ფოლადის დარბილება - მეთოდები, ტემპერატურა, მიკროსტრუქტურა და გამოყენება

ფოლადის დარბილება ის მოიცავს თერმული დამუშავების პროცესებს, რომლებიც ამცირებენ მასალის სიმტკიცეს, ზრდიან მის პლასტიურობას ან იღებენ მიკროსტრუქტურას, რომელიც უფრო ხელსაყრელია შემდგომი დამუშავებისთვის. დარბილება ძირითადად გამოიყენება დამუშავებამდე, პლასტმასის ფორმირებამდე და შემდგომ თერმული დამუშავების პროცესებამდე, როგორიცაა გამკვრივება.
ეს პროცესი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაღალნახშირბადიანი, შენადნობი და ხელსაწყოების ფოლადებისთვის, რომელთა მაღალი სიმტკიცე ან კარბიდის არახელსაყრელი შემცველობა ართულებს დახვევას, დაფქვას, ბურღვას ან სხვა დამუშავების ოპერაციებს. დარბილება ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცივი დამუშავებით გამაგრებულ მასალებში, სადაც აუცილებელია ცივი დამუშავების ეფექტების აღმოფხვრა და მასალის შემდგომი დეფორმაციის უნარის აღდგენა.
ფოლადის დარბილების ერთიანი უნივერსალური მეთოდი არ არსებობს. მასალის ტიპის, ნახშირბადის შემცველობის, შენადნობის ელემენტების, საწყისი სტრუქტურისა და სასურველი ეფექტის მიხედვით, გამოიყენება სხვადასხვა მეთოდი, მათ შორის სრული გამოწვა, იზოთერმული გამოწვა, სფეროიდული გამოწვა და რეკრისტალიზებული გამოწვა.

რა არის ფოლადის დარბილება?

დარბილება იყენებს ფოლადის მექანიკურ თვისებებსა და მის მიკროსტრუქტურას შორის ურთიერთობას. სწორად შერჩეულ გათბობის, გამოწვისა და გაგრილების პროცესებს შეუძლიათ შეცვალონ სტრუქტურული კომპონენტების ზომა და ფორმა, კარბიდების განაწილება, მასალის გამკვრივების მდგომარეობა და ნარჩენი დაძაბულობების დონე.
გამოყენებული პროცესის მიხედვით, შეიძლება მოხდეს შემდეგი: აუსტენიტის გარდაქმნა ფერიტად და პერლიტად, ცემენტიტის ან სხვა კარბიდების სფეროიდიზაცია, დეფორმაციით გამაგრებული მასალის რეკრისტალიზაცია და დისლოკაციის სიმკვრივის შემცირება.
ეფექტი, როგორც წესი, მასალის სიმტკიცისა და შემდგომი დამუშავებისადმი მდგრადობის შემცირებას და პლასტიურობის ზრდას წარმოადგენს. თუმცა, ზუსტი მექანიზმი გამოყენებულ მეთოდზეა დამოკიდებული, ამიტომ ტერმინი „დარბილება“ არ უნდა გაიგივდეს ერთ კონკრეტულ თერმულ ციკლთან.

რატომ რბილდება ფოლადი?

გლინვის, ჭედვის, გაჭიმვის, გამკვრივების ან სხვა ტექნოლოგიური პროცესების შემდეგ მიწოდებულ მასალას ყოველთვის არ აქვს შემდეგი წარმოების ოპერაციისთვის საჭირო თვისებები. ზედმეტი სიმტკიცე ზრდის ხელსაწყოს ცვეთას და ჭრის ძალებს, ხოლო ზედმეტი დეფორმაციით გამკვრივებამ შეიძლება შეზღუდოს შემდგომი შტამპვის, მოხრის ან გაჭიმვის უნარი.
ფოლადის დარბილების ძირითადი მიზნებია:

• მასალის სიმტკიცის შემცირება,
• შესაბამისი კლასის ფოლადის დამუშავების გაუმჯობესებული უნარი,
• პლასტიურობისა და შემდგომი ფორმირების უნარის გაზრდა,
• დეფორმაციის გამკვრივების ეფექტების მოხსნა ან შეზღუდვა,
• ცემენტიტის ან კარბიდების ხელსაყრელი ფორმის მიღება,
• ფოლადის მომზადება გამკვრივებისა და შემდგომი თერმული დამუშავებისთვის,
• მიკროსტრუქტურის ჰომოგენიზაცია შემდგომ წარმოების ეტაპებამდე.

