Terminis apdorojimas yra pramonėje ir gamyboje plačiai naudojamas metodas, kai medžiagas šildo ir vėsina, kad pagerintų jų veikimą, ilgaamžiškumą ir savybes. Terminio apdorojimo metu pasikeis medžiagos grūdelių dydis ir forma, pakoreguota fazinė struktūra ir pašalintas vidinis įtempis, todėl žymiai pagerės medžiagos kietumas, stiprumas, kietumas ir atsparumas korozijai. Šių savybių pokyčius veikia įvairūs veiksniai, iš kurių reikšmingiausi yra masės efektas, formos efektas ir dydžio efektas. Šiame straipsnyje bus nuodugniai išnagrinėti šie trys efektai, siekiant pateikti teorines terminio apdorojimo technologijos taikymo gaires.
1. Masinis efektas
Masės efektas yra pats intuityviausias terminio apdorojimo proceso efektas, kuris daugiausia atsiranda dėl apdorojamų dalių masės (arba dydžio) skirtumo. Tomis pačiomis terminio apdorojimo sąlygomis skirtingos kokybės medžiagos parodys visiškai skirtingus terminio apdorojimo rezultatus. Masės efektas ypač reikšmingas gesinimo proceso metu. Kuo storesnis plieno gabalo skersmuo, tuo sunkiau jį gesinti; tuo tarpu kuo mažesnis skersmuo, tuo lengviau jį gesinti. Šis reiškinys siejamas su šilumos perdavimo ir aušinimo greičio skirtumais medžiagoje.
Masės efekto dydis, tai yra skirtingų masių medžiagų eksploatacinių savybių pokyčių laipsnis po terminio apdorojimo, yra glaudžiai susijęs su medžiagos kietumu. Gero grūdinimo plienas, pvz., chromo-molibdeno plienas ir nikelio-chromo-molibdeno plienas, turi mažesnį masės efektą ir gali būti grūdinamas net ir didelėms detalėms. Plienas su prastu grūdinimu, pavyzdžiui, anglies liejiniai, turi didesnį masės efektą, o gesinimo efektas žymiai sumažėja, kai detalės dydis didėja. Todėl, optimizuojant medžiagos kietumą, galima efektyviai sumažinti masės efektą ir pagerinti terminio apdorojimo konsistenciją bei stabilumą.
Norint pagerinti masės efektą, galima imtis kelių priemonių. Pavyzdžiui, boro, mangano, molibdeno, chromo ir kitų legiravimo elementų pridėjimas gali veiksmingai pagerinti plieno kietumą, todėl didelės dalys gali pasiekti gerą gesinimo efektą. Be to, optimizuojant terminio apdorojimo proceso parametrus, tokius kaip šildymo temperatūra, laikymo laikas ir aušinimo greitis, taip pat gali tam tikru mastu sumažinti masės poveikį.
2. Formos efektas
Formos efektas yra dar vienas svarbus terminio apdorojimo proceso poveikis, kurį daugiausia lemia apdorotų dalių formos skirtumas. Skirtingos formos turės įtakos medžiagos šilumos laidumui ir aušinimo greičiui, todėl terminio apdorojimo rezultatai bus skirtingi. Pavyzdžiui, strypai, plokščių medžiaga ir sferinės dalys turės skirtingą gesinimo poveikį tomis pačiomis terminio apdorojimo sąlygomis.
Formos poveikio įtaka terminio apdorojimo rezultatams atsispindi daugeliu aspektų. Pirma, skirtingų formų dalys aušinimo proceso metu sukurs skirtingą šiluminio įtempio pasiskirstymą, taip paveikdamos medžiagos mechanines savybes ir mikrostruktūrą. Antra, formos efektas taip pat turės įtakos šilumos laidumo greičiui ir medžiagos aušinimo greičiui, taip paveikdamas medžiagos kietumą ir stiprumą.
