Liema Tipi ta 'Azzar Jistgħu Jiġu Mwebbsa?

Kwalunkwe tip ta 'azzar li fih ammont kbir ta' karbonju huwa kapaċi li jibdel. Dan huwa magħruf ukoll bħala ittemprat. Jekk l-element ma jkunx fih biżżejjed karbonju, l-istruttura tal-kristall ma tistax tinbidel, u l-ebda ammont ta 'tisħin ma jbiddel il-kompożizzjoni tal-materjal.

L-azzar huwa wieħed mill-aktar metalli essenzjali u emblematiċi fuq il-pjaneta. Mill-kombinazzjoni ta 'ħadid u karbonju, toħroġ liga robusta, versatili u użata ħafna. Minn bini, infrastruttura, tankijiet tal-ilma, karozzi, makkinarju, apparat tad-dar sa utensili sempliċi bħal frieket u mgħaref, l-applikazzjonijiet tagħha jidhru li m'għandhomx limiti. Dan huwa dovut għall-ħafna proprjetajiet mixtieqa li għandu l-azzar. Waħda minn dawn il-proprjetajiet hija l-ebusija, il-kapaċità ta 'materjal li jirreżisti d-deformazzjoni indotta minn indentazzjoni, impatt, jew brix. Madankollu, l-ebusija naturali tal-azzar mhix dejjem biżżejjed għal ċerti applikazzjonijiet tal-inġinerija, bħal strutturi li jifilħu t-tagħbija u partijiet tal-magni. Huwa għalhekk li ġew żviluppati metodi biex tiżdied l-ebusija flimkien ma 'proprjetajiet oħra ta' l-azzar b'mod sinifikanti. Dawn il-metodi huma magħrufa bħala ebusija tal-azzar.

It-twebbis tal-azzar normalment isir fuq prodotti lesti u mhux fuq materja prima. Fil-magni CNC, it-twebbis tal-azzar huwa proċess ta 'wara l-magni li jitwettaq fuq partijiet bil-makna. Dan isir għal diversi raġunijiet. L-ewwelnett, mhuwiex ekonomiku li tibbies blokka sħiħa ta 'azzar, peress li persentaġġ kbir minnu se jitneħħa fil-proċess tal-magni. Barra minn hekk, l-azzar imwebbes huwa ħafna aktar diffiċli għall-magni, peress li l-ebusija tal-parti tagħmilha diffiċli biex l-għodda tippenetra.

Strutturi interni ta 'l-azzar u l-ebusija tiegħu

Mhux l-azzar kollha li naraw għandhom l-istess kompożizzjoni. Preċiżament, hemm kompożizzjonijiet differenti ta 'azzar għal skopijiet varji. Id-differenza bejn l-azzar tiġi stabbiliti għall-istrutturi interni tagħhom. Hekk kif żdiedet il-ħtieġa għal metalli aktar b'saħħithom biex isostnu tagħbijiet, sar meħtieġ li l-azzar jibbies. L-azzar fil-forma l-aktar bażika tiegħu għandu saħħa u ebusija relattivament baxxa. Madankollu, modifika tal-istrutturi interni tagħha tipproduċi riżultati impressjonanti fir-reżistenza u l-ebusija tagħha. It-twebbis ta 'l-azzar sempliċement jikkonsisti fi proċessi ddisinjati biex jiffavorixxu l-formazzjoni ta' struttura interna partikolari aktar milli oħra. L-istrutturi interni tal-azzar jinkludu

Martensite

Hija l-aktar forma iebsa tal-istruttura kristallina interna tal-azzar. Tkessiħ rapidu tal-ħadid awstenitiku jifforma martensite. Minħabba r-rata mgħaġġla tat-tkessiħ tiegħu, il-karbonju jinqabad f'soluzzjoni solida li tikkawża li l-parti tibbies. Huwa estremament iebes u fraġli. Il-martensite għandu mikrostruttura aċikulari bħal labra li tidher bħala pjanċi lentikulari jew plejtlits li jaqsmu u jissuddividu l-ħbub tal-fażi ġenitur, dejjem imiss iżda qatt ma jaqsmu. Din l-istruttura sseħħ f'numru kbir ta 'sistemi ta' liga, inklużi Fe-C, Fe-Ni-C.