ფოლადის დარბილების მეთოდები

დარბილების მეთოდის არჩევანი, პირველ რიგში, დამოკიდებულია ფოლადის ტიპსა და სასურველ ტექნოლოგიურ ეფექტზე. გამკვრივებისთვის განკუთვნილი მაღალნახშირბადიანი ფოლადი განსხვავებულ პროცესს საჭიროებს, ვიდრე ცივი გლინვის დროს მაღალგამაგრებული დაბალნახშირბადიანი ფურცლოვანი ფოლადი.

1. სრული გახურება

სრული გახურება გულისხმობს ფოლადის გაცხელებას შესაბამის აუსტენიტიზაციამდე, მასალის გაცხელებას და შემდეგ ძალიან ნელა გაგრილებას, როგორც წესი, ღუმელთან ერთად.
ჰიპოევტექტოიდური ფოლადებისთვის, პროცესის ტემპერატურა შეირჩევა კრიტიკულ ტემპერატურაზე Ac3-ზე მაღალი. ზუსტი ტემპერატურა, გაჟღენთვის დრო და გაგრილების სიჩქარე დამოკიდებულია ფოლადის ხარისხსა და კომპონენტის ზომებზე.
ნელი გაგრილება საშუალებას იძლევა მივიღოთ შედარებით რბილი ფერიტ-პერლიტის სტრუქტურა. ფოლადის ნორმალიზაცია გაგრილება გაცილებით ნელია, ამიტომ შედეგად მიღებული სტრუქტურა და მექანიკური თვისებები განსხვავებულია.
ტიპიური გამოყენება: კონსტრუქციული ფოლადები და სხვა კლასის ფოლადები, რომლებიც საჭიროებენ სიმტკიცის შემცირებას, პლასტიურობის გაუმჯობესებას ან შემდგომი დამუშავებისთვის მომზადებას.

2. იზოთერმული გახურება

იზოთერმული გახურება იყენებს აუსტენიტის კონტროლირებად ტრანსფორმაციას მუდმივ ტემპერატურაზე. აუსტენიტიზაციის შემდეგ, ფოლადი გაცივდება შესაბამის ტრანსფორმაციის ტემპერატურამდე და შემდეგ შენარჩუნებულია ამ ტემპერატურაზე სასურველი მიკროსტრუქტურის მიღწევამდე.
კლასიკური გამოწვისგან განსხვავებით, რომელიც ძალიან ნელი, უწყვეტი გაგრილებით ხასიათდება, ტრანსფორმაცია კონტროლირებად იზოთერმულ პირობებში ხდება. ეს უფრო ერთგვაროვანი სტრუქტურის მიღების და ზოგიერთ ფოლადში უფრო მოკლე დამუშავების დროის საშუალებას იძლევა.
ეს მეთოდი, სხვა მეთოდებთან ერთად, გამოიყენება ზოგიერთ შენადნობ და ხელსაწყო ფოლადში, სადაც ტრადიციული გამოწვის დროს ნელი გაგრილება დიდ დროს მოითხოვს.
ეფექტი: კონტროლირებადი მიკროსტრუქტურისა და თვისებების მიღება, რაც შემდგომი მექანიკური ან თერმული დამუშავების საშუალებას იძლევა.

