AHYW 기계의 메인 프레임 열처리
안후이 야 위는 현재 CNC Synchro Pressbrakes, cnc auto pressbrake backgauges, fiber laser cutting machines 메인 프레임의 메인 프레임을 사용하여 장시간 동안 최소 변형으로 재료 응력을 제거 할 수있는 모든 판금 메카니컬 프레임에 열처리를 채택합니다.
열처리 (또는 열처리 )는 물질 의 물리적 , 때로는 화학적 성질 을 변화시키는 데 사용되는 산업 및 금속 가공 공정 의 그룹입니다 . 가장 일반적인 응용 프로그램은 야금 입니다. 열처리는 또한 유리 와 같은 많은 다른 재료의 제조에 사용됩니다 . 열처리는 재료의 경화 또는 연화와 같은 원하는 결과를 얻기 위해 일반적으로 극한 온도까지 가열 또는 냉각을 사용합니다. 열처리 기술에는 어닐링 , 표면 경화 , 강수 강화 , 템퍼링 , 노멀라이징 및 담금질이 포함 됩니다. 열처리 라는 용어 는 의도적으로 특성을 변경하는 특정 목적을 위해 가열 및 냉각이 이루어지는 공정에만 적용되는 반면, 가열 및 냉각은 열간 성형 또는 용접과 같은 다른 제조 공정 중에 부수적으로 발생하는 경우가 많다는 것은 주목할만한 사실 입니다.
금속 물질은 "결정립 (grains)"또는 미세 결정 (crystallites)이라고 불리는 작은 결정의 미세 구조로 구성됩니다. 입자의 성질 (즉, 입자 크기 및 조성)은 금속의 전체적인 기계적 거동을 결정할 수있는 가장 효과적인 요소 중 하나입니다. 열처리는 미세 구조 내의 확산 속도 및 냉각 속도를 제어함으로써 금속의 특성을 조작하는 효율적인 방법을 제공합니다. 열처리는 종종 경도, 강도, 인성, 연성 및 탄성과 같은 특성을 조작하는 금속 합금의 기계적 특성을 변경하는 데 사용됩니다.
열처리 중에 합금의 성질을 변화시킬 수있는 두 가지 메커니즘이 있습니다. 마르텐 사이트 형성은 결정이 본질적으로 변형되도록하며, 확산 메커니즘은 합금의 균질성을 변화시킵니다.
결정 구조는 격자 (lattice) 라 불리는 매우 특정한 배열로 그룹화 된 원자들로 구성된다. 대부분의 요소에서이 순서는 온도와 압력과 같은 조건에 따라 다시 배열됩니다. allotropy 또는 polymorphism이라고 불리는이 재배치는 특정 금속의 여러 온도에서 여러 번 발생할 수 있습니다. 합금에서, 이러한 재 배열은 모체 금속에 일반적으로 용해되지 않는 원소가 갑자기 가용성이 될 수있는 반면 동위 원소의 역전은 원소를 부분적으로 또는 완전히 불용성으로 만들 것이다.
가용성 상태에있을 때, 확산 과정은 용해 된 원소의 원자가 확산되어 모재 금속의 결정 내에 균질 한 분포를 형성하려고 시도합니다. 합금이 불용성 상태로 냉각되면, 용해 된 구성물 (용질)의 원자가 용액 밖으로 이동할 수 있습니다. 이러한 유형의 확산은 강수라고 불리며, 이동하는 원자 그룹이 입자 경계에서 함께 핵 생성을하게됩니다. 이것은 일반적으로 두 개 이상의 별개의 상으로 구성된 미세 구조를 형성합니다. 예를 들어, 천천히 냉각 된 박막은 페라이트와 세멘 타이트의 교대 층으로 구성된 적층 구조를 형성하여 부드러운 펄라이트가됩니다. 강철을 오스테 나이트 상으로 가열 한 다음 물에서 급냉시킨 후, 미세 조직은 마텐 자이 트상이 될 것이다. 이는 담금질 후에 강이 오스테 나이트 상으로부터 마르텐 사이트 상으로 변하기 때문이다. 냉각제가 모든 강을 빠르게 냉각시키지 않으면 약간의 펄라이트 또는 페라이트가 존재할 수 있음에 유의해야한다.
