Iwadii to pe pupọ́ lori Ifunṣẹ́ẹ́sún: Imọ̀ Gẹ́gẹ́dan ati Ilo

Nípa ifunṣẹ́ẹ́sún jẹ́ ẹ̀ka ọ̀fẹ̀ kan tí wọ́pọ̀ ní àṣẹ́ metalworking, eyí tó ṣe àfihàn àwòrán ti ara ti dáa pẹ̀lú àwọn ibeere pẹ̀lú engineering. Artiilii yii ni akopọ imọ̀ pataki nipa ifunṣẹ́ẹ́sún, gbe awọn ori akọ̀kọ̀, àwọn paramita ti itan, aronugba ti microstructure-performance, àwọn ibeere to wọ́pọ̀, awọn iṣẹ́lẹ̀ tuntun, ati alailọ́wà ati igbẹ̀rẹ̀, ni ibasepo lori imọ̀ to wulo nípa àṣẹ́.

1. Awọn ori akọ̀kọ̀: Awọn aronugba pataki ati Iduro

Ní àlàbù, ìyàtápè kìmá sìlàyé àwòrán rẹ̀ fún ìwà pàtàkì, ìwà ìkàkà, àti ìwà ìfẹ́ràn pẹ̀lú ìgbàrà, ìgbìn, àti ìpèlẹ̀gbèrùn àwòrán mìílì.

Ìyàtápè kìmá jẹ́ kàn tó pínpín ní mẹ́ta àkójọpọ̀:

Ìyàtápè Kíkò: Ní ànìlìngìn, ní ìyàtápè ìgbìn, ní ìyàtápè ìfúnfun, àti ní ìyàtápè ìgbàtù—mẹ́rìndínlógún àwòrán tuntun tó ní ìwà tí ó ṣe àtúnṣe àwòrán ìdá.

Ìyàtápè Oṣù: Fàkítì nípa ìwà oṣù kíò sí ìyàtápè àwòrán (b.à.k. ìyàtápè oṣù ìfúnfun) tabi ṣe àtúnṣe kemikàlì oṣù (b.à.k. ìyàtápè kemikàlì lójì kàbùrí, nàytràdíngù, àti kàbonìtràdíngù).

Àwòrán Ìwò: B.à.k. ìyàtápè tẹ̀mọ̀mèkànìkàlì àti ìyàtápè ìfíràn, tó wà láti rí ìwà tí ó yẹ.

Ohun kan ti o wàásù larin annealing ati normalizing: annealing n lo ifijiya pipa (furnace tabi ifijiya ara) lati yin hardness ati gbona awọn stress pàtàkì, normalizing nlo ifijiya okun fun awọn microstructures ti o gbona ati pe strength ti o pọ si. Ni pato, quenching—ti a n lo lati gba awọn ounjẹ martensitic hard—gbẹ̀rẹ̀ lati gbona tempering lati yin brittleness ati balance hardness-toughness nitori a fifijiya residual stress (150–650°C).

2. Awọn Iṣiro-Ọna: Awọn onka pataki fun Oye

Iwulo ti o ni ifijiya oye nipo lati gba alaye awọn paramita meta ti o wà kan akoko kan:

2.1 Awọn Temperatures pataki (Ac₁, Ac₃, Acm)

Awọn temperatures wọnyi n ṣe alagbára awọn cycles ifijiya:

Ac₁: Ita ifijiya ti o bere lati pearlite-si-austenite transformation.

Ac₃: Ita ifijiya ti o ma n ṣe ferrite pada si austenite ni hypoeutectoid steel.

Acm: Ita ifijiya ti o ma n ṣe cementite keji pada si hypereutectoid steel.

2.2 Ita ifijiya & Akoko ti a n fi

Oore-ifi ti ifiji: A fi steel Hypoeutectoid sun 30–50°C ju Ac₃ (austenitization pẹlẹ) ti o yara, bi o se steel hypereutectoid náa sun 30–50°C ju Ac₁ lọ (n fun ọlọ naa ni carbides fun itara ti o ma n duro). Awọn alloy ti o nilo oore-ifi to gun ju tabi akoko ti a fi han to gun ju nitori diffusion ti o yara kan ti awọn element alloy.

Akoko ti a fi han: A ṣe akiyesi bi ẹka kan ti o dara ti o ṣiṣẹ (mm) × akojọpọ ti o fi han (K)—K=1–1.5 fun steel carbon ati 1.5–2.5 fun steel alloy.

2.3 Oore-ifi ti o pa & Awọn ẹrọ ti a fi pa

Oore-ifi ti o pa n dahun microstructure:

Oore-ifi ti o pa to gun (>critical rate): N ṣẹda martensite.

Oore-ifi ti o pa nikan: N lo bainite.

Oore-ifi ti o pa didun: N ṣẹda pearlite tabi awọn ẹka ti o di ferite-cementite.