3. ბურთისებრი გახურება - სფეროიდიზაცია

ბურთისებრი გახურება, რომელსაც ასევე სფეროიდიზაციას უწოდებენგანსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მაღალნახშირბადიანი, საყრდენი და ხელსაწყოების ფოლადებისთვის. მისი მიზანია ცემენტიტისა და სხვა კარბიდების მორფოლოგიის შეცვლა, რათა წარმოიქმნას უფრო მომრგვალებული, სფეროიდული ნაწილაკები, რომლებიც განლაგებულია ფერიტურ მატრიცაში, ლამელარული ან ბადისებრი განლაგების ნაცვლად.
სფეროიდიზაცია შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა თერმული ციკლის გამოყენებით, მათ შორის Ac1 ტემპერატურასთან ახლოს ხანგრძლივი გაცხელებით ან კონკრეტული ტემპერატურული დიაპაზონის ციკლით. პარამეტრები დამოკიდებულია კონკრეტული სახეობის ქიმიურ შემადგენლობასა და საწყის სტრუქტურაზე.
კარბიდების ფორმისა და განლაგების შეცვლამ შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს მაღალნახშირბადოვანი ფოლადის სიმტკიცე და გააუმჯობესოს მისი დამუშავების უნარი. სწორად მომზადებული სტრუქტურა ასევე უზრუნველყოფს ხელსაყრელ საწყის მდგომარეობას შემდგომი გამკვრივებამდე.
ტიპიური გამოყენება: ხელსაწყოების ფოლადები, საკისრების ფოლადები და სხვა მაღალი ნახშირბადის შემცველობის ფოლადები, რომლებიც განკუთვნილია შემდგომი მექანიკური დამუშავებისა და გამკვრივებისთვის.

4. რეკრისტალიზაციის გახურება

რეკრისტალიზაციის გახურება იგი ძირითადად გამოიყენება ცივი ფორმირების დროს, მაგალითად, გლინვის, დაჭიმვის ან ჭედვის დროს გამაგრებული მასალებისთვის.
ცივი დეფორმაციის დროს დისლოკაციის სიმკვრივე იზრდება, მასალა მაგრდება, იზრდება მისი სიმტკიცე და სიმტკიცე, ხოლო პლასტიურობა მცირდება. ცივი დამუშავების მაღალი ხარისხის მიღწევის შემდეგ, შემდგომი ფორმირება შეიძლება გართულდეს.
რეკრისტალიზაციის გახურების შედეგად წარმოიქმნება ახალი მარცვლები, რომლებიც თავისუფალია წინა დეფორმაციით გამკვრივების ეფექტებისგან. ეს იწვევს სიმტკიცისა და სიმტკიცის შემცირებას დეფორმაციით გამკვრივების გამო და პლასტიურობის აღდგენას.
ტიპიური გამოყენება: ფურცლები, ზოლები, მავთულები და სხვა ნახევარფაბრიკატები, რომლებიც ინტენსიურ ცივ დამუშავებას ექვემდებარებიან.

ფოლადის დარბილების მეთოდების შედარება

მეთოდი ძირითადი მექანიზმი მთავარი ეფექტი ტიპიური გამოყენება სრული გამოწვა აუსტენიტიზაცია და ნელი ტრანსფორმაცია გაგრილების დროს სიმტკიცის შემცირება და უფრო რბილი სტრუქტურა სტრუქტურული ფოლადები და ნახევარფაბრიკატები შემდგომ დამუშავებამდე იზოთერმული გამოწვა აუსტენიტის ტრანსფორმაცია კონტროლირებად, მუდმივ ტემპერატურაზე ერთგვაროვანი მიკროსტრუქტურა და კონტროლირებადი თვისებები შერჩეული შენადნობის და ხელსაწყოების ფოლადები ბურთულიანი/სფეროიდული გამოწვა ცემენტიტისა და კარბიდის მორფოლოგიის ცვლილება სიმტკიცის შემცირება და დამუშავების უნარის გაუმჯობესება მაღალნახშირბადოვანი, საყრდენი და ხელსაწყოების ფოლადები რეკრისტალიზაციის გამოწვა წინა სამუშაო გამკვრივების შემდეგ ახალი მარცვლების წარმოქმნა გამკვრივების ეფექტების მოცილება და დრეკადობის აღდგენა ცივად დამუშავებული ფურცლები, ზოლები და მავთულები

ფოლადის დარბილების მეთოდების შედარება

როგორ იცვლება მიკროსტრუქტურა დარბილების დროს?