Siekiant sumažinti formos poveikio įtaką terminio apdorojimo rezultatams, galima imtis šių priemonių. Pirma, iš anksto apdorokite dalis prieš terminį apdorojimą, pvz., Šildymo homogenizavimą, paviršiaus apdorojimą ir kt., Kad sumažintumėte formos skirtumų įtaką terminio apdorojimo rezultatams. Antra, optimizuokite terminio apdorojimo proceso parametrus, tokius kaip šildymo temperatūra, laikymo laikas ir aušinimo metodas, kad prisitaikytumėte prie skirtingų formų dalių terminio apdorojimo poreikių. Galiausiai, siekiant pagerinti terminio apdorojimo nuoseklumą ir stabilumą, naudojama pažangi terminio apdorojimo įranga ir technologijos, tokios kaip vakuuminis terminis apdorojimas, jonų nitridavimas ir kt.
3. Dydžio efektas
Dydžio efektas yra gana sudėtingas terminio apdorojimo proceso poveikis. Tai daugiausia atsiranda dėl dydžio skirtumų įtakos apdorotų dalių medžiagų savybėms. Terminio apdorojimo metu medžiagos mechanines savybes lemia ne tik medžiaga, bet ir forma bei dydis. Paprastai, didėjant medžiagos dydžiui, mažėja jos mechaninis stiprumas ir atitinkamai keičiasi savybės, tokios kaip atsparumas nuovargiui, atsparumas tempimui ir atsparumas dilimui.
Dydžio poveikio įtaka terminio apdorojimo rezultatams daugiausia atsispindi šiuose aspektuose. Pirma, padidėjus dydžiui, padidės vidiniai defektai ir medžiagos pasiskirstymas netolygus, o tai paveiks medžiagos mechanines savybes ir mikrostruktūrą. Antra, dydžio poveikis taip pat turės įtakos medžiagos šilumos laidumui ir aušinimo greičiui, taip paveikdamas medžiagos kietumą ir stiprumą. Be to, dėl dydžio poveikio terminio apdorojimo metu gali atsirasti defektų, tokių kaip medžiagų deformacija ir įtrūkimai.
Siekiant sumažinti dydžio poveikio įtaką terminio apdorojimo rezultatams, galima imtis šių priemonių. Pirma, detalių prieš terminį apdorojimą atliekamas tikslus matmenų matavimas ir kokybės kontrolė, siekiant užtikrinti, kad dalių matmenys atitiktų projektavimo reikalavimus. Antra, optimizuokite terminio apdorojimo proceso parametrus, tokius kaip šildymo temperatūra, laikymo laikas ir aušinimo metodas, kad prisitaikytumėte prie skirtingų dydžių dalių terminio apdorojimo poreikių. Galiausiai, siekiant pagerinti terminio apdorojimo nuoseklumą ir stabilumą, naudojama pažangi terminio apdorojimo įranga ir technologijos, tokios kaip terminis apdorojimas lazeriu, terminis apdorojimas elektronų pluoštu ir kt.
Apibendrinant
Masės efektas, formos efektas ir dydžio efektas yra trys svarbūs terminio apdorojimo efektai. Kartu jie turi įtakos terminio apdorojimo rezultatams ir medžiagos veikimui. Norint gauti gerus terminio apdorojimo rezultatus, būtina visapusiškai įvertinti šių trijų efektų įtaką ir imtis atitinkamų optimizavimo ir kontrolės priemonių. Optimizavus medžiagų kietumą, iš anksto apdorojant dalis, optimizuojant terminio apdorojimo proceso parametrus ir naudojant pažangią terminio apdorojimo įrangą ir technologijas, galima efektyviai sumažinti šių trijų poveikių poveikį terminio apdorojimo rezultatams ir pagerinti terminio apdorojimo nuoseklumą bei stabilumą. . Tai padės skatinti plačiai taikyti ir plėtoti terminio apdorojimo technologijas pramonėje ir gamyboje.