Kuumtöötlusprotsessid – karastamine, noolutamine, normaliseerimine, lõõmutamine

Terase karastamine on terase kuumutamine kriitilise temperatuurini Ac3a (subeutetektiline teras) või Ac1 (üleeutetektiline teras) ja hoidmine teatud aja jooksul, et austenitiseerumine täielikult või osaliselt toimuks, ning seejärel kiire jahutamine kriitilisest temperatuurist madalamale (või Ms-i lähedale) temperatuurini, et muuta see martensiit A-ks (või bainiidiks) kuumtöötlusprotsessi abil. Tavaliselt nimetatakse seda ka alumiiniumisulamite, vasesulamite, titaanisulamite, karastatud klaasi ja muude materjalide tahke lahustamise abivahendiks ehk kiireks jahutamiseks.

 

Summutamise eesmärk:
(1) Parandada metalli mehaanilisi omadusi materjaliks või osadeks.
(2) parandada mõne spetsiaalse terase materjaliomadusi või keemilisi omadusi

 

Kustutusmeetodid: peamiselt ühe vedelikuga kustutamine, kahe vedelikuga tulekahju, astmeline kustutamine, isotermiline kustutamine, lokaliseeritud kustutamine jne.

Karastamine on metalli kuumutamine teatud temperatuurini, seejärel teatud aja jooksul kuumutamine ja jahutamine teatud kuumtöötlusprotsessi käigus materjaliks või detailiks. Karastamine on toiming, mis toimub vahetult pärast karastamist ja tavaliselt ka töödeldava detaili viimaseks kuumtöötluseks. Seega nimetatakse karastamise ja karastamise ühist protsessi lõplikuks töötluseks.
Karastamise roll on järgmine:
(1) parandada organisatsiooni stabiilsust, nii et protsessi kasutamisel olev toorik ei satuks enam ümberkujundamise organisatsioonis, nii et tooriku geomeetria ja omadused jäävad stabiilseks.
(2) Tooriku jõudluse parandamiseks ja geomeetria stabiliseerimiseks kõrvaldage sisemised pinged.

(3) terase mehaaniliste omaduste kohandamine vastavalt kasutusnõuetele.

 

Karastamisnõuded: erineva otstarbega toorikuid tuleks karastada erinevatel temperatuuridel, et need vastaksid kasutusnõuetele. (1) Lõikeriistad, laagrid, karastatud detailid ja pinnakarastatud detailid karastatakse tavaliselt temperatuuril 250 ℃ alla madala temperatuuri. Madala temperatuuriga karastamise järel kõvadus oluliselt ei muutu, sisemine pinge väheneb ja sitkus paraneb veidi. (2) Vedrud karastatakse 350–500 ℃ keskmise temperatuuriga, et saavutada kõrge elastsus ja vajalik sitkus. (3) Keskmise süsinikusisaldusega konstruktsiooniterasest detailid karastatakse tavaliselt temperatuuril 500–600 ℃, et saavutada sobiv tugevus ja sitkus.

 

Normaliseerimine on kuumtöötlus, mille eesmärk on parandada terase tugevust. Terasdetailid kuumutatakse Ac3 temperatuurini üle 30–50 ℃, seejärel hoitakse neid teatud aja jooksul õhust eemal ja jahutatakse seejärel jahutatult. Selle peamine omadus on kiirem jahutuskiirus kui tagasivoolul ja madalam kui karastamisel. Normaliseerimine kiirendab jahutamist terase kristallilise tera peenestamisel, annab rahuldava tugevuse ja parandab oluliselt mehaanilist kapriissust (AKV väärtust), vähendab detaile pragunemise kalduvust. Mõnede madallegeeritud kuumvaltsitud terasplaatide, madallegeeritud terase sepiste ja valandite normaliseerimine parandab materjali terviklikke mehaanilisi omadusi ja lõikeomadusi.

 

Lõõmutamine on metalli aeglane kuumutamine teatud temperatuurini, hoidmine piisava aja jooksul ja seejärel sobiva kiirusega metalli kuumtöötlusprotsessi külmatsoonis. Lõõmutamine jaguneb täielikuks lõõmutamiseks, mittetäielikuks lõõmutamiseks ja pingevabastuseks. Lõõmutatud materjalide mehaanilisi omadusi saab määrata Kinze tõmbekatse abil ja ka kõvaduskatse abil. Paljud terasematerjalid tarnitakse tagastatud kuumtöödeldud olekus. Terase kõvaduse määramiseks saab kasutada Locke'i kõvadusmõõturit ja HRB-kõvadust. Õhemate terasplaatide, terasribade ja õhukeseinaliste terastorude puhul saab kasutada pinnakatte kõvadusmõõturit ja ehitusmaterjalide HRT-kõvadust.
Karastamise ja lõõmutamise eesmärk: 1. Parandab toote omadusi, et kõrvaldada valamise, sepistamise, valtsimise ja keevitamise käigus tekkivad mitmesugused struktuurivead ja jääkpinged, et vältida tooriku deformatsiooni ja pragunemist. 2. Pehmendab toorikut lõikamise hõlbustamiseks. 3. Viimistleb terasid ja parandab struktuuri, et parandada tooriku mehaanilisi omadusi. 4. Lõpliku kuumtöötluse (karastamine, noolutamine) korralik organiseeritus.
Tavaliselt kasutatakse järgmisi kuumtöötlemisprotsesse:
(1) täielik lõõmutamine. Kasutatakse keskmise ja alumise süsinikterase rafineerimiseks valamise, sepistamise ja keevitamise teel pärast jämedate ülekuumendatud kudede halbade mehaaniliste omaduste ilmnemist.
(2) sferoidne lõõmutamine. Kasutatakse tööriistaterase ja laagriterase kõrge kõvaduse vähendamiseks pärast sepistamist.
(3) isotermiline lõõmutamine. Kasutatakse teatud nikli ja kroomi sisaldusega terase sulamist konstruktsiooniterase kõrge kõvadusega töötlemiseks.
(4) Ümberkristalliseerumine ja lõõmutamine. Kasutatakse metalltraadi ja -lehtmetalli külmtõmbamise ja külmvaltsimise protsessis kõvenemise nähtuse (kõvadus suureneb, plastilisus väheneb) korral.
(5) grafitiseeriv lõõmutamine. Kasutatakse suure hulga karastatud osakesi sisaldava malmi valmistamiseks hea plastilisusega tempermalmiks.
(6) difusioonlõõmutamine. Kasutatakse sulamvalude keemilise koostise ühtlustamiseks ja selle jõudluse parandamiseks.
(7) pingete leevendamise lõõmutamine. Kasutatakse terasvalude ja keevisliitmike sisepingete kõrvaldamiseks.