მიკროსტრუქტურული ცვლილებები დამოკიდებულია გამოწვის ტიპზე. ამიტომ, შეუძლებელია ყველა დარბილების პროცესისთვის დამახასიათებელი ერთი სტრუქტურის იდენტიფიცირება.
გამოყენებული ტექნოლოგიიდან გამომდინარე, შეიძლება მოხდეს შემდეგი:

• ფერიტ-პერლიტური სტრუქტურის ფორმირება აუსტენიტიზაციის შემდეგ ნელი გაგრილების დროს,
• კონტროლირებადი აუსტენიტის ტრანსფორმაცია იზოთერმული გახურების დროს,
• ცემენტიტისა და სხვა კარბიდების სფეროიდიზაცია მაღალნახშირბადოვან და შენადნობ ფოლადებში,
• სტრუქტურის აღდგენა და რეკრისტალიზაცია წინასწარი ცივი პლასტმასის დამუშავების შემდეგ,
• დისლოკაციის სიმკვრივისა და დეფორმაციის გამკვრივების ეფექტების შემცირება.

სფეროიდიზებული გახურება - რატომ არის ის მნიშვნელოვანი ხელსაწყოების ფოლადებისთვის?

ხელსაწყოების ფოლადებსა და სხვა მაღალნახშირბადიან ფოლადებში, მხოლოდ სიმტკიცე არ არის ერთადერთი პარამეტრი, რომელიც განსაზღვრავს დამუშავების ვარგისიანობას. კარბიდების ფორმა, ზომა და განაწილება ასევე გადამწყვეტია.
შესაბამისად განაწილებული, თითქმის სფერული კარბიდებით შექმნილი სტრუქტურა ხელს უწყობს დამუშავებას და უზრუნველყოფს შესაფერის საწყის პირობებს შემდგომი აუსტენიტიზაციისა და გამკვრივებისთვის. ამიტომ, ხელსაწყოების ფოლადები ხშირად მიეწოდება რბილად გამოწვის მდგომარეობაში.
გამოწვის შემდეგ ფაქტობრივი სიმტკიცე უნდა განისაზღვროს კონკრეტული კლასის ფოლადისთვის. ყველა ხელსაწყო ფოლადისთვის არ უნდა იქნას მიღებული ერთი HB ან HV დიაპაზონი.

ფოლადის დარბილება და დამუშავების უნარი

დარბილების გამოყენების ერთ-ერთი უმნიშვნელოვანესი მიზეზი მასალის მომზადებაა დატრიალების, დაფქვის, ბურღვის, გაბურღვის ან სხვა დამუშავების ოპერაციებისთვის. ზედმეტი სიმტკიცის შემცირებამ შეიძლება შეამციროს საჭრელი პირების დაძაბულობა და ხელსაწყოს ცვეთა.
თუმცა, სიმტკიცესა და დამუშავების უნარს შორის დამოკიდებულება წრფივი არ არის. ყველაზე დაბალი შესაძლო სიმტკიცის მასალა ყოველთვის არ არის დამუშავების ყველაზე მარტივი გზა. ძალიან რბილ და დრეკად ფოლადებს შეიძლება ჰქონდეთ პრობლემები ნაპრალების წარმოქმნასთან, კიდეების დაგროვებასა და ზედაპირის დამუშავებასთან დაკავშირებით.
ამიტომ, შესაბამისი პროცესი შეირჩევა არა მხოლოდ ყველაზე დაბალი შესაძლო სიმტკიცის მისაღწევად, არამედ უპირველეს ყოვლისა, კონკრეტული მასალისა და შემდგომი წარმოების ტექნოლოგიისთვის შესაბამისი მიკროსტრუქტურის მისაღებად.

ფოლადში დარბილება და ნახშირბადის შემცველობა

ნახშირბადის შემცველობას მნიშვნელოვანი გავლენა აქვს დარბილების მეთოდის არჩევანზე. დაბალნახშირბადიან ფოლადებში განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ცივი დამუშავებით გამკვრივების ეფექტების მოხსნა. საშუალო ნახშირბადიან ფოლადებში პროცესის არჩევანი, სხვა ფაქტორებთან ერთად, შემდგომ მექანიკურ და თერმულ დამუშავებაზეა დამოკიდებული.
მაღალნახშირბადიან ფოლადებში ცემენტიტისა და სხვა კარბიდების მორფოლოგია სულ უფრო მნიშვნელოვანი ხდება. ამიტომ, კარბიდის სფეროიდიზაციისკენ მიმავალი პროცესები ხშირად გამოიყენება ხელსაწყოების, საკისრებისა და ზამბარის ფოლადებში.