Awọn ẹrọ ti a fi pa pẹlẹ nikan nikan yoo jẹ ki o pa to gun lati ma ṣe ita ki o pa didun lati ma ṣe aṣi. Ẹja/ẹja alabata yoo rọrun fun awọn iṣoro ti o nilo ita to gun (bi o ṣe le ṣe aṣi), bi o se ẹja oil/awọn iye polymer jẹ alailagbara fun awọn nkan ti o nira (reducing deformation).

3. Microstructure vs. Iṣẹlẹ: Aron ayika ti o nikan

Awọn aṣayan ti oṣuun ni a ṣe ayipada nipasẹ ọna-aiṣẹ, pẹlu awọn ipele pataki ni ọrinrin:

3.1 Martensite

Ti pupa ṣugbọn didi, pẹlu ọna-aiṣẹ ti o dara bi ọna-aiṣẹ kan tabi ọna-aiṣẹ lath. Iwọn pupa ti o ga julọ nikan ni o ṣe didi, ṣugbọn oṣuun ti a fi silẹ nikan ni o yin pupa ṣugbọn o tọju itutu.

3.2 Awọn ọna-aiṣẹ ti a ṣe igbẹrun

Iwọn temperature ti a ṣe igbẹrun nii ṣe ayipada iṣẹ:

Iwọn temperature kekere (150–250°C): Ọna-aiṣẹ ti a ṣe igbẹrun (58–62 HRC) fun awọn ẹrọ/awọn ika.

Iwọn temperature isan (350–500°C): Troostite ti a ṣe igbẹrun (iwọn itutu pupa) fun awọn ẹrọ-ọna.

Iwọn temperature ga (500–650°C): Sorbite ti a ṣe igbẹrun (awọn aṣayan mekaniki ti o dara pupa) fun awọn arẹn-ẹrọ/awọn igbẹran.

3.3 Awọn iṣirini kika

Igbẹrun Ikẹrin: Awọn alloy (fun apere, steel ti o ṣiṣẹ lori oju) nikan ba wọn pada ni oṣuun lori 500–600°C igbẹrun nipa awọn carbide ti o ṣan (VC, Mo₂C).

Iwọn ìkùgbàtìn: Onka I (250–400°C, ko le ṣe akiyesi) ti a ma n ṣe igbese pẹlu ki iwọn oju omi yoo d'oke; Onka II (450–650°C, le ṣe akiyesi) ti a ma n ṣe igbese pẹlu ki a fi W/Mo silẹ.

4. Awọn ifamoye pataki: Awọn Iwadi ti a ṣe pataki fun Awọn Ẹya pataki

Awọn iṣẹ ifamọnna ti a ṣe ayipada lati da lori awọn idanwo ti o nilo fun awọn ẹya ati awọn ohun elo ti o yatọ si:

Fun awọn igbekun ti a ṣe pẹlu awọn alloy bii 20CrMnTi, itan iyasoto jẹ carburizing (920–950°C) to gbon lẹhin rẹ ni oil quenching ati low-temperature tempering (180°C), eyiti o ma n ṣe ọna lati gba iwọn didun ti 58–62 HRC nigbati o ba n ṣe atilẹyin inu ti o tuntun.

Fun die steel bii H13, itan naa n fasa annealing, quenching (1020–1050°C, oil-cooled), ati double tempering (560–680°C). Itan yii n ṣe afanfẹ awọn inu ati ṣe afikun iwọn didun lati wa ninu 54–56 HRC.

Gbaa steel ti ooru W18Cr4V nilo ifun ifun ti ogun (1270–1280°C) lati ṣee ẹrọ Martensite ati carbides, nigbana naa ṣe ẹrọ meta ẹgbẹẹgbẹrọ 560°C lati ṣe afikun ti o wa ninu Austenite jade si Martensite, eyiti o dale duro si 63–66 HRC ati iṣẹlẹ ti o dara julọ.

Le ṣe ifun ifun Ductile iron ni 300–400°C lati gba microstructure ti bainite ati Austenite ti a fi sile, pese aaye laarin agbara ati iṣan.

Fun 18-8 type austenitic stainless steel, ẹrọ itupa (1050–1100°C, ti a tunko si omi) jẹ pataki lati maṣe ṣe iṣelẹ ti ooru kan pato. Din, ẹrọ ti a fa (fi Ti tabi Nb) ṣe iranlowo lati maṣe ṣe afikun ti a ṣe pẹlu ẹrọ kan bi awọn iyipo naa ba jẹ ẹgbẹẹgbẹrọ 450–850°C.

5. Idaabobo: Iwakusa ati Idagbasoke

Awọn iyipada ifun ifun ti won ni ibara eni ati awọn igbaniyanju wọn ni eyi:

Iwọn fifẹ: Ṣẹda nipasẹ ẹyẹ ti a ko ṣiṣẹ daradara (bẹl ọna kan, gbigba ẹyẹ pupọ, fifẹ pupọ). Ẹjọ alaṣẹ pẹlu gbigba ẹyẹ kikun, lilo ọna fifẹ ti a ti ṣe iyipada tabi fifẹ ni iyika kan, ati fifẹ nípa kíkò nípa iyẹn pẹlẹẹsẹẹ.

