Ⅰ. თერმული დამუშავების ძირითადი კონცეფცია.
ა. თერმული დამუშავების ძირითადი კონცეფცია.
ძირითადი ელემენტები და ფუნქციებითერმული დამუშავება:
1. გათბობა
მიზანია ერთგვაროვანი და წვრილი აუსტენიტის სტრუქტურის მიღება.
2. ჰოლდინგი
მიზანია სამუშაო ნაწილის კარგად გაცხელების უზრუნველყოფა და დეკარბურიზაციისა და დაჟანგვის თავიდან აცილება.
3. გაგრილება
მიზანია ავსტენიტის სხვადასხვა მიკროსტრუქტურად გარდაქმნა.
მიკროსტრუქტურები თერმული დამუშავების შემდეგ
გაგრილების პროცესის დროს, გაცხელებისა და შენარჩუნების შემდეგ, აუსტენიტი გაგრილების სიჩქარის მიხედვით სხვადასხვა მიკროსტრუქტურად გარდაიქმნება. სხვადასხვა მიკროსტრუქტურა სხვადასხვა თვისებებს ავლენს.
B. თერმული დამუშავების ძირითადი კონცეფცია.
კლასიფიკაცია გათბობისა და გაგრილების მეთოდების, ასევე ფოლადის მიკროსტრუქტურისა და თვისებების მიხედვით
1. ჩვეულებრივი თერმული დამუშავება (საერთო თერმული დამუშავება): გამაგრება, გახურება, ნორმალიზაცია, ჩაქრობა
2. ზედაპირული თერმული დამუშავება: ზედაპირის ჩაქრობა, ინდუქციური გათბობით ზედაპირის ჩაქრობა, ალივით გათბობით ზედაპირის ჩაქრობა, ელექტროკონტაქტური გათბობით ზედაპირის ჩაქრობა.
3. ქიმიური თერმული დამუშავება: კარბურიზაცია, ნიტრიდინგი, კარბონიტრიდინგი.
4. სხვა თერმული დამუშავება: კონტროლირებადი ატმოსფეროს თერმული დამუშავება, ვაკუუმური თერმული დამუშავება, დეფორმაციის თერმული დამუშავება.
გ. ფოლადების კრიტიკული ტემპერატურა
ფოლადის კრიტიკული გარდაქმნის ტემპერატურა თერმული დამუშავების დროს გათბობის, შეკავებისა და გაგრილების პროცესების განსაზღვრის მნიშვნელოვან საფუძველს წარმოადგენს. ის განისაზღვრება რკინა-ნახშირბადის ფაზური დიაგრამით.
ძირითადი დასკვნა:ფოლადის ფაქტობრივი კრიტიკული გარდაქმნის ტემპერატურა ყოველთვის ჩამორჩება თეორიულ კრიტიკულ გარდაქმნის ტემპერატურას. ეს ნიშნავს, რომ გათბობის დროს საჭიროა გადახურება, ხოლო გაგრილების დროს - სუსტად გაგრილება.
ფოლადის გამოწვა და ნორმალიზაცია
1. გახურების განმარტება
გამოწვა გულისხმობს ფოლადის გაცხელებას კრიტიკულ Ac₁ წერტილზე მაღალ ან დაბალ ტემპერატურამდე, მისი ამ ტემპერატურაზე შენარჩუნებით და შემდეგ მისი ნელა გაგრილებას, როგორც წესი, ღუმელში, წონასწორობასთან ახლოს მყოფი სტრუქტურის მისაღწევად.
2. გამოწვის მიზანი
① დამუშავებისთვის სიხისტის რეგულირება: დამუშავებადი სიხისტის მიღწევა HB170~230 დიაპაზონში.
② ნარჩენი სტრესის შემსუბუქება: ხელს უშლის დეფორმაციას ან ბზარების წარმოქმნას შემდგომი პროცესების დროს.
③მარცვლეულის სტრუქტურის დახვეწა: აუმჯობესებს მიკროსტრუქტურას.
④ საბოლოო თერმული დამუშავებისთვის მომზადება: მიიღება გრანულირებული (სფეროიდიზებული) პერლიტი შემდგომი გაქრობისა და გამაგრებისთვის.
3. სფეროიდიზებული გახურება
პროცესის სპეციფიკაციები: გათბობის ტემპერატურა Ac₁ წერტილთან ახლოსაა.
დანიშნულება: ფოლადში ცემენტიტის ან კარბიდების სფეროიდიზაცია, რის შედეგადაც მიიღება გრანულირებული (სფეროიდიზებული) პერლიტი.
გამოყენებული დიაპაზონი: გამოიყენება ევტექტოიდური და ჰიპერევტექტოიდური შემადგენლობის მქონე ფოლადებისთვის.