ნახშირბადოვანი ფოლადების დარბილება

ნახშირბადოვანი ფოლადების შემთხვევაში, დამუშავების მეთოდის არჩევანი დამოკიდებულია ნახშირბადის შემცველობასა და სასურველ საბოლოო მდგომარეობაზე. მაგალითად, C45 ფოლადს შეიძლება დასჭირდეს განსხვავებული დამუშავება, ვიდრე მაღალი ნახშირბადის შემცველობის ზამბარიან ან ხელსაწყოების ფოლადებს.
ნახშირბადის მაღალი შემცველობის მქონე ფოლადებში, დამუშავებამდე და შემდგომ გამკვრივებამდე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სფეროიდული გამოწვა. შესაბამისი ცემენტიტის ფორმის მიღება ხელს უწყობს შემდგომ დამუშავებას და ამზადებს სტრუქტურას შემდეგი თერმული ციკლისთვის.

შენადნობის ფოლადების დარბილება

შენადნობის ელემენტებს შეუძლიათ მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინონ ტრანსფორმაციის ტემპერატურაზე, გამყარებაზე, წარმოქმნილი კარბიდების ტიპსა და დიფუზიის პროცესების სიჩქარეზე. ამიტომ, ჩვეულებრივი ნახშირბადოვანი ფოლადისთვის შესაბამისი პარამეტრები ავტომატურად არ უნდა იქნას გამოყენებული ქრომის, ქრომ-მოლიბდენის, ნიკელის ან მაღალშენადნობის ფოლადებზე.
შენადნობ ფოლადებში განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ტემპერატურის, დროისა და გაგრილების სიჩქარის კონტროლი. ხელსაწყოების ფოლადებისთვის, რბილი გამოწვის პარამეტრები, როგორც წესი, ინდივიდუალურად განისაზღვრება თითოეული კლასისთვის.

უჟანგავი ფოლადების დარბილება

როდესაც საქმე უჟანგავ ფოლადებს ეხება, ტერმინი „დარბილება“ მეტ სიფრთხილეს მოითხოვს. აუსტენიტურ, ფერიტურ, მარტენსიტურ და დუპლექსურ ფოლადებს განსხვავებული მიკროსტრუქტურა აქვთ და სხვადასხვა თერმული დამუშავება სჭირდებათ.
მაგალითად, აუსტენიტური უჟანგავი ფოლადები შეიძლება მნიშვნელოვნად გამაგრდეს ცივი დამუშავების დროს. მათი პლასტიურობის აღდგენა მოითხოვს კონკრეტული კლასისთვის შესაფერის, ფრთხილად შერჩეულ თერმულ დამუშავებას. ამიტომ, „უჟანგავი ფოლადის დარბილებისთვის“ არ უნდა იქნას გამოყენებული ერთი, უნივერსალური ტემპერატურული დიაპაზონი.

დროისა და ტემპერატურის გავლენა ფოლადის დარბილებაზე

ტემპერატურა და დრო მჭიდრო კავშირშია. ძალიან დაბალმა ტემპერატურამ შეიძლება არ გამოიწვიოს საჭირო მიკროსტრუქტურული ცვლილებები, ხოლო ძალიან მაღალმა ტემპერატურამ ან ზედმეტად ხანგრძლივმა გაცხელებამ შეიძლება გამოიწვიოს მარცვლების არასასურველი ზრდა ან სხვა სტრუქტურული ცვლილებები.
პროცესის პარამეტრები უნდა მოიცავდეს:

• ფოლადის ხარისხი და ქიმიური შემადგენლობა,
• კრიტიკული მასალის ტემპერატურა,
• გამომავალი სტრუქტურა,
• წინასწარი გამაგრების ხარისხი,
• ელემენტის ზომები და გეომეტრია,
• ღუმელის ტიპი და გათბობის მეთოდი,
• მოსალოდნელი საბოლოო მიკროსტრუქტურა,
• შემდგომი მექანიკური ან თერმული დამუშავების ტიპი.

