Zašto je potrebno žarenje ili svijetlo žarenje?

U proizvodnji metalnih materijala toplinska obrada je vrlo važan korak. Žarenje je najčešći postupak toplinske obrade.

Svjetlo žarenje, kao što naziv implicira, je proces žarenja koji može održati svijetlo stanje materijala.

 

Ali vjerujem da samo ovo objašnjenje neće razriješiti vaše sumnje. Zašto se materijali moraju žariti? Zašto materijal održavati svijetlim kad se žari? Kada je potrebno svijetlo žarenje?

 

U ovom članku objasnit ćemo cijelu stvar ispočetka.

Zašto se metali moraju žariti?

 

Radno otvrdnjavanje

Da bi materijal dobio razne oblike, materijal treba mnogo puta obraditi. U tom procesu materijal često treba deformirati ekstruzijom, izvlačenjem i drugim postupcima. A ovaj proces deformacije zahtijeva veliku silu na materijal. Ta se sila prenosi na unutrašnjost metala, uzrokujući da metal nakon deformacije stvara veliki i neoslabljeni pritisak. Ta se sila naziva naprezanjem.

 

Formiranje Work Hardening

Stres koji stvara materijal nakon deformacije može učiniti materijal vrlo čvrstim. Taj se fenomen naziva otvrdnjavanje radom. U nekim slučajevima kaljenje je sredstvo za ojačavanje materijala. Ali češće otvrdnjavanje uzrokuje da materijal postane lomljiviji, što ga čini sklonijim pucanju.

 

Žarenje

Žarenje je proces u kojem se materijal zagrijava na određenu temperaturu, drži na toj temperaturi određeno vrijeme i na kraju se hladi određenom brzinom. Jedna od glavnih svrha ovog procesa je eliminacija otvrdnuća. Tijekom rada kaljenje. Atomi metala su stisnuti zbog deformacije materijala. Ovo stiskanje skraćuje udaljenost između atoma. Skraćivanje udaljenosti dovodi do povećanja odbijanja između atoma.

 

Proces žarenja može se smatrati procesom difuzije atoma metala. Na sobnoj temperaturi, difuznost metalnih atoma je slaba. Na visokim temperaturama atomi mogu dovoljno difundirati. Vratite udaljenosti između atoma u ravnotežu.

 

Žareni metalni materijal će omekšati. Istovremeno se popravlja krtost materijala uzrokovana otvrdnjavanjem.

 

Otopina žarenja

Za superlegure, materijal često zahtijeva žarenje u otopini. Žarenje otopinom naziva se i obrada otopinom. To je poseban postupak žarenja. Njegova svrha nije samo omekšavanje materijala. Za superlegure, obrada otopinom također može igrati ulogu u ojačavanju otopine i kontroli veličine zrna.

 

Za detaljniji uvod u tretman otopinom pogledajte sljedeći članak:

 

Što je čvrsta otopina? Zašto legura nikla/superlegura treba tretman otopinom?

Za različite vrste superlegura, temperatura žarenja u otopini, vrijeme i brzina hlađenja su različiti. Za specifične parametre pogledajte službene dokumente ili standarde.

 

Zašto obično žarenje ne može održati materijal svijetlim?

Nakon završetka uobičajenog procesa žarenja, površina materijala će pocrniti. Ova crna tvar naziva se oksidni kamenac. Možete pogledati sliku ispod.

 

Stvaranje oksidnog kamenca

Zbog visoke temperature materijala tijekom procesa žarenja, željezni element vrlo lako reagira s kisikom u zraku. Pritom se stvaraju željezni oksid, željezni oksid, željezni oksid. To su glavne komponente oksidnog kamenca i glavni su razlog zacrnjenja površine materijala nakon žarenja.

 

Priroda oksidnog kamenca

Oksidna ljuska je vrlo krta i nema istezanja. Doći će do dubokih pukotina na oksidnoj ljestvici, što će smanjiti strukturnu stabilnost unutarnjeg metalnog materijala. Osim toga, prisutnost kamenca oksida smanjit će otpornost na koroziju cijelog metalnog materijala. Što je veće područje oksidne ljestvice, to je brža stopa korozije metalnog materijala i ozbiljnija je korozija.

 

Kako ukloniti oksidni kamenac

Zbog raznih opasnosti oksidnog kamenca za metalne materijale, uklanjanje oksidnog kamenca postalo je važan korak u obradi metalnih materijala. Općenito govoreći, glavne metode uklanjanja kamenca su dekapiranje i poliranje.