4. დიფუზიური გახურება (ჰომოგენიზებული გახურება)
პროცესის სპეციფიკაციები: გაცხელების ტემპერატურა ფაზურ დიაგრამაზე სოლვუსის ხაზზე ოდნავ დაბალია.
მიზანი: სეგრეგაციის აღმოფხვრა.
დაბალი-ნახშირბადოვანი ფოლადი0.25%-ზე ნაკლები ნახშირბადის შემცველობის შემთხვევაში, ნორმალიზაცია უპირატესობას ანიჭებს გამოწვას, როგორც მოსამზადებელ თერმულ დამუშავებას.
② საშუალო ნახშირბადოვანი ფოლადისთვის, რომლის ნახშირბადის შემცველობა 0.25%-დან 0.50%-მდეა, მოსამზადებელი თერმული დამუშავების სახით შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გახურება, ასევე ნორმალიზაცია.
③ საშუალო და მაღალი ნახშირბადის შემცველობის მქონე ფოლადისთვის, რომლის ნახშირბადის შემცველობა 0.50%-დან 0.75%-მდეა, რეკომენდებულია სრული გახურება.
④მაღალი-ნახშირბადოვანი ფოლადი0.75%-ზე მეტი ნახშირბადის შემცველობის შემთხვევაში, ქსელური Fe₃C-ის აღმოსაფხვრელად ჯერ ნორმალიზაცია გამოიყენება, რასაც მოჰყვება სფეროიდიზებული გახურება.
ფოლადის გაქრობა და გამაგრება
ა. ჩაქრობა
1. ჩაქრობის განმარტება: ჩაქრობა გულისხმობს ფოლადის გაცხელებას Ac₃ ან Ac₁ წერტილზე მაღალ ტემპერატურამდე, მის ამ ტემპერატურაზე შენარჩუნებას და შემდეგ მარტენსიტის წარმოსაქმნელად კრიტიკულ გაგრილების სიჩქარეზე მეტი სიჩქარით გაგრილებას.
2. ჩაქრობის მიზანი: ფოლადის სიმტკიცისა და ცვეთამედეგობის გასაზრდელად, ძირითადი მიზანია მარტენსიტის (ან ზოგჯერ ქვედა ბაინიტის) მიღება. ჩაქრობა ფოლადის თერმული დამუშავების ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი პროცესია.
3. სხვადასხვა ტიპის ფოლადისთვის ჩაქრობის ტემპერატურის განსაზღვრა
ჰიპოევტექტოიდური ფოლადი: Ac₃ + 30°C-დან 50°C-მდე
ევტექტოიდური და ჰიპერევტექტოიდური ფოლადი: Ac₁ + 30°C-დან 50°C-მდე
შენადნობი ფოლადი: კრიტიკულ ტემპერატურაზე 50°C-დან 100°C-მდე მაღალი ტემპერატურა
4. იდეალური ჩაქრობის საშუალების გაგრილების მახასიათებლები:
ნელი გაგრილება „ცხვირის“ ტემპერატურამდე: თერმული სტრესის საკმარისად შესამცირებლად.
მაღალი გაგრილების სიმძლავრე „ცხვირის“ ტემპერატურასთან ახლოს: არამარტენსიტული სტრუქტურების წარმოქმნის თავიდან ასაცილებლად.
ნელი გაგრილება M₅ წერტილთან ახლოს: მარტენსიტული ტრანსფორმაციით გამოწვეული სტრესის მინიმიზაციისთვის.
5. ჩაქრობის მეთოდები და მათი მახასიათებლები:
① მარტივი ჩაქრობა: მარტივი გამოსაყენებელია და შესაფერისია მცირე, მარტივი ფორმის სამუშაო ნაწილებისთვის. შედეგად მიღებული მიკროსტრუქტურა არის მარტენსიტი (M).
②ორმაგი ჩაქრობა: უფრო რთული და ძნელად კონტროლირებადი, გამოიყენება რთული ფორმის მაღალნახშირბადიანი ფოლადისა და უფრო დიდი შენადნობის ფოლადის სამუშაო ნაწილებისთვის. შედეგად მიღებული მიკროსტრუქტურა არის მარტენსიტი (M).
③გაწყვეტილი ჩაქრობა: უფრო რთული პროცესი, რომელიც გამოიყენება დიდი, რთული ფორმის შენადნობის ფოლადის სამუშაო ნაწილებისთვის. შედეგად მიღებული მიკროსტრუქტურა არის მარტენსიტი (M).
④იზოთერმული ჩაქრობა: გამოიყენება მცირე, რთული ფორმის სამუშაო ნაწილებისთვის, რომლებიც მაღალი მოთხოვნებით მუშაობენ. შედეგად მიღებული მიკროსტრუქტურა ქვედა ბაინიტია (B).