გაგრილების სიჩქარის ეფექტი

გაგრილების სიჩქარე ერთ-ერთი პარამეტრია, რომელიც განსაზღვრავს ფოლადის საბოლოო სტრუქტურას. კლასიკური სრული გამოწვა იყენებს ნელ გაგრილებას, რათა მოხდეს ტრანსფორმაციები, რომლებიც რბილ სტრუქტურას იწვევს.
იზოთერმული გახურებისას, აუსტენიტიზებული მასალა მიჰყავთ კონკრეტულ ტემპერატურამდე, რომლის დროსაც ხდება კონტროლირებადი ტრანსფორმაცია. მეორეს მხრივ, რეკრისტალიზაციის გახურებისას გაგრილების მეთოდს განსხვავებული მნიშვნელობა აქვს, რადგან პროცესის ძირითადი მიზანია წინა სამუშაო გამკვრივების ეფექტების მოცილება და არა აუსტენიტის ტრანსფორმაცია.
ამ მიზეზით, ყველა დარბილების პროცესისთვის არ უნდა იქნას გამოყენებული ერთი და იგივე გაგრილების სიჩქარის მნიშვნელობა.

ატმოსფერო რბილი გაცხელების დროს

გახურების დროს მნიშვნელოვანია არა მხოლოდ ტემპერატურა და დრო, არამედ ღუმელის ატმოსფეროც. მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს ზედაპირის დაჟანგვა, ნადების წარმოქმნა და, გარკვეულ პირობებში, ზედაპირული ფენის ქიმიური შემადგენლობის ცვლილებები.
ტექნოლოგიური მოთხოვნებიდან გამომდინარე, გამოიყენება ჰაერის ატმოსფეროში, დამცავ ატმოსფეროში ან ვაკუუმში მომუშავე ღუმელები. დამცავი ატმოსფეროები ან ვაკუუმი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ზუსტი კომპონენტებისა და შენადნობის ფოლადებისთვის, სადაც საჭიროა დაჟანგვის შემცირება და ზედაპირის მაღალი ხარისხი.

ფოლადის დარბილების გამოყენება ინდუსტრიაში

ხელსაწყოების წარმოება

ხელსაწყოების ფოლადები ხშირად გადის მექანიკურ დამუშავებას საბოლოო გამკვრივებამდე. რბილი გამოწვა, განსაკუთრებით სფეროიდიზაცია, ქმნის სტრუქტურას, რომელიც აადვილებს ფრეზირებას, დატრიალებას, ბურღვას და სხვა ოპერაციებს, რომლებიც შესრულდება საბოლოო თერმული დამუშავებამდე.

საკისრების წარმოება

მაღალი ნახშირბადის შემცველობის მქონე ფოლადებში მნიშვნელოვანია გამკვრივებამდე შესაბამისი კარბიდის ფორმისა და განაწილების მიღწევა. ამიტომ, სფეროიდიზებული გამოწვა მასალის მომზადების უმნიშვნელოვანესი ეტაპია.

ფურცლების, ზოლებისა და მავთულის წარმოება

ცივი გლინვის ან გაჭიმვის შედეგად მიღებული მასალები თანდათან მაგრდება. რეკრისტალიზაციის გახურება აღადგენს შესაბამის პლასტიურობას და საშუალებას იძლევა ფორმირების პროცესი გაგრძელდეს.

მანქანათმშენებლობა

დარბილების გამოყენება შესაძლებელია ლილვების, ღერძების, გადაცემათა კოლოფების, ტრანსმისიის კომპონენტების, ყალიბების და სხვა ნაწილებისთვის ნახევარფაბრიკატების მომზადებისას, რომლებიც საჭიროებენ ინტენსიურ დამუშავებას საბოლოო თერმული დამუშავების წინ.

დარბილება და სტრესის შემსუბუქება

დარბილება არ უნდა გავაიგივოთ სტრესის შემსუბუქებასტრესის შემსუბუქების ძირითადი მიზანია ნარჩენი სტრესების შემცირება, მასალის ძირითადი მიკროსტრუქტურის ცვლილების მინიმიზაციისას.
დარბილების დროს, უპირველეს ყოვლისა, მიზანია სიმტკიცის, პლასტიურობის ან მიკროსტრუქტურის შეცვლა ისე, რომ ხელი შეუწყოს შემდგომ ტექნოლოგიურ ოპერაციებს.