Awstenita

L-austenite hija l-istruttura interna tal-azzar l-aktar diffiċli li jmiss wara l-martensite. Jirreferi għal-ligi tal-ħadid li fihom il-ħadid huwa gamma. Normalment jidher taħt 1500ºC u 'l fuq minn 723ºC.

perlit

Pearlite hija differenti minn martensite peress li l-istruttura tal-pearlite hija ffurmata minn tkessiħ bil-mod. Huwa arranġament laminari ta 'ferrite u cementite. F'723ºC, il-ħadid gamma jittrasforma mill-istruttura FCC tiegħu għal ħadid alfa, u jġiegħel lill-karbur tal-ħadid (cementite) joħroġ mis-soluzzjoni.

Metodi ta 'twebbis ta' l-azzar

Hemm diversi metodi biex twettaq it-twebbis tal-azzar. Dawn il-metodi jistgħu jkunu termali, mekkaniċi, kimiċi jew taħlita ta 'tnejn jew aktar minnhom. Il-proċessi ta 'twebbis termali huma l-aktar metodi komuni ta' azzar li jwebbsu. Normalment jinvolvu tliet stadji ewlenin, li huma jsaħħnu l-azzar, iżommu f'ċerta temperatura, u jkessħu. L-ewwel stadju normalment jinvolvi t-tisħin tal-metall għal temperatura għolja ħafna biex jinduċi bidliet strutturali fi ħdanu. Dan jagħmilha wkoll aktar faċli biex taħdem fuq il-metall, bħall-bdil tal-forma tiegħu. Il-metodi differenti ta ' l-azzar tat-twebbis huma

xogħol kiesaħ

Ix-xogħol bil-kesħa spiss ibiddel il-proprjetajiet tal-azzar jew tal-metalli. Dan il-metodu tat-twebbis tal-azzar sempliċement jinvolvi d-deformazzjoni ta 'metall f'temperatura taħt il-punt tat-tidwib tiegħu. Proprjetajiet bħalma huma s-saħħa tar-rendiment, is-saħħa tat-tensjoni u l-ebusija jiżdiedu, filwaqt li l-plastiċità u d-deformabilità tal-materjal jonqsu. It-twebbis tat-tensjoni, li jirriżulta mill-akkumulazzjoni u t-tħabbil ta 'dislokazzjonijiet waqt id-deformazzjoni tal-plastik, huwa mod essenzjali ta' tisħiħ tal-membri. Għalkemm madwar 90 fil-mija tal-enerġija waqt ix-xogħol kiesaħ tinħela bħala sħana, il-bqija jinħażen fil-kannizzata tal-kristall, u b'hekk tiżdied l-enerġija interna tagħha.

It-twebbis tal-liga solida

It-twebbis tas-soluzzjoni hija ż-żieda ta 'element ta' liga mal-metall bażiku biex tinħoloq soluzzjoni solida. Mal-solidifikazzjoni, il-metall jibbies minħabba l-preżenza tal-atomi tal-liga fil-kannizzata tal-kristall tal-metall bażiku. Id-differenza fid-daqs bejn l-atomi tas-solut u tas-solvent taffettwa l-effettività tas-soluzzjoni solida. Jekk l-atomu tas-solut huwa akbar mill-atomu tas-solvent, jiġu prodotti kampijiet ta 'tensjoni kompressiva. Minflok, jekk l-atomu tas-solvent huwa akbar mill-atomi tas-solut, jiġu prodotti kampijiet ta 'tensjoni tat-tensjoni. L-atomi tas-soluti li jgħawġu l-kannizzata fi struttura tetragonali jikkawżaw ebusija rapida. Eżempju ovvju huwa l-effett tas-cementite fuq l-azzar.

