Triniaeth wres ar gyfer prif ffrâm peiriannau AHYW
Ar hyn o bryd mae Anhui Yawei yn mabwysiadu triniaeth wres ar gyfer pob ffram metel dalen fetel a all gael gwared ar y straen materol gydag anffurfiad bach am gyfnod hir, gan gynnwys yn bennaf brif fframiau CNC Synchro Pressbrakes, cefnfyrddau auto crib auto, prif ffrâm peiriannau torri laser ffibr.
Mae trin gwres (neu driniaeth wres ) yn grŵp o brosesau diwydiannol a gwaith metel a ddefnyddir i addasu eiddo ffisegol , ac weithiau cemegol , deunydd. Y cais mwyaf cyffredin yw metelegol . Defnyddir triniaethau gwres hefyd wrth gynhyrchu llawer o ddeunyddiau eraill, megis gwydr . Mae triniaeth wres yn cynnwys defnyddio gwresogi neu oeri, fel arfer i dymheredd eithafol, i gyflawni canlyniad dymunol megis caled neu feddalu deunydd. Mae technegau triniaeth gwres yn cynnwys ail-lenwi , caledu achos , cryfhau dyddodiad , tymeru , normaleiddio a chwistrellu . Mae'n werth nodi, er bod y term triniaeth wres yn berthnasol i brosesau lle mae'r gwresogi a'r oeri yn cael eu gwneud ar gyfer pwrpas penodol newid eiddo yn fwriadol, yn wresogi ac oeri yn digwydd yn aml yn ystod prosesau gweithgynhyrchu eraill megis ffurfio poeth neu weldio.
Mae deunyddiau metelaidd yn cynnwys microstrwythur crisialau bach o'r enw "grawn" neu grisial. Natur y grawn (hy maint grawn a chyfansoddiad) yw un o'r ffactorau mwyaf effeithiol a all bennu ymddygiad mecanyddol cyffredinol y metel. Mae triniaeth gwres yn ffordd effeithiol o drin eiddo'r metel trwy reoli cyfradd y trylediad a'r gyfradd oeri o fewn y microstructur. Defnyddir triniaeth gwres yn aml i addasu nodweddion mecanyddol aloi metelau, gan drin nodweddion megis caledwch, cryfder, caled, ductility, ac elastigedd.
Mae dau fecanwaith a all newid eiddo aloi yn ystod triniaeth wres: mae ffurfio martensite yn achosi i'r crisialau eu dadffurfio'n gyfannol, ac mae'r mecanwaith trylediad yn achosi newidiadau yn homogeneity yr aloi.
Mae'r strwythur grisial yn cynnwys atomau sy'n cael eu grwpio mewn trefniant penodol iawn, a elwir yn dellt. Yn y rhan fwyaf o elfennau, bydd y gorchymyn hwn yn aildrefnu ei hun, yn dibynnu ar amodau fel tymheredd a phwysau. Gall yr ail-drefniad hwn, a elwir yn allotropi neu polymorphism, ddigwydd sawl gwaith, ar sawl tymheredd gwahanol ar gyfer metel arbennig. Mewn aloion, gall yr ad-drefniad hwn achosi elfen na fydd fel arfer yn diddymu'r metel sylfaen i fod yn hydoddol yn sydyn, tra bydd gwrthdroi'r allotropi yn gwneud yr elfennau naill ai'n rhannol neu'n gyfan gwbl anhydawdd.
Pan fydd yn y cyflwr hydoddi, mae'r broses o wasgaru yn achosi atomau'r elfen diddymedig i ledaenu allan, gan geisio ffurfio dosbarthiad unffurf o fewn crisialau y metel sylfaen. Os caiff yr aloi ei oeri i gyflwr anhydawdd, gall atomau'r cyfansoddion diddymedig (cyfreintiau) ymfudo allan o'r ateb. Mae'r math hwn o ymlediad, o'r enw dywyddiad, yn arwain at niwcleiddio, lle mae'r atomau mudol yn grwpio gyda'i gilydd ar y ffiniau grawn. Mae hyn yn ffurfio microstructur yn gyffredinol sy'n cynnwys dau neu fwy o gamau penodol. Mae hyn wedi ei oeri'n araf, er enghraifft, yn ffurfio strwythur wedi'i lamineiddio sy'n cynnwys haenau ail-haen o ferrite a chementite, gan ddod yn berlif meddal. Ar ôl gwresogi'r dur i'r cam austenite a'i dorri'n ddwr, bydd y microstructur yn y cyfnod martensitig. Mae hyn oherwydd y ffaith y bydd y dur yn newid o'r cyfnod austenite i'r cam martensite ar ôl cwympo. Dylid nodi y gallai rhai pearlit neu ferrite fod yn bresennol pe na bai'r criben yn oeri i'r holl ddur yn gyflym.
