін термиялық өңдеудің мақсаты құйманың өлшемін тұрақтандыру үшін құю кернеуін, сөндіргіш кернеуді және өңдеу нәтижесінде пайда болатын кернеуді жою болып табылады. Кернеуді жеңілдететін термиялық өңдеу әдетте Ac1-ден төмен 100°C-200°C дейін қызады, содан кейін біраз уақыт сақталады және соңында пешпен салқындатылады. Болат құймасының құрылымы кернеуді жою процесінде өзгерген жоқ. Көміртекті болаттан жасалған құймалар, төмен легірленген болат құймалар және жоғары легирленген болат құймалар кернеуді жеңілдететін өңдеуге ұшырауы мүмкін.
4. Термиялық өңдеудің болат құймаларының қасиеттеріне әсері
Химиялық құрамға және құю процесіне байланысты болат құймаларының өнімділігінен басқа, оны тамаша кешенді механикалық қасиеттерге ие ету үшін әртүрлі термиялық өңдеу әдістерін де қолдануға болады. Термиялық өңдеу процесінің жалпы мақсаты - құймалардың сапасын жақсарту, құймалардың салмағын азайту, қызмет ету мерзімін ұзарту және шығындарды азайту. Термиялық өңдеу құймалардың механикалық қасиеттерін жақсартудың маңызды құралы болып табылады; құймалардың механикалық қасиеттері термиялық өңдеудің әсерін бағалаудың маңызды көрсеткіші болып табылады. Төмендегі қасиеттерден басқа, құю цехы болат құймаларын термиялық өңдеу кезінде өңдеу процедуралары, кесу өнімділігі және құймаларды пайдалану талаптары сияқты факторларды да ескеруі керек.
1) Термиялық өңдеудің құймалардың беріктігіне әсері
Бірдей құйылған болат құрамы жағдайында әртүрлі термиялық өңдеу процестерінен кейін болат құймаларының беріктігі жоғарылау үрдісіне ие. Жалпы айтқанда, көміртекті болаттан жасалған құймалар мен төмен легирленген болаттан жасалған құймалардың созылу беріктігі термиялық өңдеуден кейін 414 МПа-1724 МПа жетуі мүмкін.
2) Термиялық өңдеудің болат құймаларының пластикалық қасиетіне әсері
Болат құймаларының құйылған құрылымы дөрекі және пластикалық қасиеті төмен. Термиялық өңдеуден кейін оның микроқұрылымы мен пластикасы сәйкесінше жақсарады. Әсіресе, болат құймаларының сөндіргіш және шынықтыру өңдеуден кейінгі пластикалық қасиеті (сөндіру + жоғары температурада шынықтыру) айтарлықтай жақсарады.
3) Болат құймаларының беріктігі
Болат құймаларының қаттылық индексі көбінесе соққы сынақтарымен бағаланады. Болат құймаларының беріктігі мен қаттылығы қарама-қайшы көрсеткіштердің жұбы болып табылатындықтан, құю зауыты тұтынушылар талап ететін жан-жақты механикалық қасиеттерге қол жеткізу үшін қолайлы термиялық өңдеу процесін таңдау үшін жан-жақты ойлануы керек.
4) Термиялық өңдеудің құймалардың қаттылығына әсері
Құйылған болаттың беріктігі бірдей болған кезде, термиялық өңдеуден кейінгі құйма болаттың қаттылығы құйылған болаттың беріктігін шамамен көрсетуі мүмкін. Сондықтан қаттылықты термиялық өңдеуден кейін құйылған болаттың өнімділігін бағалау үшін интуитивті көрсеткіш ретінде пайдалануға болады. Жалпы айтқанда, көміртекті болаттан жасалған құймалардың қаттылығы термиялық өңдеуден кейін 120 HBW - 280 HBW жетуі мүмкін.
Жіберу уақыты: 12 шілде 2021 ж