Solution Treatment

Tretman otopinom: Proces toplinske obrade

Usluge toplinske obrade nehrđajućeg čelika i metalnih legura

Tretman otopinom odnosi se na proces toplinske obrade u kojem se legura zagrijava do visokotemperaturne jednofazne regije kako bi se održala temperatura, tako da se višak faze potpuno otopi u čvrstoj otopini, a zatim se brzo hladi kako bi se dobila prezasićena čvrsta otopina .

Budući da je njegov radni proces sličan kaljenju, naziva se i "otvrdnjavanje otopinom". Pogodan je za legure sa čvrstim rastvorom jer se matrica i rastvorljivost jako menjaju sa promenom temperature. Generalno, to je preliminarna termička obrada, a njena funkcija je da pripremi najbolje uslove za naknadnu toplotnu obradu.

Tretman otopinom zagrijava leguru na određenu temperaturu, održava tu temperaturu dovoljno dugo da se jedna ili više komponenti dovede u čvrstu otopinu, a zatim se brzo hladi kako bi se održala svojstva otopine. Žarenje je uobičajeni tretman otopinom, koji se ponekad naziva i žarenje otopinom.

Žarenje rastvorom je takođe uobičajen proces termičke obrade za mnoge različite porodice metala. Žarenje rastvorom može biti potrebno za nerđajuće čelike, legure aluminijuma, superlegure na bazi nikla, legure titana i neke legure na bazi bakra.

Svrha žarenja otopinom je otapanje svih taloga prisutnih u materijalu i pretvaranje materijala u jednofaznu strukturu na temperaturi žarenja otopine. Na kraju procesa žarenja rastvorom, materijal se brzo ugasi do sobne temperature kako bi se izbjeglo taloženje tokom hlađenja kroz niži temperaturni raspon. Jednofazni rastvor žareni materijali će biti u mekom stanju nakon obrade.

Konkretno, dok se uobičajene legure uključujući željezo, nikl, kobalt i aluminij obično tretiraju otopinom na neki način prije proizvodnje, drugi materijali kao što je nehrđajući čelik zahtijevaju tretman otopinom u vakuumskoj peći jer uklanjaju atmosferske plinove, čime se sprječava oksidacija. Nakon žarenja i kaljenja, taložno stvrdnjavanje je uobičajen sljedeći korak u procesu toplinske obrade. Jednofazna mikrostruktura stvorena tokom procesa žarenja u otopini potrebna je prije stvrdnjavanja zbog starenja, tako da će u konačnom proizvodu biti prisutni samo precipitati nastali tokom procesa očvršćavanja. Sastav, veličina i količina ovih taloga koji nastaju tokom starenja će odrediti tvrdoću, čvrstoću i mehanička svojstva konačnog proizvoda nakon starenja. Da bi se ispunili svi ovi zahtjevi, kritična je obrada strukture otopinom prije starenja.

Prednosti termičke obrade rastvora

Ovaj proces se provodi kako bi se povećala vlačna čvrstoća obojenih legura, pretvorila ih u čvrsti rastvor i kontrolisala stopu strukturne promene nazad u njihovu mehaničku mešavinu. U ovoj toplotnoj obradi, legura se zagreva do određene temperature ispod tačke topljenja materijala, a zatim se gasi ili brzo hladi. Čvrsti rastvor dobijen tokom zagrevanja ostaje stabilan zbog procesa hlađenja. U ovom trenutku se provode starenje i otvrdnjavanje precipitacijom (procesi koji pomažu da se materijal u leguri promijeni ili izađe iz čvrstog rastvora) kako bi se osiguralo da legura ne promijeni svoju prvobitnu strukturu tokom vremena. Starenje daje konačnoj strukturi zrna u metalu veću zateznu čvrstoću od njegovog prvobitnog stanja. Zaključno, ovaj očvrsnuti oblik čuva metalnu memoriju i opružna svojstva materijala bez rizika od površinske kontaminacije proizvoda.

primjer:

Toplinska obrada odlivaka od nerđajućeg čelika

Koristite tretman rastvorom za omekšavanje odlivaka od nerđajućeg čelika. Općenito, odljevci od nehrđajućeg čelika se zagrijavaju na oko 950-1150 stepeni i drže neko vrijeme, svrha je da se u austenitu potpuno i ujednačeno otapaju karbidi i različiti legirani elementi, a zatim brzo ugase i ohlade. Legirajući elementi kao što je ugljik prekasno se talože i dobija se čista austenitna struktura.

Prednosti tretmana rastvorom odlivaka od nerđajućeg čelika

1. Ujednačiti strukturu i sastav odlivaka od nerđajućeg čelika, što je posebno važno za sirovine, jer su temperatura izlivanja i brzina hlađenja različite, što rezultira nedoslednom mikrostrukturom. Kako temperatura raste, atomska aktivnost se intenzivira, σ faza se otapa, a hemijski sastav teži da bude ujednačen. Ujednačena jednofazna struktura se dobija nakon brzog hlađenja.

2. Uklonite stvrdnjavanje i olakšajte naknadnu obradu. Tretiranjem rastvorom, izobličena rešetka se obnavlja, izdužena i slomljena zrna se rekristaliziraju, a unutrašnji stres se oslobađa. Vlačna čvrstoća odlivaka od nerđajućeg čelika se smanjuje, a rastezanje raste.

3. Vratite inherentnu otpornost na koroziju odljevaka od nehrđajućeg čelika. Otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika nakon livenja se smanjuje. Nakon tretmana rastvorom, otpornost na koroziju odlivaka od nerđajućeg čelika vratila se u najbolje stanje.

Za odljevke od nehrđajućeg čelika, glavni faktori obrade otopinom su: temperatura, vrijeme zadržavanja i brzina hlađenja.