Обяснено отгряване: Определение, Процес & Ползи

Отгряването е процес на термична обработка. Това включва внимателно нагряване и охлаждане на метала, за да се променят свойствата му. Мотивът е да се изградят положителни характеристики и да се минимизират отрицателните качества, едновременно. Освен това, процесът на отгряване помага за подобряване на механичните характеристики на определени метали, и сплавите се променят, за да станат по-подходящи за необходимите употреби.

Какво е отгряване?

Отгряване като a процес на термична обработка намалява твърдостта на материала. Той също така подобрява пластичността и здравината в различни стомани, чугун, и други сплави. Отгряването включва нагряване на детайла до над неговата температура на рекристализация. Това улеснява образуването на нови зърна и едновременно с това пренарежда съществуващите.

Пренареждането на зърната освобождава вътрешните напрежения и подобрява кристалните структури. Тези подобрения са полезни в много приложения. Нормализирането обикновено се разглежда като отделна дейност. Но това е типичен вид отгряване. При нормализиране, металите се нагряват и след това се оставят да се охладят на въздух при стайна температура, за разлика от управлявана пещ.

Кога се използва отгряване?

Отгряването прави стоманата по-мека, отколкото когато е темперирана. Това свойство го прави подходящ за продукти, които е вероятно да претърпят много малко натоварване. Различни приложения за отгряване включват:

• Обръщане на работното закаляване: Това се случва след механични операции, които правят твърдостта, като огъване или шлайфане. например, когато жицата е изтеглена от метал, твърдостта на материала и вътрешното напрежение също се повишават. Процесът на отгряване може да възстанови метала до работоспособно състояние, и увеличаване на пластичността и обработваемостта.
• Омекотяване на заваръчния шев: Заваряването при високи температури води до зони, засегнати от топлина (HAZ). Тези зони обикновено имат по-висока твърдост и крехкост, в сравнение с основния материал. Някои от тези области се връщат към първоначалните си механични свойства чрез процеса на отгряване.
• Развитие на електрическата проводимост: Процесът може да подобри електрическите свойства на метала, особено неговата проводимост.
• Премахване на остатъчните напрежения: Студената обработка води до образуването на нови напрежения, които могат да доведат до образуване на пукнатини или изкривяване. Тези напрежения се облекчават чрез отгряване, което прави свойствата на материала по-равномерни и може да служи по-дълго. Когато тези вътрешни напрежения се намалят чрез отгряване, производителността, както и оперативната функционалност са подобрени.

Процесът на отгряване

Процесът на отгряване включва три ключови етапа:

• Етап на възстановяване: По време на началния етап, металът се нагрява до приблизително 200-400°C, в зависимост от материала. Нагряването улеснява пренареждането на дислокациите в кристалната структура. Това облекчава вътрешното напрежение без неоправдана промяна в размера на зърното. Електрическата проводимост и пластичността могат да бъдат подобрени като следствие.
• Етап на прекристализация: В този етап, там покълват нови зърна. Металът се поддържа при определена температура за известно време, което води до растеж на ново зърно в замяна на деформираните зърна. Този процес подобрява общата пластичност, както и здравината на материала.
• Етап на растеж на зърното: По време на рекристализация, ако металът е изложен на високи температури за по-дълго време, тогава дори новите зърна започват да стават по-големи. Този етап може да причини влошаване на якостта, тъй като размерът на зърното се увеличава, тъй като материалът може лесно да се деформира. Температурно-времевият режим трябва да бъде строго контролиран, за да повлияе на размера на зърната и механичните свойства.

Плюсове и минуси на отгряването

Отгрите метални компоненти имат някои предимства пред неотгрите метални компоненти. Общите предимства на процеса на отгряване включват:

• Възстановяване на физическите свойства: Нагряването е добро за металите, защото връща техните свойства, включително пластичност. Движението на молекулите в микроструктурата намалява работното втвърдяване и крехкостта.
• Облекчаване на вътрешни напрежения: Намаляването на вътрешното напрежение в компонентите е процес, който се постига чрез отгряване. Това значително намалява вероятността от пукнатини в хода на следващите операции.
• Подобрена обработваемост: Високата степен на редовност на микроструктурата и ниското ниво на вътрешни напрежения водят до подобрена обработваемост. Това качество улеснява обработката на някои части.
• Корекция на луксации: Някои от несъвършенствата в кристалната решетка могат да бъдат освободени. Това подобрение може да подобри електрическите и магнитните характеристики на метала в еднаква степен.
• Контрол върху зърнената структура: Някои от процесите на отгряване могат да се използват за контролиране на зърнестите структури. Изборът на температура за скоростта на нагряване и охлаждане също може да промени фазата на зърното и физичните свойства на материала.

въпреки това, няколко недостатъка трябва да се имат предвид заедно с тези предимства:

• Времеемък процес: Процесът на отгряване може да отнеме много време. В някои случаи, особено ако избраните материали и методи включват по-бавни скорости на охлаждане, втвърдяването може да отнеме повече от 24 часа.
• Повишени разходи: Други разходи включват разходи за оборудване и труд. Корпусът на компонентите също увеличава общите разходи поради разходите за отопление и охлаждане на компонентите.

Примери за отгряване: Често отгрявани компоненти

Няколко компонента често се подлагат на процеси на отгряване, включително:

• Ламарина: Студено валцуваната ламарина понякога се отгрява, за да се намали работното втвърдяване. Това връща пластичността, която позволява допълнителни операции като огъване, щанцоване, или рязане.
• Произведени компоненти: Пролет, шайби, и триони са някои от продуктите, които се подлагат на отгряване след производството. Това възвръща физическите им свойства и минимизира чупливостта.
• Изтеглен алуминий: Алуминиеви части, образувани чрез дълбоко изтегляне, са изгодни при отгряване. Този процес предлага защита срещу разкъсване или напукване, особено по време на екстремни операции на формоване.

Отгряване срещу нормализиране: Ключови разлики

Ето основните разлики между отгряване и нормализиране:

Заключение

В заключение, отгряването е един от най-важните процеси на топлинна обработка, който може да подобри работата, сила, и сервизни възможности на металите. Освен това помага за освобождаване на вътрешното напрежение, увеличаване на пластичността, и да подготви материали за по-нататъшна обработка. Следователно, отгряването се използва в повечето индустрии поради важността му. За да се гарантира, че свойствата на материала са придобити по правилния начин, производителите трябва да разбират различните етапи и видове отгряване. С напредването на индустриите, прилагането на топлинна обработка, включително отгряване, ще изпита увеличение на търсенето, което ще доведе до ефективно производство.