Краткое изложение базовых знаний в области термообработки металлов

Термическая обработка металлов является одним из важных процессов в механическом производстве. По сравнению с другими процессами обработки, термообработка обычно не меняет форму и общий химический состав стального изделия, но изменяет микроструктуру внутри изделия или изменяет химический состав поверхности, тем самым улучшая или улучшая характеристики изделия. Целью термической обработки металла является улучшение внутреннего качества металла, чтобы он имел необходимые механические, физические и химические свойства. Помимо разумного выбора материалов и различных процессов формования, часто необходимы процессы термообработки. Сталь является наиболее широко используемым материалом в машиностроении. Микроструктура стали сложна, и ее можно контролировать с помощью термической обработки. Поэтому термическая обработка стали является основным содержанием термической обработки металлов.

Процесс термообработки

Процесс термообработки обычно включает три процесса: нагрев, изоляцию и охлаждение. Иногда есть только два процесса: нагрев и охлаждение. Эти процессы взаимосвязаны и не могут быть прерваны. Нагревание является одним из важных процессов термической обработки. Существует множество способов термической обработки металлов. В качестве источников тепла впервые стали использовать древесный уголь и каменный уголь, а в последнее время начали использовать жидкое и газообразное топливо. Применение электричества упрощает управление отоплением и не загрязняет окружающую среду. Эти источники тепла можно использовать для прямого или косвенного нагрева посредством расплавленной соли или металла или даже плавающих частиц.

Температура нагрева является одним из важных технологических параметров процесса термообработки. Выбор и контроль температуры нагрева являются основными вопросами обеспечения качества термообработки. Температура нагрева варьируется в зависимости от обрабатываемого металлического материала и цели термообработки, но обычно его нагревают выше температуры фазового превращения для получения высокотемпературной структуры. Кроме того, трансформация требует определенного времени. Поэтому, когда поверхность металла достигает необходимой температуры нагрева, ее необходимо поддерживать при этой температуре в течение определенного периода времени, чтобы обеспечить согласованность внутренней и внешней температур и завершение преобразования микроструктуры. Этот период времени называется изоляцией. При использовании нагрева с высокой плотностью энергии и термической обработки поверхности скорость нагрева очень высокая и время изоляции, как правило, отсутствует, в то время как время изоляции при химико-термической обработке часто больше.

Охлаждение также является обязательным этапом процесса термообработки. Методы охлаждения различаются в зависимости от процесса, в основном контролируя скорость охлаждения. Как правило, отжиг имеет самую медленную скорость охлаждения, нормализация имеет более высокую скорость охлаждения, а закалка имеет более высокую скорость охлаждения, чем нормализация. Но существуют и разные требования из-за разных типов стали.

Термическая обработка поверхности Это процесс термической обработки металла, при котором нагревается только поверхностный слой металла для изменения механических свойств поверхностного слоя. Чтобы нагреть только поверхность металла, не передавая слишком много тепла внутрь металла, используемый источник тепла должен иметь высокую плотность энергии, то есть на единицу площади металлу передается большое количество тепловой энергии, чтобы поверхность или часть металла могла за короткое время достичь высоких температур. К основным методам термической обработки поверхности относятся закалка пламенем и термообработка индукционным нагревом. Обычно используемые источники тепла включают кислород-ацетилен, кислород-пропан, индуцированный ток, лазер и электронный луч.

Химико-термическая обработка — процесс термической обработки металла, изменяющий химический состав, структуру и свойства поверхности металла. Химико-термическая обработка заключается в нагреве металла в среде (газе, жидкости, твердом теле), содержащей углерод, соляную среду или другие легирующие элементы, и поддержании его в тепле в течение длительного времени, чтобы на поверхность металла могли проникнуть такие элементы, как углерод, азот, бор и хром. После пропитки элементов иногда выполняются другие процессы термообработки, такие как закалка и отпуск. К основным методам химико-термической обработки относятся цементация, азотирование и металлизация.

В целом, термообработка металлов является одним из важных процессов в процессе производства механических деталей, инструментов и форм. Он может обеспечить и улучшить различные свойства металла, такие как износостойкость, коррозионная стойкость и т. д. С другой стороны, он также может улучшить структуру и напряженное состояние заготовки, чтобы облегчить различную холодную и горячую обработку.