6. გამკვრივებაზე მოქმედი ფაქტორები
გამაგრების დონე დამოკიდებულია ფოლადში ზეგაცივებული აუსტენიტის სტაბილურობაზე. რაც უფრო მაღალია ზეგაცივებული აუსტენიტის სტაბილურობა, მით უკეთესია გამაგრების უნარი და პირიქით.
ზეგაცივებული აუსტენიტის სტაბილურობაზე გავლენის მქონე ფაქტორები:
C-მრუდის პოზიცია: თუ C-მრუდი მარჯვნივ გადაინაცვლებს, ჩაქრობისთვის კრიტიკული გაგრილების სიჩქარე მცირდება, რაც აუმჯობესებს გამკვრივებას.
ძირითადი დასკვნა:
ნებისმიერი ფაქტორი, რომელიც C-მრუდს მარჯვნივ გადაწევს, ზრდის ფოლადის გამაგრებას.
მთავარი ფაქტორი:
ქიმიური შემადგენლობა: კობალტის (Co) გარდა, აუსტენიტში გახსნილი ყველა შენადნობის ელემენტი ზრდის გამყარების უნარს.
რაც უფრო ახლოსაა ნახშირბადის შემცველობა ნახშირბადოვანი ფოლადის ევტექტოიდური შემადგენლობის მაჩვენებელთან, მით უფრო გადაიხრება C-ს მრუდი მარჯვნივ და მით უფრო მაღალია გამაგრების უნარი.
7. გამაგრების განსაზღვრა და წარმოდგენა
① გამკვრივების ტესტი ბოლო ჩაქრობისას: გამკვრივების ტესტირება ხდება ბოლო ჩაქრობის ტესტის მეთოდით.
②კრიტიკული ჩაქრობის დიამეტრის მეთოდი: კრიტიკული ჩაქრობის დიამეტრი (D₀) წარმოადგენს ფოლადის მაქსიმალურ დიამეტრს, რომლის სრულად გამაგრებაც შესაძლებელია კონკრეტულ ჩაქრობის გარემოში.
B. გამაგრება
1. ტემპერინგის განმარტება
გამაგრება არის თერმული დამუშავების პროცესი, რომლის დროსაც გამაგრებული ფოლადი ხელახლა თბება A₁ წერტილზე დაბალ ტემპერატურამდე, შენარჩუნებულია ამ ტემპერატურაზე და შემდეგ გაცივდება ოთახის ტემპერატურამდე.
2. გამაგრების მიზანი
ნარჩენი სტრესის შემცირება ან აღმოფხვრა: ხელს უშლის სამუშაო ნაწილის დეფორმაციას ან ბზარების გაჩენას.
ნარჩენი აუსტენიტის შემცირება ან აღმოფხვრა: ასტაბილურებს სამუშაო ნაწილის ზომებს.
დამუშავებული ფოლადის სიმყიფის აღმოფხვრა: არეგულირებს მიკროსტრუქტურას და თვისებებს სამუშაო ნაწილის მოთხოვნების შესაბამისად.
მნიშვნელოვანი შენიშვნა: ფოლადი გაშრობის შემდეგ დაუყოვნებლივ უნდა გაიკეთოს გამაგრება.
3. გამაგრების პროცესები
1. დაბალი ტემპერატურა
დანიშნულება: ჩაქრობის სტრესის შემცირება, სამუშაო ნაწილის სიმტკიცის გაუმჯობესება და მაღალი სიმტკიცე და ცვეთამედეგობის მიღწევა.
ტემპერატურა: 150°C ~ 250°C.
შესრულება: სიმტკიცე: HRC 58 ~ 64. მაღალი სიმტკიცე და ცვეთისადმი წინააღმდეგობა.
გამოყენება: ხელსაწყოები, ყალიბები, საკისრები, კარბურიზებული ნაწილები და ზედაპირულად გამაგრებული კომპონენტები.
2. მაღალი ტემპერამენტი
დანიშნულება: მაღალი სიმტკიცის მიღწევა საკმარის სიმტკიცესა და სიმტკიცესთან ერთად.
ტემპერატურა: 500°C ~ 600°C.
მახასიათებლები: სიმტკიცე: HRC 25 ~ 35. კარგი საერთო მექანიკური თვისებები.
გამოყენება: ლილვები, გადაცემათა კოლოფები, შემაერთებელი ღეროები და ა.შ.
თერმული რაფინირება
განმარტება: მაღალტემპერატურულ დამუშავებას, რასაც მოჰყვება დამუშავება, თერმული რაფინირება ან უბრალოდ დამუშავება ეწოდება. ამ პროცესით დამუშავებულ ფოლადს შესანიშნავი საერთო მახასიათებლები აქვს და ფართოდ გამოიყენება.
