Οι διεργασίες θερμικής επεξεργασίας μετάλλων μπορούν να χωριστούν σε τρεις κατηγορίες: συνολική θερμική επεξεργασία, επιφανειακή θερμική επεξεργασία και χημική θερμική επεξεργασία. Ανάλογα με το θερμαντικό μέσο, τη θερμοκρασία θέρμανσης και τη μέθοδο ψύξης, κάθε κατηγορία μπορεί να χωριστεί σε διάφορες διεργασίες θερμικής επεξεργασίας. Χρησιμοποιώντας διαφορετικές διεργασίες θερμικής επεξεργασίας, το ίδιο μέταλλο μπορεί να αποκτήσει διαφορετικές δομές και επομένως να έχει διαφορετικές ιδιότητες. Ο χάλυβας είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο μέταλλο στη βιομηχανία και η μικροδομή του χάλυβα είναι επίσης η πιο πολύπλοκη, επομένως υπάρχουν πολλοί τύποι διεργασιών θερμικής επεξεργασίας χάλυβα.
Η συνολική θερμική επεξεργασία είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας μετάλλου που θερμαίνει το τεμάχιο εργασίας ως σύνολο και στη συνέχεια το ψύχει με την κατάλληλη ταχύτητα για να αλλάξει τις συνολικές μηχανικές του ιδιότητες. Η συνολική θερμική επεξεργασία του χάλυβα περιλαμβάνει γενικά τέσσερις βασικές διαδικασίες: ανόπτηση, ομαλοποίηση, σβέση και σκλήρυνση.
1. Ανόπτηση
Η ανόπτηση συνίσταται στη θέρμανση του τεμαχίου εργασίας σε κατάλληλη θερμοκρασία, στην υιοθέτηση διαφορετικών χρόνων συγκράτησης ανάλογα με το υλικό και το μέγεθος του τεμαχίου εργασίας και στη συνέχεια στην αργή ψύξη του. Σκοπός είναι η επίτευξη ή η προσέγγιση της εσωτερικής δομής του μετάλλου σε κατάσταση ισορροπίας ή η απελευθέρωση της εσωτερικής τάσης που δημιουργήθηκε στην προηγούμενη διεργασία. Η επίτευξη καλής απόδοσης διεργασίας και λειτουργικής απόδοσης ή η προετοιμασία της δομής για περαιτέρω σβέση.
2. Κανονικοποίηση
Η κανονικοποίηση ή ομαλοποίηση είναι η θέρμανση του τεμαχίου εργασίας σε κατάλληλη θερμοκρασία και στη συνέχεια η ψύξη του στον αέρα. Το αποτέλεσμα της ομαλοποίησης είναι παρόμοιο με αυτό της ανόπτησης, εκτός από το ότι η λαμβανόμενη δομή είναι λεπτότερη. Χρησιμοποιείται συχνά για τη βελτίωση της απόδοσης κοπής των υλικών και μερικές φορές χρησιμοποιείται για την κάλυψη ορισμένων απαιτήσεων. Όχι υψηλά μέρη ως τελική θερμική επεξεργασία.
3. Σβήσιμο
Η σβέση είναι η θέρμανση και η συντήρηση του τεμαχίου εργασίας και στη συνέχεια η γρήγορη ψύξη του σε ένα μέσο σβέσης όπως νερό, λάδι ή άλλα ανόργανα διαλύματα αλάτων, οργανικά υδατικά διαλύματα.
4. Σκλήρυνση
Μετά την απόσβεση, ο χάλυβας σκληραίνει αλλά ταυτόχρονα γίνεται εύθραυστος. Προκειμένου να μειωθεί η ευθραυστότητα των χαλύβδινων μερών, τα χαλύβδινα μέρη που έχουν υποστεί απόσβεση διατηρούνται σε κατάλληλη θερμοκρασία πάνω από τη θερμοκρασία δωματίου και κάτω από τους 650°C για μεγάλο χρονικό διάστημα και στη συνέχεια ψύχονται. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται σκλήρυνση. Η ανόπτηση, η ομαλοποίηση, η απόσβεση και η σκλήρυνση είναι οι «τέσσερις πυρκαγιές» στη συνολική θερμική επεξεργασία. Μεταξύ αυτών, η απόσβεση και η σκλήρυνση είναι στενά συνδεδεμένες και συχνά χρησιμοποιούνται μαζί και είναι απαραίτητες.
Οι «Τέσσερις Φωτιές» έχουν αναπτύξει διαφορετικές διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας με διαφορετικές θερμοκρασίες θέρμανσης και μεθόδους ψύξης. Προκειμένου να επιτευχθεί μια ορισμένη αντοχή και σκληρότητα, η διαδικασία συνδυασμού σβέσης και σκλήρυνσης σε υψηλή θερμοκρασία ονομάζεται σβέση και σκλήρυνση. Αφού ορισμένα κράματα σβήσουν για να σχηματίσουν ένα υπερκορεσμένο στερεό διάλυμα, διατηρούνται σε θερμοκρασία δωματίου ή σε ελαφρώς υψηλότερη θερμοκρασία για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα για να βελτιωθεί η σκληρότητα, η αντοχή ή οι ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες του κράματος. Αυτή η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας ονομάζεται επεξεργασία γήρανσης.
Η μέθοδος αποτελεσματικού και στενού συνδυασμού της παραμόρφωσης υπό πίεση και της θερμικής επεξεργασίας για την επίτευξη καλής αντοχής και σκληρότητας του τεμαχίου εργασίας ονομάζεται θερμική επεξεργασία παραμόρφωσης. Η θερμική επεξεργασία που εκτελείται σε ατμόσφαιρα αρνητικής πίεσης ή κενού ονομάζεται θερμική επεξεργασία κενού, η οποία όχι μόνο επιτρέπει στο τεμάχιο εργασίας να μην οξειδώνεται ή να αποανθράκώνεται, αλλά και η επιφάνεια του επεξεργασμένου τεμαχίου εργασίας να διατηρείται λεία και καθαρή, βελτιώνοντας την απόδοση του τεμαχίου εργασίας. Μπορεί επίσης να υποβληθεί σε χημική θερμική επεξεργασία με διεισδυτικό παράγοντα.
Προς το παρόν, με την αυξανόμενη ωριμότητα της τεχνολογίας λέιζερ και πλάσματος, αυτές οι δύο τεχνολογίες χρησιμοποιούνται για την εφαρμογή ενός στρώματος άλλων ανθεκτικών στη φθορά, ανθεκτικών στη διάβρωση ή ανθεκτικών στη θερμότητα επιστρώσεων στην επιφάνεια συνηθισμένων χαλύβδινων τεμαχίων εργασίας για την αλλαγή των επιφανειακών ιδιοτήτων του αρχικού τεμαχίου εργασίας. Αυτή η νέα τεχνική ονομάζεται τροποποίηση επιφάνειας.
Ώρα δημοσίευσης: 31 Μαρτίου 2024