tifi u ttemprar

Fit-tifi, imsejjaħ ukoll it-trasformazzjoni martensitika, l-azzar jissaħħan 'il fuq mit-temperatura kritika għall-firxa ta' l-austenite, miżmuma f'din it-temperatura, u mbagħad imkessaħ malajr jew, aktar spiss, imsaħħan fl-ilma, żejt jew ilma.melħ imdewweb. Għall-azzar ipoeutectoid, it-temperatura tat-tisħin hija 30-50ºC 'il fuq mil-limitu tal-linja tas-solubilità tal-awstenite. Għall-azzar hypereutectoid, it-temperatura hija ogħla mit-temperatura eutectoid. It-tkessiħ jikkawża trasformazzjoni martensitika, li tibbies konsiderevolment l-azzar. Madankollu, l-azzar imwebbes huwa fraġli ħafna. Għalhekk, it-tempra hija meħtieġa biex ittaffi l-istress intern u tnaqqas il-fraġilità. L-ebusija massima tinkiseb meta r-rata tat-tifi hija mgħaġġla biżżejjed biex tiżgura trasformazzjoni sħiħa tal-martensite.

It-twebbis tal-każ (b'kaxxa)

Kif jissuġġerixxi l-isem, it-twebbis tal-każ joħloq wiċċ iebes, meħtieġ biex jirreżisti l-ilbies f'applikazzjonijiet bħal krankxafts, berings u simili. Dan il-metodu tat-twebbis tal-azzar ġeneralment jinvolvi wieħed minn tliet approċċi:

Induzzjoni u ebusija tal-fjamma

Dan huwa trattament tas-sħana differenzjali tal-wiċċ. Il-wiċċ jisħon malajr biex jipprevjeni li ċ-ċentru tal-materjal jiġi affettwat. Il-materjal imbagħad jgħaddi minn tkessiħ ħafna aktar mgħaġġel. B'dan il-mod, livell għoli ta 'martensite huwa żviluppat fuq il-wiċċ.

Ebusija tad-diffużjoni (nitriding)

Hija alterazzjoni tal-kompożizzjoni tal-erja tal-wiċċ. Partiċelli fini iferrxu li jippermettu li gassijiet magħżula jirreaġixxu u jinfirxu fl-azzar. F'dan il-proċess, l-azzar jiġi ttrattat bis-sħana biex tinkiseb struttura martensitika mitfija. Imbagħad jiġi espost għal atmosfera ta' ammonja f'madwar 550°C għal 12-36 sigħat. Elementi żgħar ta 'liga, bħal Al jew Crenhance, jiffavorixxu l-formazzjoni ta' tixrid fin ta 'nitruri, li jżidu b'mod sinifikanti l-ebusija tal-wiċċ u r-reżistenza għall-ilbies. Din il-kompożizzjoni tan-nitrur hija ferm superjuri għal martensite f'termini ta 'ebusija.

carburizing

Tikkonsisti fl-esponiment tal-azzar għal atmosfera karbonuża f'temperatura għolja. L-atmosfera karbonuża tista 'tiġi ġġenerata minn faħam ta' kwalità għolja jew gass naturali dissoċjat. L-atomi tal-karbonju jinfirxu fis-sotto-wiċċ tal-metall, li jirriżultaw f'kaxxa b'ħafna karbonju li, mat-tkessiħ sussegwenti, toħloq wiċċ martensitiku iebes u reżistenti għall-ilbies.

Testijiet tal-ebusija tal-azzar

L-ebusija m'għandhiex unità speċifika ta 'kejl. Pjuttost, huwa deskritt minn numri ta 'indiċi. Hemm diversi testijiet ta 'ebusija u l-indiċi użat biex jiddeskrivi l-ebusija ta' materjal jiddependi fuq it-test użat. Xi testijiet ta 'ebusija komuni huma

Test tal-ebusija Brinell

F'dan it-test, ballun ta 'l-azzar ta' dijametru magħruf huwa applikat bħala tagħbija fuq il-wiċċ tal-materjal. In-numru tal-ebusija Brinell (BHN) imbagħad jiġi kkalkulat bl-użu tal-formula fit-tabella hawn taħt. Id-dijametru tal-impressjoni li tirriżulta huwa mkejjel; flimkien mad-dijametru tal-ballun tal-azzar, il-BHN huwa kkalkulat.