ფოლადის ზედაპირული თერმული დამუშავება
ა. ფოლადების ზედაპირული გაქრობა
1. ზედაპირის გამკვრივების განმარტება
ზედაპირის გამკვრივება არის თერმული დამუშავების პროცესი, რომელიც შექმნილია სამუშაო ნაწილის ზედაპირული ფენის გასამაგრებლად მისი სწრაფი გაცხელებით, ზედაპირული ფენის აუსტენიტად გარდაქმნით და შემდეგ მისი სწრაფი გაგრილებით. ეს პროცესი ხორციელდება ფოლადის ქიმიური შემადგენლობის ან მასალის ბირთვის სტრუქტურის შეცვლის გარეშე.
2. ზედაპირის გამკვრივებისა და გამკვრივების შემდგომი სტრუქტურისთვის გამოყენებული მასალები
ზედაპირის გამკვრივებისთვის გამოყენებული მასალები
ტიპიური მასალები: საშუალო სიმტკიცის ნახშირბადოვანი ფოლადი და საშუალო სიმტკიცის ნახშირბადოვანი შენადნობი ფოლადი.
წინასწარი დამუშავება: ტიპიური პროცესი: გამაგრება. თუ ბირთვის თვისებები კრიტიკული არ არის, მის ნაცვლად შეიძლება ნორმალიზაციის გამოყენება.
გამკვრივების შემდგომი სტრუქტურა
ზედაპირის სტრუქტურა: ზედაპირის ფენა, როგორც წესი, ქმნის გამაგრებულ სტრუქტურას, როგორიცაა მარტენსიტი ან ბაინიტი, რაც უზრუნველყოფს მაღალ სიმტკიცეს და ცვეთისადმი მდგრადობას.
ბირთვის სტრუქტურა: ფოლადის ბირთვი, როგორც წესი, ინარჩუნებს თავის თავდაპირველ სტრუქტურას, როგორიცაა პერლიტი ან გამაგრებული მდგომარეობა, წინასწარი დამუშავების პროცესისა და ძირითადი მასალის თვისებების მიხედვით. ეს უზრუნველყოფს ბირთვის კარგ სიმტკიცესა და სიმტკიცეს.
B. ინდუქციური ზედაპირის გამკვრივების მახასიათებლები
1. მაღალი გათბობის ტემპერატურა და ტემპერატურის სწრაფი მატება: ინდუქციური ზედაპირის გამკვრივება, როგორც წესი, მოიცავს მაღალ გათბობის ტემპერატურას და სწრაფ გათბობის სიჩქარეს, რაც საშუალებას იძლევა სწრაფად გაცხელდეს მოკლე დროში.
2. ზედაპირული ფენის წვრილი აუსტენიტის მარცვლების სტრუქტურა: სწრაფი გაცხელებისა და შემდგომი გაქრობის პროცესის დროს, ზედაპირული ფენა წარმოქმნის წვრილ აუსტენიტის მარცვლებს. გაქრობის შემდეგ, ზედაპირი ძირითადად შედგება წვრილი მარტენსიტისგან, რომლის სიმტკიცე, როგორც წესი, 2-3 HRC-ით მეტია, ვიდრე ჩვეულებრივი გაქრობისას.
3. კარგი ზედაპირის ხარისხი: მოკლე გათბობის დროის გამო, სამუშაო ნაწილის ზედაპირი ნაკლებად არის მიდრეკილი დაჟანგვისა და დეკარბურიზაციისკენ, ხოლო ჩაქრობით გამოწვეული დეფორმაცია მინიმუმამდეა დაყვანილი, რაც უზრუნველყოფს ზედაპირის კარგ ხარისხს.
4. მაღალი დაღლილობისადმი სიმტკიცე: ზედაპირულ ფენაში მარტენსიტული ფაზური ტრანსფორმაცია წარმოქმნის შეკუმშვის სტრესს, რაც ზრდის სამუშაო ნაწილის დაღლილობისადმი სიმტკიცეს.
5. მაღალი წარმოების ეფექტურობა: ინდუქციური ზედაპირის გამკვრივება შესაფერისია მასობრივი წარმოებისთვის, რაც უზრუნველყოფს მაღალ ოპერაციულ ეფექტურობას.
C. ქიმიური თერმული დამუშავების კლასიფიკაცია
კარბურიზაცია, კარბურიზაცია, კარბურიზაცია, ქრომიზაცია, სილიკონიზაცია, სილიკონიზაცია, სილიკონიზაცია, კარბონიტრირება, ბოროკარბურიზაცია
D. გაზის კარბურიზაცია
გაზის კარბურიზაცია არის პროცესი, რომლის დროსაც სამუშაო ნაწილი თავსდება დალუქულ გაზის კარბურიზაციის ღუმელში და თბება ტემპერატურამდე, რომელიც ფოლადს აუსტენიტად გარდაქმნის. შემდეგ, ღუმელში წვეთოვნად შეჰყავთ კარბურიზაციის აგენტი ან პირდაპირ შეჰყავთ კარბურიზაციის ატმოსფერო, რაც ნახშირბადის ატომებს საშუალებას აძლევს დიფუზირდნენ სამუშაო ნაწილის ზედაპირულ ფენაში. ეს პროცესი ზრდის ნახშირბადის შემცველობას (wc%) სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე.