Iwọn iyipada: Ṣe afikun nipasẹ fifẹ, fifẹ iyẹ (gbigba ẹyẹ kikun lẹẹsẹẹ ti o pọ pupọ), tabi fifẹ ti o ni iṣẹlẹ. Awọn ẹjọ alaṣẹ bii fifẹ tabi fifẹ iyẹ lati mu ẹyẹ ti a ṣe iyẹ kuro náà ṣe iranlọwọ fun iyipada.

Ita: Ṣẹda nigbati ita ti gbigba ẹyẹ ba pọ pupọ ju ita ti o wulu lọ, nitorinaa o ṣe iyẹ ti o wulu ati ita. Iwọn iyipada ti o dara julọ (ni pato fun awọn irin ti o ni idoti) pẹlu awọn iyipada jẹ ẹjọ alaṣẹ kan.

Iwọn iyipada: Ṣẹda nipasẹ awọn iṣẹlẹ laarin awọn ẹrọ ti o wulu ati oksiji/CO₂ nigbati o ba gbigba ẹyẹ, nitorinaa o ṣe iyẹ ti o wulu ati ita. O le ṣe afikun nipasẹ lilo awọn iyipada ti o ṣe iranlọwọ (bẹl naitirojẹni, argoni) tabi awọn iyipada ti o ni iṣẹlẹ.

6. Awọn ọna iṣelọpọ: Iwọn iyipada

Awọn itan ipade ti o yara jẹ ki nṣiṣe kan patapata nitori pe o ṣe iyasoto ati iyasoto:

TMCP (Thermomechanical Control Process): O ṣe afikun awọn igbekale ati awọn igbekale ti a ṣe igi lati ṣe aṣoju fun itan ipade ti a ṣe nisisiyi, iyipo awọn ọkọ ọrọ ati ṣiṣẹ bainite-ṣe lilo gan-an ninu itan steel ti a ṣe fun igbekale.

Laser Quenching: O ṣe muu pataki pataki lati ṣe ipade pataki si 0.1mm (tọ́gbọ́n fun awọn ẹrọ ti o ni agbawẹ̀). O nlo ara rẹ lati ṣe ipade (kò nilo ẹrọ), ṣe iyemeji awọn iyemeji ati ṣe iyasoto ipade nipasẹ 10–15%.

QP (Quenching-Partitioning): O ni lati jẹ ki isalẹ ju Ms ti o pọ julọ lati ṣe afikun carbon lati martensite si austenite ti a ma jẹ ki o tobi, ṣe aṣoju rẹ ati ṣe iyasoto ikilọ. Itan yii jẹ alaye kan lati ṣe TRIP steel ti o kẹta kan fun awọn ere-aliṣẹ ti o kẹta.

Igbesẹ̀-ìyà àti Ìgbàrí Nanobainitic Steel: Austempering láti 200–300°C ṣe agbara bainite ati agbara austenite, ṣe agbara 2000MPa pẹlu iṣẹ́lẹ̀ tó gun ti ara agbara martensitic ti a máa n ló.

7. Ààbò àti Ìwàdó Ẹ̀kọ̀

Igbesẹ̀-ìyà nípa àpapọ̀ 30% ènèrù tí o wúlá ní manufacturing mechanical, nítorí náà ààbò àti ìgbàjẹ̀ jẹ́ àkókò tí ó wúlá:

Ìpa Ààbò: Gbigbẹ̀-wí ayika ti o pàtàkì ti a máa ní láti maṣe jẹ́ kúrò (ní heating equipment tabi aworan), ìgbàgbọ̀ sí igi CN⁻, CO láti salt bath furnaces), ìyàkúrò (nítorí quenching oil leaks), àti àwùjọ̀ méjì (nítorí hoisting tabi clamping).

Ìkẹkọ Alailò: Àwọn ẹ̀kọ̀ pàtàkì máa ní láti lò vacuum furnaces (láti maṣe ìyà kuro), ìgbàlẹ̀ quenching tanks (ìkuro oil mist volatilization), àti ìgbàlẹ̀ ìyà ìyà àwòrán (nítorí adsorption tabi catalytic decomposition of arun substances).

Iwọn ipa Omi Ele: Omimi ti o ni Chromium yoo nilo lati ṣe afikun ati ifi ẹyin, bẹni omi ti o ni Cyanide yoo nilo lati pa asiri. Omimi pẹlẹ yoo gba aṣẹ iṣẹlẹ ti o ni ifosiyan lati ṣe idapo si iwọn kan ṣaaju ki o to.

Àbájáde

Iwọn ipa ita jẹ akoko kan fun ẹrọ alagbeka, ti o wà larin aworan alapin ati aworan ti o dara. Gbajumọ̀ àmọ̀, àkọ̀rọ̀, ati awọn inu asina jẹ oun to kere ẹgbẹ, ṣe iyipada iye owo, ati tọju iṣelọpọ ti o le tobi fun awọn iṣowo lana, agbaye, ati ẹrọ.