Lämpökäsittelyprosessit – sammutus, päästö, normalisointi, hehkutus

Teräksen sammutusprosessissa teräs kuumennetaan kriittiseen lämpötilaan Ac3a (ali-eutektinen teräs) tai Ac1 (ylieutektinen teräs) ja pidetään tämä lämpötila tietyn ajan, jotta austeniitti on kokonaan tai osittain saavutettu. Tämän jälkeen se jäähdytetään kriittistä lämpötilaa nopeammin Ms:n alapuolelle (tai lähelle isotermistä lämpötilaa) martensiittia (tai bainiittia) lämpökäsittelyn avulla. Yleensä käytetään myös alumiiniseoksia, kupariseoksia, titaaniseoksia, karkaistua lasia ja muita materiaaleja, jotka on jäähdytetty kiinteäksi liuokseksi tai "pikajäähdytysprosessiksi", jota kutsutaan sammutukseksi.

 

Sammutuksen tarkoitus:
(1) Parantaa metallin mekaanisia ominaisuuksia materiaaliksi tai osiksi.
(2) parantaa joidenkin erikoisterästen materiaaliominaisuuksia tai kemiallisia ominaisuuksia

 

Sammutusmenetelmät: pääasiassa yhden nesteen sammutus, kahden nesteen palo, porrastettu sammutus, isoterminen sammutus, paikallinen sammutus ja niin edelleen.

Päästöllä tarkoitetaan metallin karkaisua materiaaliksi tai osaksi, joka kuumennetaan tiettyyn lämpötilaan tietyn ajan kuluttua ja jäähdytetään tietyllä lämpökäsittelyprosessilla. Päästö on välittömästi sammutuksen jälkeen suoritettava toimenpide, joka yleensä on myös työkappaleen viimeinen lämpökäsittelyprosessi, joten sammutuksen ja päästön yhteistä prosessia kutsutaan lopulliseksi käsittelyksi.
Karkaisun tehtävänä on:
(1) parantaa organisaation vakautta, jotta prosessin käytössä oleva työkappale ei enää tapahdu muutoksen organisaatiossa, jotta työkappaleen geometria ja ominaisuudet pysyvät vakaina.
(2) Poista sisäiset jännitykset työkappaleen suorituskyvyn parantamiseksi ja työkappaleen geometrian vakauttamiseksi.

(3) säätää teräksen mekaanisia ominaisuuksia käyttövaatimusten täyttämiseksi.

 

Päästövaatimukset: Eri käyttötarkoituksiin käytettävät työkappaleet tulee päästöttää eri lämpötiloissa käyttövaatimusten täyttämiseksi. (1) Leikkaustyökalut, laakerit, hiiletyskarkaistut osat ja pintakarkaistut osat päästötään yleensä 250 ℃:ssa matalan lämpötilan päästöä alhaisemmassa lämpötilassa. Matalan lämpötilan päästön jälkeen kovuus ei juurikaan muutu, sisäinen jännitys pienenee ja sitkeys paranee hieman. (2) Jousia päästötään 350–500 ℃:ssa keskilämpötilassa, jolloin saavutetaan korkea elastisuus ja tarvittava sitkeys. (3) Keskihiiliset teräsrakenneosat päästötään korkeassa lämpötilassa yleensä 500–600 ℃:ssa sopivan lujuuden ja sitkeyden saavuttamiseksi.

 

Normalisointi on eräänlainen teräksen sitkeyttä parantava lämpökäsittely. Teräskomponentit kuumennetaan Ac3-lämpötilaan yli 30–50 ℃ sen jälkeen, kun ne on pidetty tietyn ajan ilmajäähdytteisinä. Tärkein ominaisuus on, että jäähdytysnopeus on nopeampi kuin paluujäähdytys ja hitaampi kuin sammutus. Normalisointi voi nopeuttaa teräksen kiteisen raekoon hienosäätöä hieman, jolloin voidaan saavuttaa tyydyttävä lujuus ja parantaa merkittävästi pientä oikullisuutta (AKV-arvoa) sekä vähentää komponentin halkeilualttiutta. Normalisoinnilla voidaan parantaa materiaalin kokonaisvaltaisia ​​mekaanisia ominaisuuksia ja myös leikkausominaisuuksia.

 

Hehkutus tarkoittaa metallin hidasta kuumentamista tiettyyn lämpötilaan, jota pidetään riittävän kauan ja sitten sopivalla nopeudella kylmävyöhykkeellä metallin lämpökäsittelyprosessissa. Hehkutuslämpökäsittely jaetaan täydelliseen hehkutukseen, epätäydelliseen hehkutukseen ja jännitystenpoistohehkutukseen. Hehkutettujen materiaalien mekaanisia ominaisuuksia voidaan mitata Kinze-vetokokeella ja kovuuskokeella. Monet teräsmateriaalit toimitetaan palautetussa lämpökäsitellyssä tilassa. Teräksen kovuuskokeisiin voidaan käyttää Locken kovuusmittaria tai HRB-kovuutta. Ohuemmille teräslevyille, teräsnauhoille ja ohutseinäisille teräsputkille voidaan käyttää Locken kovuusmittaria tai rakennusmateriaalien HRT-kovuutta.
Sammutus- ja hehkutuskäsittelyn tarkoitus: 1. parantaa kappaleen laatua ja poistaa valu-, taonta-, valssaus- ja hitsausprosesseissa syntyvät erilaiset rakennevirheet sekä jäännösjännitykset, jotta estetään kappaleen muodonmuutos ja halkeilu. 2. pehmentää kappaletta leikkaamista varten. 3. hienontaa rakeiden rakennetta ja parantaa kappaleen mekaanisia ominaisuuksia. 4. varmistaa lopullisen lämpökäsittelyn (sammutus, päästö) organisoinnin laatu.
Yleisesti käytettyjä hehkutusprosesseja ovat:
(1) täydellinen hehkutus. Sitä käytetään keski- ja alaosan hiiliteräksen jalostukseen valamalla, takomalla ja hitsaamalla karkeaa ylikuumennettua kudosta, jolla on huonot mekaaniset ominaisuudet.
(2) pallomainen hehkutus. Käytetään työkaluteräksen ja laakeriteräksen kovuuden vähentämiseen takomisen jälkeen.
(3) isoterminen hehkutus. Sitä käytetään Jiangdun tietyn nikkeli- ja kromipitoisuuden omaavan terässeosrakenteen kovuuden parantamiseksi.
(4) uudelleenkiteytyshehkutus. Käytetään metallilangan ja -levyn kylmävetoon ja kylmävalssaukseen, jolloin kovettumisilmiö (kovuus kasvaa, plastisuus vähenee)
(5) grafitointihehkutus. Käytetään suuren määrän hiiletettyä ainetta sisältävän valuraudan valmistamiseen muovattavaksi valuraudaksi, jolla on hyvä plastisuus.
(6) diffuusiohehkutus. Sitä käytetään seosvalujen kemiallisen koostumuksen tasaamiseen ja sen suorituskyvyn parantamiseen.
(7) jännitystenpoistohehkutus. Käytetään teräsvalujen ja hitsausrakenteiden sisäisen jännityksen poistamiseen.