√კარბურიზაციის აგენტები:
• ნახშირბადით მდიდარი აირები: როგორიცაა ნახშირის აირი, თხევადი ნავთობის აირი (LPG) და ა.შ.
• ორგანული სითხეები: როგორიცაა ნავთი, მეთანოლი, ბენზოლი და ა.შ.
√ კარბურიზაციის პროცესის პარამეტრები:
• კარბურიზაციის ტემპერატურა: 920~950°C.
• კარბურიზაციის დრო: დამოკიდებულია კარბურიზებული ფენის სასურველ სიღრმეზე და კარბურიზაციის ტემპერატურაზე.
E. თერმული დამუშავება კარბურიზაციის შემდეგ
კარბურიზაციის შემდეგ ფოლადმა უნდა გაიაროს თერმული დამუშავება.
კარბურიზაციის შემდეგ თერმული დამუშავების პროცესი:
√Quenching + დაბალი ტემპერატურის ტემპერატურა
1. პირდაპირი გაგრილება წინასწარი გაგრილების შემდეგ + დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრება: სამუშაო ნაწილი წინასწარ გაცივდება კარბურიზაციის ტემპერატურიდან ბირთვის Ar₁ ტემპერატურაზე ოდნავ მაღალ ტემპერატურამდე და შემდეგ დაუყოვნებლივ გაქრება, რასაც მოჰყვება დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრება 160~180°C-ზე.
2. ერთჯერადი ჩაქრობა წინასწარი გაგრილების შემდეგ + დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრება: კარბურიზაციის შემდეგ, სამუშაო ნაწილი ნელა ცივდება ოთახის ტემპერატურამდე, შემდეგ ხელახლა თბება ჩაქრობისა და დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრებისთვის.
3. ორმაგი ჩაქრობა წინასწარი გაგრილების შემდეგ + დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრება: კარბურიზაციისა და ნელი გაგრილების შემდეგ, სამუშაო ნაწილი გადის გათბობისა და ჩაქრობის ორ ეტაპს, რასაც მოჰყვება დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრება.
Ⅴ. ფოლადების ქიმიური თერმული დამუშავება
1. ქიმიური თერმული დამუშავების განმარტება
ქიმიური თერმული დამუშავება არის თერმული დამუშავების პროცესი, რომლის დროსაც ფოლადის სამუშაო ნაწილი თავსდება კონკრეტულ აქტიურ გარემოში, თბება და ინარჩუნებს ტემპერატურას, რაც გარემოში არსებულ აქტიურ ატომებს საშუალებას აძლევს, დიფუზირდნენ სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე. ეს ცვლის სამუშაო ნაწილის ზედაპირის ქიმიურ შემადგენლობას და მიკროსტრუქტურას, რითაც იცვლება მისი თვისებები.
2. ქიმიური თერმული დამუშავების ძირითადი პროცესი
დაშლა: გაცხელებისას აქტიური გარემო იშლება, გამოთავისუფლდება აქტიური ატომები.
შეწოვა: აქტიური ატომები ადსორბირდება ფოლადის ზედაპირით და იხსნება ფოლადის მყარ ხსნარში.
დიფუზია: ფოლადის ზედაპირზე შთანთქმული და გახსნილი აქტიური ატომები შიგნით გადაადგილდებიან.
ინდუქციური ზედაპირის გამკვრივების სახეები
ა. მაღალი სიხშირის ინდუქციური გათბობა
დენის სიხშირე: 250~300 kHz.
გამაგრებული ფენის სიღრმე: 0.5~2.0 მმ.
გამოყენება: საშუალო და პატარა მოდულის გადაცემათა კოლოფები და მცირე და საშუალო ზომის ლილვები.
ბ. საშუალო სიხშირის ინდუქციური გათბობა
დენის სიხშირე: 2500~8000 kHz.
გამაგრებული ფენის სიღრმე: 2~10 მმ.
გამოყენება: უფრო დიდი ლილვები და დიდი და საშუალო ზომის მოდულის გადაცემათა კოლოფები.
გ. სიხშირის ინდუქციური გათბობა
დენის სიხშირე: 50 ჰც.
გამაგრებული ფენის სიღრმე: 10~15 მმ.
გამოყენება: სამუშაო ნაწილები, რომლებიც საჭიროებენ ძალიან ღრმად გამაგრებულ ფენას.
