Prehrievanie a prepaľovanie sú dve bežné chyby pri spracovaní kovových materiálov a majú významný vplyv na výkon a životnosť materiálu.
I. Definícia prehriatia a prevarenia
1. Prehrievanie
Prehriatie sa vzťahuje na kovový materiál v procese zahrievania v dôsledku príliš vysokej teploty alebo príliš dlhého času zdržania, čo vedie k abnormálnemu javu rastu zrna. Prehrievanie kovovej organizácie sa stáva hrubým, hranice zŕn sa oslabujú, mechanické vlastnosti ako pevnosť, húževnatosť a iné výrazné klesajú. Prehrievanie sa zvyčajne vyskytuje v procese tepelného spracovania, zvárania alebo odlievania, je to chyba, ktorú je potrebné prísne kontrolovať pri spracovaní kovových materiálov.
2. prepečenie
Prepálenie je kovový materiál v procese zahrievania, pretože teplota je príliš vysoká a doba zdržania je príliš dlhá, čo vedie k roztaveniu alebo oxidácii hraníc zŕn, tvorbe krehkých fáz alebo otvorov a iných defektov. Prepečením kovovej organizácie je vážne poškodená, mechanické vlastnosti prudko klesajú alebo dokonca úplne strácajú svoju hodnotu. Prepečenie je mimoriadne vážna porucha zahrievania, keď k nemu dôjde, je často ťažké úplne obnoviť pôvodné vlastnosti materiálu následným spracovaním.
Po druhé, príčiny prehriatia a prevarenia
1. Príčiny prehriatia
- Teplota ohrevu je príliš vysoká: ak v procese ohrevu kovových materiálov teplota prekročí normálny rozsah ohrevu materiálu, zrno začne abnormálne rásť.
- Čas zdržania je príliš dlhý: pri vysokých teplotách počas dlhej izolácie má zrno dostatok energie a času na rast, čo vedie k prehriatiu.
- Nepresné ovládanie vykurovacieho zariadenia: riadenie teploty vykurovacieho zariadenia nie je presné alebo porucha teplotného snímača, v dôsledku čoho je skutočná teplota vykurovania vyššia ako nastavená teplota.
2. Príčiny prehriatia
- Teplota zahrievania je príliš vysoká a čas zdržania je príliš dlhý: keď je teplota ohrievania oveľa vyššia ako bod topenia alebo kritická teplota materiálu a čas zdržania je príliš dlhý, hranice zŕn sa roztopia alebo zoxidujú.
- Vplyv vykurovacieho média: V niektorých vykurovacích médiách, ako je atmosféra obsahujúca oxidačné plyny, sú kovové materiály náchylnejšie na prevarenie.
- Faktory samotného materiálu: niektoré kovové materiály sú citlivejšie na prehriatie a prepálenie, ako sú materiály s vysokým obsahom uhlíka alebo legujúce prvky.
III. Účinky prehriatia a prevarenia
1. Vplyv na mechanické vlastnosti
- Prehrievanie: prehrievanie kovových materiálov, hrubé zrná, oslabené hranice zŕn, čo vedie k poklesu pevnosti, húževnatosti a iných mechanických vlastností. Súčasne môže prehriatie spôsobiť aj zhoršenie plasticity materiálu, zníženie výkonu spracovania.
- Prevarenie: prevarená organizácia kovového materiálu je vážne poškodená, vytvára sa krehká fáza alebo diery a iné chyby, čo vedie k prudkému poklesu mechanických vlastností. Prepečené materiály často nevydržia bežné spracovanie a používanie záťaže a môže dokonca dôjsť ku krehkému lomu.
2. Účinky na výkon spracovania
- Prehriatie: prehriate kovové materiály v dôsledku hrubého zrna, spracovanie je náchylné na praskliny, deformácie a iné chyby, ťažkosti pri spracovaní.
- Prepálenie: prevarené kovové materiály majú veľmi slabý výkon pri obrábaní a nie je možné ich efektívne rezať, kovať a iné operácie spracovania.
3. Vplyv na životnosť
- Prehrievanie: prehriate kovové materiály v dôsledku zhoršenia mechanických vlastností sa skracuje životnosť. Pri vysokej teplote, vysokom tlaku a inom drsnom prostredí je väčšia pravdepodobnosť zlyhania prehriatych materiálov.
- Prepálenie: prevarené kovové materiály takmer úplne stratili svoju hodnotu, nevydržia bežné používanie záťaže, životnosť je extrémne krátka.
Štyri, metóda korekcie prehriatia a prepečenia
1. Spôsob korekcie prehriatia
- Normalizačná úprava: Pre prehriate kovové materiály možno použiť normalizačnú úpravu na zjemnenie zrna. Normalizačné spracovanie spočíva v zahriatí materiálu na kritickú teplotu nad, po určitú dobu po ochladení vzduchom. Prostredníctvom normalizačného spracovania môže odstrániť prehriatu organizáciu a obnoviť normálnu štruktúru zŕn a mechanické vlastnosti materiálu.
- Ošetrenie žíhaním: Ošetrenie žíhaním je tiež účinnou metódou korekcie prehriatia. Spracovanie žíhaním je zahriatie materiálu na určitú teplotu, ponechanie po určitú dobu po ochladení v peci. Spracovanie žíhaním môže eliminovať vnútorné pnutie, znížiť tvrdosť a zlepšiť obrobiteľnosť. Žíhanie môže byť jednoduchou metódou korekcie prehriatia pre určité materiály, ktoré nevyžadujú vysoký výkon.
- Opätovný ohrev a kalenie: Pre kovové materiály vyžadujúce vysokú tvrdosť a pevnosť, ako je nástrojová oceľ a ložisková oceľ, je možné na opravu prehriatia použiť opätovný ohrev a kalenie. Opätovné ochladzovanie zahŕňa zahriatie materiálu na ochladzovaciu teplotu, jeho podržanie po určitú dobu a následné rýchle ochladenie. Opätovným ohrevom a kalením možno dosiahnuť jemnú martenzitickú organizáciu a zlepšiť tvrdosť a pevnosť materiálu.
2. Korekcia prehriatia
- Prepečenie sa vo všeobecnosti nedá úplne napraviť: prepečenie je veľmi vážna chyba v procese zahrievania kovových materiálov, akonáhle k nemu dôjde, je často ťažké úplne obnoviť pôvodné vlastnosti materiálu následnou úpravou. Pri prevarených materiáloch sa zvyčajne dajú zošrotovať alebo na iné účely a iné opatrenia.
- Preventívne opatrenia: Keďže prehriatie nie je možné úplne opraviť, je dôležité zabrániť prehriatiu. Pri spracovaní kovových materiálov by sa mala prísne kontrolovať teplota ohrevu a doba zdržania, aby sa predišlo príliš vysokej teplote alebo príliš dlhej dobe zdržania. Zároveň by sa mala posilniť údržba a opravy vykurovacích zariadení, aby sa zabezpečila presnosť a stabilita regulácie teploty. Okrem toho je možné na zníženie výskytu prepálenia použiť metódy, ako je ohrev ochrannej atmosféry alebo vákuový ohrev.