დარბილება და ნორმალიზება

ნორმალიზებული ფოლადი მოიცავს აუსტენიტიზაციას და შემდგომ ჰაერით გაგრილებას. ბევრ ნახშირბადოვან ფოლადში ეს იწვევს უფრო დახვეწილ სტრუქტურას და უფრო მეტ სიმტკიცესა და სიმტკიცეს, ვიდრე ნელი გახურება.
თუ ძირითადი მიზანია მაღალნახშირბადიანი ხელსაწყო ფოლადის დამზადება, რომლის დამუშავებაც მაქსიმალურად მარტივია, სფეროიდული გამოწვა შეიძლება უფრო შესაფერისი პროცესი იყოს. თუმცა, თუ ჭედვის ან გლინვის შემდეგ საჭიროა მარცვლების დახვეწა და სტრუქტურული ერთგვაროვნება, ნორმალიზაცია შეიძლება იყოს შესაფერისი პროცესი.

დარბილება და გამკვრივება

დარბილება და ფოლადის გამკვრივება ისინი ფუნდამენტურად განსხვავებულ მიზნებს მისდევენ. გამკვრივება მაღალი სიმტკიცის სტრუქტურას წარმოქმნის, ხოლო დარბილება სიმტკიცის შესამცირებლად ან შემდგომი დამუშავებისთვის ხელსაყრელი სტრუქტურის მისაღებად გამოიყენება.
თუმცა, ეს პროცესები ხშირად ერთი ტექნოლოგიური თანმიმდევრობით მიმდინარეობს. ხელსაწყოების ფოლადი შეიძლება თავდაპირველად რბილად გამოწვას, შემდეგ მექანიკურად დამუშავდეს და მხოლოდ ამის შემდეგ გამაგრდეს და მიტევებული.

ფოლადის დარბილების ყველაზე მნიშვნელოვანი სარგებელი

• ზედმეტი სიმკვრივის შემცირება,
• შესაბამისი კლასის დამუშავების უნარის გაუმჯობესება,
• მასალის პლასტიურობის გაზრდა,
• ცივი დამუშავების შემდეგ პლასტიურობის აღდგენა,
• შესაბამისი კარბიდის მორფოლოგიის მიღება,
• ხელსაწყოებისა და მაღალნახშირბადოვანი ფოლადების მომზადება გამკვრივებისთვის,
• ფორმირებისა და მექანიკური დამუშავების შემდგომი ეტაპების განხორციელების შესაძლებლობა.

პროცესის შეზღუდვები

• პარამეტრები უნდა შეირჩეს კონკრეტული ფოლადის კლასისთვის,
• ძალიან მაღალმა ტემპერატურამ შეიძლება გამოიწვიოს მარცვლეულის არასასურველი ზრდა;
• არასწორმა გაგრილებამ შეიძლება გამოიწვიოს არასწორი მიკროსტრუქტურა,
• სფეროიდიზაციის პროცესებს შეიძლება დასჭირდეს ხანგრძლივი გათბობის დრო,
• ყველა დარბილების მეთოდი არ არის შესაფერისი ყველა ტიპის ფოლადისთვის,
• მაღალშენადნობი ფოლადების შემთხვევაში, გათვალისწინებული უნდა იყოს არსებული კარბიდების ტიპი და სტაბილურობა, ასევე მოცემული კლასისთვის დამახასიათებელი ტრანსფორმაციები.

ფოლადის დარბილება არ არის ერთიანი პროცესი უნივერსალური პარამეტრებით, არამედ თერმული დამუშავების ჯგუფია, რომელიც შერჩეულია მასალის ქიმიური შემადგენლობის, საწყისი მიკროსტრუქტურისა და დანიშნულებისამებრ გამოყენების საფუძველზე. სრული გამოწვა, იზოთერმული გამოწვა, სფეროიდული გამოწვა და რეკრისტალიზებული გამოწვა იყენებს სხვადასხვა მექანიზმს, მაგრამ მათი საერთო მიზანია შემდგომი ტექნოლოგიური ოპერაციებისთვის უფრო ხელსაყრელი მასალის მდგომარეობის მიღწევა.