3. ინდუქციური ზედაპირის გამკვრივება
ინდუქციური ზედაპირის გამკვრივების ძირითადი პრინციპი
კანის ეფექტი:
როდესაც ინდუქციურ ხვეულში ცვლადი დენი იწვევს დენს სამუშაო ნაწილის ზედაპირზე, ინდუცირებული დენის უმეტესი ნაწილი კონცენტრირებულია ზედაპირთან ახლოს, მაშინ როდესაც დენი თითქმის არ გადის სამუშაო ნაწილის შიდა ნაწილში. ეს ფენომენი ცნობილია როგორც კანის ეფექტი.
ინდუქციური ზედაპირის გამკვრივების პრინციპი:
კანის ეფექტის საფუძველზე, სამუშაო ნაწილის ზედაპირი სწრაფად თბება აუსტენიტიზაციის ტემპერატურამდე (რამდენიმე წამში 800~1000°C-მდე იზრდება), ხოლო სამუშაო ნაწილის შიდა ნაწილი თითქმის გაუცხელებელი რჩება. შემდეგ სამუშაო ნაწილი გაცივდება წყლის შესხურებით, რაც ზედაპირის გამკვრივებას იწვევს.
4. ტემპერამენტის სიმყიფე
გამქრალი ფოლადის სიმყიფის შერბილება
გამაგრების სიმყიფე გულისხმობს ფენომენს, როდესაც გამაგრებული ფოლადის დარტყმისადმი სიმტკიცე მნიშვნელოვნად მცირდება გარკვეულ ტემპერატურაზე გამაგრების დროს.
პირველი ტიპის შერბილების სიმყიფე
ტემპერატურის დიაპაზონი: 250°C-დან 350°C-მდე.
მახასიათებლები: თუ გამაგრებული ფოლადი ამ ტემპერატურულ დიაპაზონში გამაგრებულია, დიდი ალბათობით განვითარდება ამ ტიპის გამაგრების სიმყიფე, რომლის აღმოფხვრა შეუძლებელია.
გამოსავალი: მოერიდეთ ჩამქრალი ფოლადის გახურებას ამ ტემპერატურულ დიაპაზონში.
პირველი ტიპის გამკვრივება ასევე ცნობილია, როგორც დაბალტემპერატურული გამკვრივება ან შეუქცევადი გამკვრივება.
Ⅵ. გამაგრება
1. გამაგრება არის საბოლოო თერმული დამუშავების პროცესი, რომელიც მოჰყვება გამაგრებას.
რატომ სჭირდებათ გამქრალ ფოლადებს გამაგრება?
მიკროსტრუქტურა გაქრობის შემდეგ: გაქრობის შემდეგ, ფოლადის მიკროსტრუქტურა, როგორც წესი, შედგება მარტენსიტისა და ნარჩენი აუსტენიტისგან. ორივე მეტასტაბილური ფაზაა და გარკვეულ პირობებში გარდაიქმნება.
მარტენსიტის თვისებები: მარტენსიტს ახასიათებს მაღალი სიმტკიცე, მაგრამ ასევე მაღალი სიმყიფე (განსაკუთრებით მაღალი ნახშირბადის შემცველობის ნემსისებრ მარტენსიტში), რაც არ აკმაყოფილებს მრავალი გამოყენებისთვის დამახასიათებელ მოთხოვნებს.
მარტენსიტული ტრანსფორმაციის მახასიათებლები: მარტენსიტული ტრანსფორმაცია ძალიან სწრაფად ხდება. გაქრობის შემდეგ, სამუშაო ნაწილს რჩება ნარჩენი შიდა დაძაბულობა, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს დეფორმაცია ან ბზარები.
დასკვნა: სამუშაო ნაწილის გამოყენება გაშრობისთანავე არ შეიძლება! გამაგრება აუცილებელია შიდა დაძაბულობის შესამცირებლად და სამუშაო ნაწილის სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად, რაც მას გამოსაყენებლად ვარგისს ხდის.
2. განსხვავება გამკვრივებასა და გამკვრივების უნარს შორის:
გამაგრება:
გამაგრება გულისხმობს ფოლადის უნარს, მიაღწიოს გამაგრების გარკვეულ სიღრმეს (გამაგრებული ფენის სიღრმეს) გამაგრების შემდეგ. ეს დამოკიდებულია ფოლადის შემადგენლობასა და სტრუქტურაზე, განსაკუთრებით მის შენადნობ ელემენტებსა და ფოლადის ტიპზე. გამაგრება არის საზომი იმისა, თუ რამდენად კარგად შეუძლია ფოლადს გამაგრება მთელი სისქის განმავლობაში გამაგრების პროცესის დროს.