Yn wahanol i aloion sy'n seiliedig ar haearn, nid yw'r rhan fwyaf o alonau triniaeth gwres yn dioddef trawsnewid ferrite. Yn yr aloion hyn, mae'r cnewylliad yn y ffiniau grawn yn aml yn atgyfnerthu strwythur y matrics grisial. Mae'r metelau hyn yn cael eu caledu gan ddyfodiad. Yn nodweddiadol, yn broses araf, yn dibynnu ar y tymheredd, cyfeirir at hyn yn aml fel "caledu oed".
Mae llawer o fetelau a metelau nad ydynt yn metelau yn arddangos trawsffurfiad martensite wrth iddynt oeri yn gyflym (gyda chyfryngau allanol fel olew, polymer, dŵr ac ati). Pan fo metel yn cael ei oeri yn gyflym iawn, efallai na fydd yr atomau anhydawdd yn gallu symud allan o'r ateb mewn pryd. Gelwir hyn yn "drawsnewid gwasgariad." Pan fydd y matrics grisial yn newid i'w drefniant tymheredd isel, bydd atomau'r solwt yn cael eu dal yn y dellt. Mae'r atomau sydd wedi'u dal yn atal y matrics grisial rhag newid yn llwyr i mewn i ei allotrope tymheredd isel, gan greu pwysau cneifio o fewn y dellt. Pan fydd rhai aloion yn cael eu hoeri yn gyflym, fel dur, mae'r trawsffurfiad martensite yn caled y metel, tra bod eraill yn debyg i alwminiwm, mae'r aloi yn mynd yn fwy meddal.
Effeithiau amser a thymheredd
Diagram tymheredd amser-tymheredd (TTT) ar gyfer dur. Mae'r cromlinau coch yn cynrychioli gwahanol gyfraddau oeri (cyflymder) wrth iddynt oeri o'r tymheredd critigol uchaf (A3). Mae V1 yn cynhyrchu martensite. Mae V2 wedi ei gymysgu â martensite, mae V3 yn cynhyrchu bainite, ynghyd â pearlite a matensite.
Mae triniaeth gwres briodol yn gofyn am reolaeth fanwl dros dymheredd, amser a gynhelir ar dymheredd a chyfradd oeri penodol. [12]
Ac eithrio straen-lleddfu, tymeru a heneiddio, mae'r rhan fwyaf o driniaethau gwres yn dechrau trwy wresogi aloi y tu hwnt i'r tymheredd trawsnewid uwch (A 3 ). Cyfeirir at y tymheredd hwn fel "arestio" oherwydd yn y tymheredd A 3 mae'r metel yn profi cyfnod o hysteresis. Ar hyn o bryd, defnyddir yr holl ynni gwres i achosi'r newid grisial, felly mae'r tymheredd yn rhoi'r gorau i godi am gyfnod byr (arestio) ac yna mae'n parhau dringo unwaith y bydd y newid yn gyflawn. [13] Felly, rhaid i'r aloi gael ei gynhesu uwchben y tymheredd hanfodol ar gyfer trawsnewid. Bydd yr aloi fel arfer yn cael ei gynnal ar y tymheredd hwn yn ddigon hir i'r gwres dreiddio'n llwyr yr aloi, gan ddod ag ef i mewn i ateb cadarn cyflawn.
Oherwydd bod maint llai o grawn fel arfer yn gwella eiddo mecanyddol, megis cryfder cneifio a chryfder y traen, caiff y metelau hyn eu cynhesu'n aml i dymheredd sydd ychydig uwchlaw'r tymheredd pwysicaf uchaf, er mwyn atal y grawn o ddatrysiad rhag tyfu'n rhy fawr . Er enghraifft, pan gaiff dur ei gynhesu uwchben y tymheredd critigol uchaf, grawn bach o ffurf austenite. Mae'r rhain yn tyfu yn fwy wrth i'r tymheredd gynyddu. Wrth oeri yn gyflym iawn, yn ystod trawsffurfiad martensit, mae maint grawn austenite yn effeithio'n uniongyrchol ar faint grawn martensitig. Mae gan grawniau mwy ffiniau grawn mawr, sy'n gwasanaethu fel mannau gwan yn y strwythur. Fel arfer rheolir maint y grawn i leihau tebygolrwydd torri.
Mae'r trawsnewid trylediad yn ddibynnol iawn ar amser. Fel arfer, bydd oeri metel yn atal y dyddodiad i dymheredd llawer is. Mae Austenite, er enghraifft, fel rheol yn unig yn bodoli uwchlaw'r tymheredd beirniadol uchaf. Fodd bynnag, os yw'r austenite yn cael ei oeri yn ddigon cyflym, gellir atal y trawsnewid am gannoedd o raddau islaw'r tymheredd isaf. Mae austenite o'r fath yn hynod ansefydlog ac, os rhoddir digon o amser, bydd yn difetha i ficrostrwythurau amrywiol o ferrite a chementite. Gellir defnyddio'r gyfradd oeri i reoli cyfradd y twf grawn neu gellir ei ddefnyddio hyd yn oed i gynhyrchu micro-strwythurau rhannol martensitig Fodd bynnag, mae'r trawsnewid martensite yn annibynnol ar amser. Os caiff yr aloi ei oeri i'r tymheredd trawsnewid martensite (M) cyn y gall microstructurau eraill ffurfio'n llwyr, bydd y trawsnewidiad fel arfer yn digwydd ychydig o dan gyflymder sain.
