מאמר זה יספק תיאור מפורט למדי של חישול מחדש. בנוסף, לצורך היכרות, ייבחנו סוגים נוספים של עבודות עם פלדה, המשפרים את המבנה ואת יכולת העיבוד שלה, מפחיתים קשיות ומקלים על לחצים פנימיים. כל המאפיינים העיקריים של הסגסוגת תלויים במבנה הסגסוגת, והשיטה שמשנה את המבנה היא טיפול בחום. חישול מחדש וסוגים רבים אחרים של טיפול בחום פותחו על ידי D. K. Chernov, בנוסף, נושא זה פותח על ידי G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev.
טיפול בחום
זהו שילוב של פעולות חימום שונות בעזרת ציוד מיוחד וטכנולוגיה מיוחדת, עם החזקה וקירור, המבוצעות אך ורק ברצף מסוים ובמצבים מדויקים על מנת לשנות את המבנה הפנימי של הסגסוגת ולהשיג את המאפיינים הרצויים. טיפול בחום מתחלק למספר סוגים. חישול הראשוןסוג, המשמש לחלוטין לכל מתכות וסגסוגות, אינו מביא טרנספורמציות פאזה במצב מוצק. חישול מחדש משמש להשגת המאפיינים הבאים.
כאשר חישול מהסוג הראשון מחומם, הניידות של האטומים גדלה, אי-הומוגניות כימית מתבטלת לחלוטין או חלקית, והמתח הפנימי פוחת. הכל תלוי בטמפרטורת החימום ובזמן ההחזקה. קירור איטי אופייני כאן. וריאציות של שיטה זו הן חישול שחרור מתח לאחר יציקה, ריתוך או חישול, חישול דיפוזיה וחישול מחדש.
חישול שני
חישול זה מיועד גם למתכות וסגסוגות שעוברות טרנספורמציות פאזה במהלך חישול במצב מוצק - גם בחימום וגם בקירור. כאן, המטרות הן מעט רחבות יותר מאלו שנשאו על ידי חישול מחדש של פלדה. חישול מהסוג השני מביא למבנה מאוזן יותר לעיבוד נוסף של החומר. הגרגיריות נעלמת, נמעכת, הצמיגות והפלסטיות גדלות, הקשיות והחוזק מופחתים באופן משמעותי. כבר אפשר לחתוך מתכת כזו. החימום מתבצע לטמפרטורות גבוהות בהרבה מהקריטיות, והקירור מתבצע יחד עם התנור - לאט מאוד.
גם טיפול בחום כולל התקשות של סגסוגות לחוזק וקשיות. כאן, להיפך, נוצר מבנה שאינו שיווי משקל, אשר מגדיל את הפרמטרים הללו עקב סורביט, טרוסטיט ומרטנזיט. גם הטמפרטורות בהן נעשה שימוש גבוהות בהרבה מהקריטיות, אך הקירור מתבצע במהירויות גבוהות מאוד. סוג רביעיטיפול בחום - טמפרור, המקל על מתחים פנימיים, מפחית קשיות ומגביר את הקשיחות והגמישות של פלדות מוקשות. כאשר מחומם לטמפרטורות נמוכות מהקריטי, קצב הקירור יכול להיות כל שהוא. טרנספורמציות מפחיתות את מבנה אי שיווי המשקל. כך עובד חישול מחדש של פלדה.
בחירת מצב
טיפול בחום יכול להיות ראשוני וסופי. הראשון משמש להכנת תכונות החומר והמבנה שלו לפעולות טכנולוגיות נוספות (שיפור יכולת העיבוד, חיתוך, טיפול בלחץ). טיפול החום הסופי יוצר את כל המאפיינים של המוצר המוגמר. אופן בחירת מצב החישול מחדש תלוי בתהליך ובמטרות הטיפול בחום.
מרמז על חימום של סגסוגת או מתכת מעל טמפרטורת ההתגבשות, ולא פחות ממאה או מאתיים מעלות. לאחר מכן, חשיפה בטמפרטורה זו למשך הזמן הנדרש. קירור הוא השלב האחרון בתהליך זה. טכנולוגיה זו מחולקת לחישול מלא, חלקי ומרקם, והבחירה תלויה במה היא מטרת חישול מחדש.