სიმტკიცე (გამკვრივების უნარი):
სიმტკიცე, ანუ გამკვრივების უნარი, გულისხმობს მაქსიმალურ სიმტკიცეს, რომლის მიღწევაც შესაძლებელია ფოლადში გამკვრივების შემდეგ. მასზე დიდწილად გავლენას ახდენს ფოლადის ნახშირბადის შემცველობა. ნახშირბადის მაღალი შემცველობა, როგორც წესი, იწვევს პოტენციური სიმტკიცის ზრდას, მაგრამ ეს შეიძლება შეიზღუდოს ფოლადის შენადნობის ელემენტებით და გამკვრივების პროცესის ეფექტურობით.
3. ფოლადის გამაგრება
√გამყარების კონცეფცია
გამკვრივება გულისხმობს ფოლადის უნარს, მიაღწიოს მარტენსიტული გამკვრივების გარკვეულ სიღრმეს აუსტენიტიზაციის ტემპერატურაზე გამაგრების შემდეგ. უფრო მარტივად რომ ვთქვათ, ეს არის ფოლადის უნარი, წარმოქმნას მარტენსიტი გამაგრების დროს.
გამაგრების გაზომვა
გამაგრების სიდიდე მითითებულია გამაგრებული ფენის სიღრმით, რომელიც მიღებულია განსაზღვრულ პირობებში ჩაქრობის შემდეგ.
გამაგრებული ფენის სიღრმე: ეს არის სიღრმე სამუშაო ნაწილის ზედაპირიდან იმ რეგიონამდე, სადაც სტრუქტურა ნახევრად მარტენსიტულია.
გავრცელებული ჩაქრობის საშუალებები:
• წყალი
მახასიათებლები: ეკონომიურია ძლიერი გაგრილების უნარით, მაგრამ დუღილის წერტილთან ახლოს მაღალი გაგრილების სიჩქარე აქვს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ზედმეტი გაგრილება.
გამოყენება: როგორც წესი, გამოიყენება ნახშირბადოვანი ფოლადებისთვის.
მარილიანი წყალი: მარილის ან ტუტეს ხსნარი წყალში, რომელსაც წყალთან შედარებით მაღალ ტემპერატურაზე უფრო მაღალი გაგრილების უნარი აქვს, რაც მას ნახშირბადოვანი ფოლადებისთვის შესაფერისს ხდის.
• ზეთი
მახასიათებლები: დაბალ ტემპერატურაზე (დუღილის წერტილთან ახლოს) უზრუნველყოფს უფრო ნელ გაგრილების სიჩქარეს, რაც ეფექტურად ამცირებს დეფორმაციისა და ბზარების წარმოქმნის ტენდენციას, მაგრამ მაღალ ტემპერატურაზე აქვს უფრო დაბალი გაგრილების უნარი.
გამოყენება: შესაფერისია შენადნობის ფოლადებისთვის.
ტიპები: მოიცავს ჩაქრობის ზეთს, მანქანა-მექანიკური ზეთი და დიზელის საწვავს.
გათბობის დრო
გათბობის დრო მოიცავს როგორც გათბობის სიჩქარეს (სასურველი ტემპერატურის მისაღწევად საჭირო დრო), ასევე შენარჩუნების დროს (სამიზნე ტემპერატურაზე შენარჩუნების დრო).
გაცხელების დროის განსაზღვრის პრინციპები: უზრუნველყავით ტემპერატურის ერთგვაროვანი განაწილება მთელ სამუშაო ნაწილზე, როგორც შიგნით, ასევე გარეთ.
უზრუნველყავით სრული აუსტენიტიზაცია და რომ წარმოქმნილი აუსტენიტი ერთგვაროვანი და წვრილი იყოს.
გათბობის დროის განსაზღვრის საფუძველი: ჩვეულებრივ, ფასდება ემპირიული ფორმულების გამოყენებით ან განისაზღვრება ექსპერიმენტის გზით.
ჩაქრობის მედია
ორი ძირითადი ასპექტი:
ა. გაგრილების სიჩქარე: უფრო მაღალი გაგრილების სიჩქარე ხელს უწყობს მარტენსიტის წარმოქმნას.
ბ. ნარჩენი დაძაბულობა: გაგრილების უფრო მაღალი სიჩქარე ზრდის ნარჩენ დაძაბულობას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს სამუშაო ნაწილზე დეფორმაციისა და ბზარების გაჩენის უფრო დიდი მიდრეკილება.
ნორმალიზაცია
1. ნორმალიზაციის განმარტება
ნორმალიზაცია არის თერმული დამუშავების პროცესი, რომლის დროსაც ფოლადი თბება Ac3 ტემპერატურაზე 30°C-დან 50°C-მდე მაღალ ტემპერატურამდე, ინარჩუნებს ამ ტემპერატურას და შემდეგ ჰაერით გაცივდება წონასწორობის მდგომარეობასთან მიახლოებული მიკროსტრუქტურის მისაღებად. გამოწვასთან შედარებით, ნორმალიზაციას ახასიათებს უფრო სწრაფი გაგრილების სიჩქარე, რაც იწვევს უფრო წვრილ პერლიტის სტრუქტურას (P) და უფრო მაღალ სიმტკიცესა და სიმტკიცეს.