Pan fo austenite yn cael ei oeri yn ddigon araf na fydd trawsffurfiad martensite yn digwydd, bydd maint grawn austenite yn cael effaith ar gyfradd y cnewylliad, ond yn gyffredinol mae tymheredd a'r gyfradd oeri sy'n rheoli maint y grawn a'r microstructur. Pan fo austenite yn cael ei oeri yn hynod o araf, bydd yn ffurfio crisialau ferrite mawr wedi'u llenwi â chynhwysiadau sfferig cementite. Cyfeirir at y microstructur hwn fel "sphereoidite." Os yw wedi'i oeri ychydig yn gyflymach, yna bydd pearlite bras yn ffurfio. Bydd hyd yn oed yn gyflymach, ac yn beryglus iawn. Os yw wedi'i oeri hyd yn oed yn gyflymach, bydd bainite yn ffurfio. Yn yr un modd, bydd y micro-strwythurau hyn hefyd yn ffurfio os ydynt wedi'u hoeri i dymheredd penodol ac yna'n cael eu dal yno am amser penodol. [17]
Mae'r rhan fwyaf o aloion anfferrus hefyd yn cael eu gwresogi er mwyn ffurfio ateb. Yn fwyaf aml, mae'r rhain yn cael eu hoeri yn gyflym iawn i gynhyrchu trawsffurfiad martensit, gan roi'r ateb i mewn i wladwriaeth anweithredol. Efallai y bydd yr aloi, mewn cyflwr llawer meddalach, yn gweithio oer. Mae'r gwaith oer hwn yn cynyddu cryfder a chaledwch yr aloi, ac mae'r diffygion a achosir gan anffurfiad plastig yn tueddu i gyflymu dyddodiad, gan gynyddu'r caledwch y tu hwnt i'r hyn sy'n arferol i'r aloi. Hyd yn oed os nad yw'n gweithio oer, fel arfer bydd y diheintiau yn yr aloion hyn yn difetha, er y gallai'r broses gymryd llawer mwy o amser. Weithiau, caiff y metelau hyn eu gwresogi i dymheredd sy'n is na'r tymheredd isaf (A 1 ), gan atal ailgrystallu, er mwyn cyflymu'r dyfodiad.
Ymdrin â thaflen fetel
Annealing (meteleg)
Mae Annealing yn cynnwys gwresogi metel i dymheredd penodol ac yna oeri ar gyfradd a fydd yn cynhyrchu microstructur wedi'i fireinio, naill ai'n rhannol neu'n rhannol yn rhannu'r cyfansoddion. Mae'r gyfradd oeri yn gyffredinol yn araf. Defnyddir anafiadau yn aml i ysgogi metel ar gyfer gweithio oer, i wella peiriannu, neu i wella eiddo fel dargludedd trydanol.
Mewn aloys fferrus, fe'i defnyddir fel arfer drwy wresogi y metel y tu hwnt i'r tymheredd beirniadol uchaf ac yna oeri yn araf iawn, gan arwain at ffurfio pearlite. Mewn metelau pur a llawer o aloon na ellir eu trin yn wres, defnyddir anawsterau i gael gwared ar y caledwch a achosir gan waith oer. Caiff y metel ei gynhesu i dymheredd lle gall ailgystallu ddigwydd, gan atgyweirio'r diffygion a achosir gan anffurfiad plastig. Yn y metelau hyn, ni fydd y gyfradd oeri fel arfer yn cael fawr o effaith. Mae'r rhan fwyaf o aloau anfferrus sy'n cael eu trin yn wres hefyd wedi'u llenwi i leddfu caledwch gweithio oer. Efallai y bydd y rhain yn cael eu hoeri'n araf i ganiatáu dyddodiad llawn o'r cyfansoddion a chynhyrchu micrestrwythuro mireinio.
Fel arfer, mae aloion fferrus naill ai'n "gwbl annealed" neu "broses wedi'i anelu". Mae angen ail-lenwi'n llawn gyfraddau oeri araf iawn, er mwyn ffurfio perlog bras. Wrth brosesu anawsterau, efallai y bydd y gyfradd oeri yn gyflymach; hyd at, ac yn cynnwys normaleiddio. Prif nod proses anadlu yw cynhyrchu microstructur unffurf. Yn aml mae aloion anfferrus yn destun amrywiaeth o dechnegau anawsterau, gan gynnwys "ail-ailstrwythuro," "ail-lenwi rhannol," "ail-lenwi'n llawn," a "ail-lenwi terfynol." Nid yw'r holl dechnegau anawsterau yn cynnwys ailgystallu, megis lleddfu straen.