მაღალნახშირბადოვანი და ხელსაწყოების ფოლადებისთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია სფეროიდული გამოწვა, რადგან ის კარბიდის მორფოლოგიის შეცვლის საშუალებას იძლევა და მასალას დამუშავებისა და შემდგომი გამკვრივებისთვის ამზადებს. ცივი დამუშავებით გამაგრებულ მასალებში რეკრისტალიზაცია გადამწყვეტია, რაც ცივი დამუშავების ეფექტებს აღმოფხვრის და პლასტიურობას აღადგენს.
ტემპერატურა, გაჟღენთვის დრო და გაგრილების მეთოდი ყოველთვის უნდა იყოს მითითებული კონკრეტული კლასის ფოლადისთვის. ეს საშუალებას იძლევა მიღწეულ იქნას საჭირო მიკროსტრუქტურა უკონტროლო მარცვლების ზრდის, არასასურველი ტრანსფორმაციების ან მასალის თვისებების გაუარესების გარეშე.

ფოლადის თერმული და თერმოქიმიური დამუშავების მეთოდები

დარბილება ფოლადის მიკროსტრუქტურისა და თვისებების მოდიფიცირებისთვის გამოყენებული პროცესების მხოლოდ ერთი ჯგუფია. სასურველი ეფექტიდან გამომდინარე, ასევე გამოიყენება ნორმალიზაცია, დაძაბულობის შემსუბუქება, გამკვრივება, გამაგრება და თერმოქიმიური პროცესები, როგორიცაა კარბურიზაცია და ნიტრირება.

ფოლადის თერმული დამუშავების მეთოდები

• ნორმალიზებული ფოლადი – მარცვლეულის დახვეწა და მიკროსტრუქტურის გაერთიანება.
• სტრესის შემსუბუქება – ნარჩენი სტრესების შემცირება.
• ფოლადის დარბილება – სიმტკიცის შემცირება და შემდგომი დამუშავებისადმი მგრძნობელობის გაუმჯობესება.
• სრული გახურება – აუსტენიტიზაცია და ნელი გაგრილება.
• იზოთერმული გახურება – ტრანსფორმაცია ხორციელდება სწორად შერჩეული ტემპერატურის შენარჩუნებისას.
• ბურთისებრი გახურება - სფეროიდიზაცია – ცემენტიტის ან სხვა კარბიდების მორფოლოგიის ცვლილება.
• რეკრისტალიზაციის გახურება – დამსხვრევის ეფექტების მოხსნა და პლასტიურობის აღდგენა.
• ჰომოგენიზებული გახურება – სეგრეგაციის შემცირება და მასალის შემადგენლობის ჰომოგენიზაცია.
• გამკვრივება და თერმული დამუშავება – მიკროსტრუქტურისა და თვისებების ფორმირება გამკვრივებითა და გამაგრებით.
• ფოლადის გამაგრება – ფოლადის თვისებების კონტროლირებადი მოდიფიკაცია გამკვრივების შემდეგ.
• ინდუქციური გამკვრივება – ზედაპირული ინდუქციური გათბობა და სწრაფი გაგრილება.
• ცეცხლოვანი გამკვრივება – ზედაპირის გამკვრივება ალივით ლოკალური გათბობის შემდეგ.
• ჭარბი გაჯერება – შესაბამისი თერმული ციკლით ზეგაჯერებული მყარი ხსნარის მიღება.
• დაბერება – კონტროლირებადი ფაზური გამოყოფა, რაც იწვევს მასალის გამაგრებას.

ფოლადის თერმოქიმიური დამუშავების მეთოდები

• ფოლადის ნიტრირება – ზედაპირული ფენის აზოტით დიფუზიური გამდიდრება.
• კარბურიზაციის ფოლადი – ზედაპირების დიფუზიური გამდიდრება ნახშირბადით.
• კარბონიტრიდინგი – ზედაპირული ფენის ერთდროული გამდიდრება ნახშირბადით და აზოტით.
• ნიტროკარბურიზაცია / ნიტროკარბურიზაცია – ფენის გამდიდრება, ძირითადად აზოტით და ნახშირბადით.
• ბურღვა – ზედაპირის დიფუზიური გაჯერება ბორით.
• დიფუზიური ქრომირებული მოპირკეთება – ფენის ქრომით დიფუზიური გამდიდრება.
• დიფუზიური ალუმინიზაცია – ფენის დიფუზიური გამდიდრება ალუმინში.