 

Dekapiranje je kemijska metoda površinske obrade. Njegov princip je omogućiti kiselini da reagira s oksidnim kamencem na metalnoj površini, čime nagriza oksidni kamenac. Slika ispod prikazuje površinu materijala nakon dekapiranje.

 

Poliranje je fizička metoda obrade površine. Njegov princip je brisanje oksidne kože s metalne površine brušenjem. Slika ispod prikazuje površinu materijala nakon poliranja.

 

Zašto svijetlo žarenje može održati materijale svijetlima?

Za razliku od običnog žarenja, tijekom svijetlog žarenja ne nastaje oksidna naslaga. To je ono što materijal održava sjajnim. Kao što je gore spomenuto, stvaranje oksidnog kamenca uzrokovano je reakcijom željeza s kisikom. Metali moraju sadržavati željezo. Tada rješenje može biti samo uklanjanje kisika tijekom procesa žarenja.

 

Svijetlo žarenje je žarenje u okruženju bez kisika. Plin koji zamjenjuje kisik naziva se zaštitni plin. Zaštitni plinovi općenito su: vodena para, amonijak, dušik i vodik. Među njima je vodik najčešći zaštitni plin. Budući da svijetlo žarenje ima visoke zahtjeve za unutarnje okruženje peći za žarenje, trošak ovog procesa je viši od uobičajenog žarenja.

 

Zašto se ne može žariti i zatim polirati?

Možda imate sljedeće pitanje: budući da se kamenac oksida može ukloniti dekapiranjem i poliranjem, zašto koristiti skuplji postupak žarenja? U nastavku ćemo objasniti svaki slučaj.

 

Zavojna cijev

Zavojna cijev je cijev vrlo malog promjera i vrlo velike duljine. Promjer cijevi zavojnice općenito je 2 ~ 8 mm. Duljina zavojne cijevi često je u tisućama. Ovaj tanak i izdužen oblik čini da cijev zavojnice ne dopušta stvaranje kamenca tijekom proizvodnje.

 

S jedne strane, kamenac oksida ne pojavljuje se samo na vanjskoj strani cijevi tijekom običnog žarenja. Također se mrijesti unutar cijevi. Unutarnji prostor zavojnice je vrlo malen, a stvoreni kamenac oksida vrlo je vjerojatno da će uzrokovati začepljenje cjevovoda. A dužina od tisuće metara onemogućuje jaružanje cjevovoda.

 

S druge strane, čak i ako cijev nije začepljena. Također nije praktično ukloniti kamenac nakon žarenja. Ako se koristi metoda dekapiranje, kiselina ne može u potpunosti otjecati u cijev. To će spriječiti uklanjanje kamenca unutar cijevi. Metoda poliranja još više nije u stanju polirati malu unutrašnjost cijevi.

 

Žica

Za žicu, obično žarenje također ne zadovoljava zahtjeve. Oksidni kamenac nastaje reakcijom kisika i željeza u metalu. Stvaranje kamenca oksida će iscrpiti komponente metalne površine.

 

Za materijal vrlo tankog promjera, kao što je žica, ne može se zanemariti potrošnja promjera žice, što će rezultirati time da tolerancija žice ne zadovoljava zahtjeve. Stoga se u proizvodnji žice često koristi svijetlo žarenje.

 

Problemi dekarbonizacije

Svijetlo žarenje također rješava problem dekarburizacije tijekom normalnog žarenja. Metali će se dekarburirati na visokim temperaturama. To jest, element ugljika u metalu će se istaložiti iz metala. Za neke metale to nije prihvatljivo.

 

Stupanj dekarburizacije također je povezan s okolinom žarenja. Među njima, fenomen dekarburizacije očit je u okruženju vodene pare. U običnom procesu žarenja vlaga u zraku se ne može izbjeći. A svijetlo žarenje djeluje kao potpuna prepreka za zrak.

 

Zaključak

Metali se podvrgavaju otvrdnjavanju tijekom obrade, a žarenjem se to otvrdnjavanje obnavlja.

 

Procesom žarenja nastaje kamenac oksida. Nastaje reakcijom kisika sa željezom u metalu.

 

Jarko žarenje izolira kisik, što osigurava da se tijekom procesa žarenja ne stvara kamenac oksida. Ovaj postupak žarenja vrlo je uobičajen na nekim oblicima proizvoda male veličine.

 

Proizvodimo precizne materijale od legura nikla. Za proizvode male veličine imamo opremu za žarenje za preciznu proizvodnju. Ako imate bilo kakvih potreba, slobodno nas kontaktirajte.