철계 합금과 달리 대부분의 열처리 합금은 페라이트 변형을 겪지 않습니다. 이러한 합금에서 입자 경계에서의 핵 생성은 종종 결정 매트릭스의 구조를 보강합니다. 이들 금속은 강수에 의해 경화된다. 일반적으로 온도에 따라 천천히 진행되는 공정을 "시효 경화 (age hardening)"라고합니다.
많은 금속과 비금속은 신속하게 냉각되면 마르텐 사이트 변태를 나타냅니다 (오일, 폴리머, 물 등과 같은 외부 매질). 금속이 매우 빨리 냉각되면, 불용성 원자는 시간이 지나면 용액 밖으로 이동하지 못할 수 있습니다. 이를 "확산없는 변환"이라고합니다. 결정 매트릭스가 저온 배열로 바뀌면 용질의 원자가 격자 내에 갇히게됩니다. 포획 된 원자는 결정 매트릭스가 격자 내에서 전단 응력을 생성하여 저온 동소체로 완전히 변하는 것을 방지합니다. 일부 합금이 강과 같이 빨리 냉각되면, 마르텐 사이트 변태는 금속을 경화 시키지만 알루미늄과 같은 다른 경우에는 합금이 부드러워집니다.
시간과 온도의 영향
강철의 시간 - 온도 변환 (TTT) 다이어그램. 빨간색 곡선은 상한 온도 (A3)에서 냉각 될 때 다른 냉각 속도 (속도)를 나타냅니다. V1은 마르텐 사이트를 생성합니다. V2는 마르텐 사이트와 혼합 된 펄라이트를 갖고, V3은 펄라이트 및 마텐 사이트와 함께 베이 나이트를 생성한다.
적절한 열처리는 온도, 특정 온도에서 유지되는 시간 및 냉각 속도에 대한 정밀한 제어가 필요합니다. [12]
응력 제거, 템퍼링 및 노화를 제외하고 대부분의 열처리는 합금을 상부 변형 (A 3 ) 온도 이상으로 가열하여 시작합니다. 이 온도는 A3 온도에서 금속에 히스테리시스가 생기기 때문에 "정지"라고합니다. 이 시점에서 모든 열 에너지는 결정 변화를 일으키는 데 사용되므로 온도가 잠시 상승을 멈추고 (체포) 변경이 완료되면 상승을 계속합니다. 따라서, 변형이 일어나기 위해서는 합금이 임계 온도 이상으로 가열되어야한다. 합금은 일반적으로이 온도에서 열이 완전히 합금을 관통하기에 충분할만큼 오래 유지되어 완전한 고체 용액으로 만듭니다.
입자 크기가 작 으면 일반적으로 인성, 전단 강도 및 인장 강도와 같은 기계적 특성이 향상되기 때문에 용액의 입자가 너무 커지는 것을 방지하기 위해 이들 금속은 종종 상부 임계 온도보다 높은 온도로 가열됩니다 . 예를 들어, 강재가 상부 임계 온도 이상으로 가열되면, 오스테 나이트 형태의 작은 알갱이가 형성됩니다. 온도가 높아질수록 커집니다. 매우 빠르게 냉각되면, 마르텐 사이트 변태 동안, 오스테 나이트 결정립 크기는 마르텐 사이트 결정립 크기에 직접적인 영향을 미친다. 큰 입자는 큰 입자 경계를 가지며, 이는 구조의 약점으로 작용합니다. 입자 크기는 일반적으로 파손 가능성을 줄이기 위해 제어됩니다.
확산 변환은 매우 시간 의존적입니다. 금속 냉각은 보통 강수를 훨씬 낮은 온도로 억제합니다. 예를 들어, 오스테 나이트는 일반적으로 상한 온도 이상에서만 존재합니다. 그러나 오스테 나이트가 충분히 빨리 냉각되면 변형이 낮은 임계 온도보다 수백도 낮아질 수 있습니다. 이러한 오스테 나이트는 매우 불안정하며 충분한 시간이 주어지면 페라이트와 세멘 타이트의 다양한 미세 구조로 침전 될 것이다. 냉각 속도는 입자 성장 속도를 제어하는 데 사용될 수 있으며 부분적으로 마르텐 사이트 미세 조직을 생성하는 데 사용될 수도 있습니다. 그러나 마르텐 사이트 변형은 시간에 독립적입니다. 합금이 다른 미세 구조가 완전히 형성되기 전에 마르텐 사이트 변태 (M s ) 온도로 냉각되면 변형은 일반적으로 소리의 속도 이하에서 발생합니다.