2. ნორმალიზაციის მიზანი
ნორმალიზაციის მიზანი გაცხელების მსგავსია.
3. ნორმალიზაციის გამოყენება
• ქსელში ჩამჯდარი მეორადი ცემენტიტის აღმოფხვრა.
• გამოიყენება როგორც საბოლოო თერმული დამუშავება უფრო დაბალი მოთხოვნების მქონე ნაწილებისთვის.
• მოქმედებს როგორც მოსამზადებელი თერმული დამუშავება დაბალი და საშუალო ნახშირბადის შემცველობის სტრუქტურული ფოლადისთვის დამუშავების უნარის გასაუმჯობესებლად.
4. გახურების ტიპები
პირველი ტიპის შედუღება:
დანიშნულება და ფუნქცია: მიზანი არ არის ფაზური ტრანსფორმაციის გამოწვევა, არამედ ფოლადის არაბალანსირებული მდგომარეობიდან დაბალანსებულ მდგომარეობაში გადასვლა.
ტიპები:
• დიფუზიური გახურება: მიზნად ისახავს შემადგენლობის ჰომოგენიზაციას სეგრეგაციის აღმოფხვრის გზით.
• რეკრისტალიზაციის გამოწვა: აღადგენს დრეკადობას გამკვრივების ეფექტების აღმოფხვრით.
• სტრესისგან გათავისუფლების გახურება: ამცირებს შიდა სტრესებს მიკროსტრუქტურის შეცვლის გარეშე.
გაცხელების მეორე ტიპი:
დანიშნულება და ფუნქცია: მიზნად ისახავს მიკროსტრუქტურისა და თვისებების შეცვლას, პერლიტით დომინირებული მიკროსტრუქტურის მიღწევის მიზნით. ეს ტიპი ასევე უზრუნველყოფს, რომ პერლიტის, ფერიტისა და კარბიდების განაწილება და მორფოლოგია აკმაყოფილებდეს სპეციფიკურ მოთხოვნებს.
ტიპები:
• სრული გამოწვა: ფოლადს აცხელებს Ac3 ტემპერატურაზე მაღლა და შემდეგ ნელა აგრილებს ერთგვაროვანი პერლიტის სტრუქტურის მისაღებად.
• არასრული გამოწვა: ფოლადი აცხელებს Ac1-სა და Ac3-ს შორის ტემპერატურებს სტრუქტურის ნაწილობრივი ტრანსფორმაციისთვის.
• იზოთერმული გამოწვა: ფოლადი თბება Ac3-ზე მაღალ ტემპერატურამდე, რასაც მოჰყვება სწრაფი გაგრილება იზოთერმულ ტემპერატურამდე და შენარჩუნება სასურველი სტრუქტურის მისაღწევად.
• სფეროიდული გამოწვა: წარმოქმნის სფეროიდულ კარბიდის სტრუქტურას, რაც აუმჯობესებს დამუშავების უნარს და სიმტკიცეს.
Ⅷ.1. თერმული დამუშავების განმარტება
თერმული დამუშავება გულისხმობს პროცესს, რომლის დროსაც ლითონი თბება, ინარჩუნებს გარკვეულ ტემპერატურაზე და შემდეგ გაცივდება მყარ მდგომარეობაში, რათა შეიცვალოს მისი შიდა სტრუქტურა და მიკროსტრუქტურა, რითაც მიიღწევა სასურველი თვისებები.
2. თერმული დამუშავების მახასიათებლები
თერმული დამუშავება არ ცვლის სამუშაო ნაწილის ფორმას; სამაგიეროდ, ის ცვლის ფოლადის შიდა სტრუქტურას და მიკროსტრუქტურას, რაც თავის მხრივ ცვლის ფოლადის თვისებებს.
3. თერმული დამუშავების მიზანი
თერმული დამუშავების მიზანია ფოლადის (ან სამუშაო ნაწილების) მექანიკური ან დამუშავების თვისებების გაუმჯობესება, ფოლადის პოტენციალის სრულად გამოყენება, სამუშაო ნაწილის ხარისხის გაუმჯობესება და მისი მომსახურების ვადის გახანგრძლივება.
4. ძირითადი დასკვნა
შესაძლებელია თუ არა მასალის თვისებების გაუმჯობესება თერმული დამუშავებით, კრიტიკულად არის დამოკიდებული იმაზე, ხდება თუ არა ცვლილებები მის მიკროსტრუქტურასა და სტრუქტურაში გათბობისა და გაგრილების პროცესის დროს.
გამოქვეყნების დრო: 2024 წლის 19 აგვისტო