חישול מלא
בפועל אנחנו משתמשים לרוב בחישול מלא, אבל כאן צריך לשים לב לעובדה שחישול והקשחת פלדה הם תהליכים שונים. במהלך תהליך חישול מחדש מבוצעים הליכים מסוימים המקדימים את העבודה הקרה של המתכת בלחץ כדי להקל על המשך העבודה איתה, אוחישול הוא סוג הפלט של טיפול בחום, כאשר המוצר המוגמר או המוצר המוגמר למחצה מקבל את המאפיינים הרצויים. או שמדובר בפעולת ביניים, למשל - להסרה יעילה של התקשות קרה
לפירוק אחיד של יסודות סגסוגת במטריצה ועל מנת לקבל מבנה מיקרו הומוגני עם אותן תכונות חומר, החישול מתבצע בתמיסה מיוחדת. מתכות ברזליות דורשות חישול מחדש בטמפרטורות שבין 950 ל-1200ºC באמצעות תמיסת מלח Durferrit Glühkohle או Durferrit GS 960..
Goals
לרוב מתבצע חישול מחדש של פלדות על מנת להביא את מבנה החומר לפרמטרים הרצויים הנחוצים להמשך העבודה. הוא משמש לאחר טיפול בלחץ, אם ההתגבשות האיטית לא עברה לחלוטין, וזה לא מאפשר להסיר את ההתקשות.
טכנולוגיה כזו משמשת בדרך כלל לסלילי סגסוגת בגלגול חם, כאשר הבסיס הוא אלומיניום, וכן לאחר גלגול קר של יריעות, רצועות, רדיד מסגסוגות שונות ומתכות לא ברזליות (כאן יש צורך להזכיר חישול מחדש של ניקל), מוטות וחוטים, פלדות בצורת קר וצינורות נמשכים בקור. הליך נפרד הוא חישול בייצור מוצרים מוגמרים למחצה ומוצרים ממתכות לא ברזליות (כולל ניקל).
תנאי טמפרטורה
חומרים שונים דורשים מצבי טיפול בחום שונים. בדרך כלל התהליך כולו לוקח לא יותר משעה אחת כדי להשלים את חישול מחדש, אך משטר הטמפרטורה עבור כל סגסוגת הוא משלו. אז, סגסוגות מבוססות מגנזיום נדרשות מ-300 עד 400 מעלות צלזיוס, סגסוגות ניקל נדרשות מ-800 עד 1150 מעלות צלזיוס, נדרשות פלדות פחמן מ-650 עד 710 מעלות צלזיוס, שעבורן חישול מחדש הוא חובה. נקודת ההיתוך לא הושגה באופן טבעי.
סגסוגות אלומיניום לא צריכות כל כך הרבה, מספיק מ-350 עד 430 מעלות צלזיוס, ואלומיניום טהור מתגבש מחדש בטמפרטורות שבין 300 ל-500 מעלות צלזיוס. דרוש טיטניום מ-670 עד 690 מעלות צלזיוס להתגבשות מחדש, נדרשות קומפוזיציות נחושת וניקל מ-700 עד 850 מעלות צלזיוס, יש צורך ב-600 עד 700 מעלות צלזיוס ברונזה ופליז, ועוד פחות נחושת טהורה, היא מתחילה להתגבש מ-500 מעלות צלזיוס.. אופנים כאלה של חישול מחדש נדרשים עבור מתכות וסגסוגות מסוימות.
עיבוד דיפוזיה של מתכות
סוג זה של חישול נקרא אחרת הומוגניזציה, והוא מתבצע על מנת לבטל את ההשלכות של הפרדה דנדרטית. יש צורך בחישול דיפוזיה עבור פלדות סגסוגת שבהן מדד המשיכות והקשיחות מופחת עקב הפרדה תוך גבישית, מה שמוביל לשברים למלריים או שבירים. יש צורך להשיג מבנה שיווי משקל, ולכן יש צורך בטיפול דיפוזיה של מתכת יצוקה. בנוסף, הוא משפר הן את המאפיינים המכניים והן מגביר את אחידות המאפיינים בכל המוצר המוגמר.
הנה מה שקורהתהליך: שלבים עודפים מומסים, ההרכב הכימי מפולס, נקבוביות מופיעות וגדלות, גודל הגרגיר גדל. סוג זה של טיפול בחום מצריך חשיפה ארוכה של המתכת בטמפרטורות מעל הקריטיות (כאן אפשר לדבר על 1200 מעלות צלזיוס).
טיפול בחום איזותרמי
סוג זה של חישול מומלץ לפלדות סגסוגת שבהן, בטמפרטורה קבועה, אוסטניט מתפרק לפריט וצמנטיט בתערובת. פירוק כזה יכול להתרחש בסוגים אחרים של חישול אם יש קירור הדרגתי עקב ירידה מתמדת ועוקבת בטמפרטורה. כך מושגת אחידות המבנה, זמן הטיפול בחום מצטמצם.