오스테 나이트가 충분히 느리게 마르텐 사이트 변태가 일어나지 않을 때 오스테 나이트 결정립 크기는 핵 형성 속도에 영향을 미치지 만 일반적으로 결정립 크기와 미세 조직을 제어하는 냉각 속도와 온도입니다. 오스테 나이트가 극도로 천천히 냉각 될 때, 그것은 세멘 타이트의 구형 내포물로 채워진 큰 페라이트 결정을 형성 할 것이다. 이 미세 구조는 "구형 체 (sphereoidite)"라고 불립니다. 조금 더 빨리 냉각하면 거친 펄라이트가 형성됩니다. 더욱 빠르고 더 미세한 펄라이트가 형성됩니다. 심지어 더 빨리 냉각되면 베이 나이트가 형성됩니다. 유사하게, 이러한 미세 구조는 특정 온도로 냉각 된 후 일정 시간 유지된다. [17]
대부분의 비철금속도 용액을 형성하기 위해 가열됩니다. 대개의 경우 이들을 매우 빠르게 냉각시켜 마르텐 사이트 변태를 일으키고 용액을 과포화 상태로 만듭니다. 훨씬 부드러운 상태에있는 합금은 냉간 가공 될 수 있습니다. 이 냉간 가공은 합금의 강도와 경도를 증가시키고 소성 변형으로 인한 결함은 강수량을 가속화시켜 합금의 정상적인 것 이상의 경도를 증가시키는 경향이 있습니다. 비록 냉간 가공을하지 않아도,이 합금의 용질은 보통 시간이 오래 걸릴 수 있지만 석출됩니다. 때로는 이들 금속을 낮은 임계 온도 (A 1 ) 이하로 가열하여 재결정을 방지하여 강수량을 가속화합니다.
판금을위한 어닐링
어닐링 (야금)
어닐링은 금속을 특정 온도로 가열 한 다음 구성 요소를 완전히 또는 부분적으로 분리하는 미세한 미세 구조를 생성하는 속도로 냉각시키는 것입니다. 냉각 속도는 일반적으로 느립니다. 어닐링은 냉간 가공을 위해 금속을 부드럽게하고 기계 가공성을 향상 시키거나 전기 전도성과 같은 특성을 향상시키는 데 가장 자주 사용됩니다.
철 합금에서 어닐링은 일반적으로 금속을 상부 임계 온도 이상으로 가열 한 다음 매우 천천히 냉각시켜 펄라이트를 형성함으로써 수행됩니다. 순수 금속과 열처리 할 수없는 많은 합금에서 냉간 가공으로 인한 경도를 제거하기 위해 어닐링이 사용됩니다. 금속은 재결정이 일어날 수있는 온도로 가열되어 소성 변형으로 인한 결함을 수리합니다. 이 금속에서 냉각 속도는 대개 거의 영향을 미치지 않습니다. 열처리 가능한 대부분의 비철 합금은 냉간 가공의 경도를 완화하기 위해 열처리됩니다. 이들은 천천히 냉각되어 성분의 완전한 침전을 가능하게하고 정제 된 미세 구조를 생성 할 수있다.
철 합금은 일반적으로 "완전 어닐링"또는 "공정 어닐링"입니다. 완전 어닐링은 거친 펄라이트를 형성하기 위해 매우 느린 냉각 속도를 필요로한다. 공정 어닐링에서 냉각 속도가 빨라질 수 있습니다. 최대화 및 정규화 포함. 공정 어닐링의 주요 목표는 균일 한 미세 구조를 만드는 것입니다. 비철 합금은 종종 "재결정 소둔", "부분 소둔", "전체 소둔"및 "최종 소둔"을 포함한 다양한 소둔 기술을 사용합니다. 모든 어닐링 기술이 응력 제거와 같은 재결정을 포함하는 것은 아닙니다.