סכימת החישול האיזותרמית היא כדלקמן: ראשית, חימום למחוון שיחרוג מהנקודה הקריטית העליונה ב-50-70 מעלות, לאחר מכן הורדת הטמפרטורה ב-150 מעלות. לאחר מכן, החלק המחומם מועבר לתנור או לאמבטיה, שם הטמפרטורה נשמרת לא יותר מ-700 מעלות צלזיוס. משך ההליך יהיה תלוי בהרכב המתכת ובמידות הגיאומטריות של החלק. תרכובות סגסוגת יכולות להימשך שעות, בעוד שיריעות פלדת פחמן מגולגלות חם לוקחות דקות.
הבדלים
עם חישול מלא, מובטחת התגבשות מחודשת של פלדה, ומשחררת את המתכת מפגמים מבניים שונים. הפלדה מקבלת את התכונות החשובות והאופייניות ביותר שלה, מתרככת לחיתוך הבא. צוֹרֶךתחילה לחמם אותו לטמפרטורה מעל Ac3 ב-30-50 מעלות, לחמם אותו ואז לקרר אותו באיטיות.
לרוב, החשיפה נמשכת לפחות חצי שעה, אך לא יותר משעה לטון פלדה עם קצב חימום של 100 מעלות צלזיוס לשעה. קצב הקירור משתנה בהתאם להרכב הפלדה וליציבות האוסטניט. אם יתקרר מהר, המבנה המפוזר צמנטי פריטי עשוי להיות קשה מדי.
מתקרר
קצב הקירור מווסת על ידי קירור התנור עם כיבוי הדרגתי שלו ופתיחת הדלת. עם חישול מלא, העיקר לא לחמם יתר על המידה את הסגסוגת. חישול חלקי מתבצע בטמפרטורות מתחת ל-Ac3, אך מעט מעל Ac1.
אז הפלדה תתגבש מחדש חלקית, ולכן היא לא תיפטר מפגמים. כך מטפלים בפלדות ללא רצועות פריטיות, אם רק צריך לרכך אותן לפני עיבוד וחיתוך נוסף. בנוסף למלא ולא שלם, יש גם חישול מחדש של מרקם.
Application
לפעמים חישול משלים עבודה חמה (סלילים מגולגלים חמים, כגון סגסוגות אלומיניום, מחוללים לפני גלגול קר כדי להסיר עבודה קשה שוודאי תתרחש כתוצאה מגלגול חם).
חישול מסוג זה נמצא בשימוש נרחב הרבה יותר בייצור מוצרים ומוצרים מוגמרים למחצה מסגסוגות ומתכות לא ברזליות טהורות. זו כבר פעולה עצמאית לטיפול בחום. בהשוואה לפלדות, מספר עצום של מתכות לא ברזליות עוברות עבודה קרה, ולאחר מכן יש צורך בחישול מחדש.
בתעשייה
אם נדרשת צורה גרגירית של צמנטיט, החזקת הסגסוגת במהלך החישול עד להתגבשות מלאה יכולה להימשך זמן רב - מספר שעות. עבור דפורמציה קרה, שבדרך כלל לאחר חישול, הצורה הגרגירית של הצמנטיט היא הטובה ביותר, המתרחשת במהלך התגבשות מחדש בתהליך של גרעין וצמיחה של גרגרים לא מעוותים, וזה מצריך חימום לטמפרטורה מסוימת.
חישול מחדש בתעשייה הוא הפעולה הראשונית להקניית פלסטיות לסגסוגת או למתכת לפני עבודה קרה. הוא קיים לעתים קרובות לא פחות במרווח שבין פעולות דפורמציה קרה להסרת התקשות, וגם כתהליך טיפול סופי בחום, כך שהמוצר או המוצר הגמור למחצה רוכשים את המאפיינים הדרושים לו.
איך זה קורה
בעת חימום, המתכת המעוותת מגבירה את הניידות של האטומים. גרגרים ישנים נמתחים, הופכים לפגיעים, גרגרים חדשים, כבר מאוזנים ונקיים ממתח, נולדים וגדלים באינטנסיביות. הם מתנגשים בישנים ומוארכים, סופגים אותם לתוך הצמיחה שלהם עד להיעלמותם המוחלטת. התגבשות מחדש של פלדה וסגסוגות היא המטרה העיקרית של חישול מחדש. בחימום לאחר הגעה לטמפרטורה הנדרשת, חוזק התפוקה וחוזק החומר יורדים בצורה חדה למדי.
אבל הפלסטיות גוברת, היא פועלת לשיפור יכולת העיבוד. הטמפרטורה שבה מתחיל התגבשות מחדש נקראת סף.התגבשות מחדש. כאשר מגיעים אליו, המתכת מתרככת. הטמפרטורה לא יכולה להיות קבועה. עבור סגסוגת או מתכת מסוימת, משך החימום, מידת הדפורמציה המוקדמת, גודל הגרגיר ההתחלתי ועוד הרבה יותר משחקים תפקיד חשוב לא פחות.