Test tal-ebusija Vickers

Fit-test tal-ebusija Vickers, it-tagħbija hija piramida tad-djamanti b'bażi ​​kwadra. Din it-tagħbija tiġi applikata fuq il-wiċċ tal-materjal għal madwar 30 sekonda. Iż-żona tal-impressjoni piramidali hija kkalkulata u użata biex tikkalkula l-ebusija tal-metall.

Test tal-mikroebusija Knoop

Dan it-test tal-ebusija huwa speċifiku għal folji rqaq jew materjali fraġli ħafna. Ponta tad-djamant piramidali toħloq indentazzjoni żgħira ħafna fil-materjal. L-indentazzjoni magħmula mbagħad tiġi studjata taħt mikroskopju u użata biex tiġi kkalkulata l-ebusija tal-materjal.

Test tal-ebusija Rockwell

L-ebusija Rockwell ġiet żviluppata biex titkejjel id-differenza fl-ebusija tal-azzar qabel u wara t-trattament bis-sħana. L-indenter jista 'jkun ballun tal-azzar jew indenter sferiku tad-djamanti. L-ebusija titkejjel billi jiġi ddeterminat il-fond tal-penetrazzjoni fil-materjal. Żewġ tagħbijiet huma normalment applikati. Tagħbija aktar baxxa biex tagħmel impressjoni inizjali u tagħbija ogħla biex tikkawża l-penetrazzjoni prinċipali.

Tipi ta 'azzar li jistgħu jiġu mwebbsa

L-Istitut Amerikan tal-Ħadid u l-Azzar (AISI) jikklassifika l-azzar f’erba’ gruppi ewlenin:

azzar tal-karbonju

Azzar liga

Azzar li ma jsaddadx

azzar tal-għodda

L-elementi bażiċi ta 'l-azzar huma ħadid u karbonju. Madankollu, ammonti varji ta 'karbonju u elementi oħra ta' liga jiddeterminaw il-proprjetajiet ta 'kull grad. Il-kontenut tal-karbonju ta 'kwalunkwe azzar jiddetermina l-ebusija tiegħu kif ukoll l-ebusija massima li tista' tinkiseb. Dan hu veru speċjalment fil-każ tat-tifi, peress li l-karbonju jiffavorixxi l-formazzjoni tal-martensite.

Azzar tal-karbonju (UNS G{{0}}G15900, DIN 1.0xx)

Azzar tal-karbonju huma ligi tal-ħadid li fihom sa 2 fil-mija tal-karbonju. Ħafna drabi jkun fihom traċċi ta 'elementi ta' liga li jtejbu ċerti proprjetajiet. Ibbażat fuq l-ammont attwali ta 'karbonju li jkun fihom, l-azzar tal-karbonju jista' jiġi kklassifikat fi azzar b'karbonju baxx, azzar b'karbonju medju, u azzar b'karbonju għoli.

azzar b'karbonju baxx

Magħruf ukoll bħala azzar ħafif, fih bejn {{0}}.08 u 0.35 fil-mija tal-karbonju. Minħabba l-kontenut baxx ta 'karbonju tagħhom, l-azzar b'karbonju baxx ma jiksaħx jibbies. Madankollu, jistgħu jiġu mwebbsa bil-karburizzazzjoni.

azzar tal-karbonju medju

Dawn l-azzar fihom bejn {{0}}.35 fil-mija u 0.5 fil-mija karbonju. Huma aktar b'saħħithom minn azzar b'karbonju baxx, iżda huma aktar diffiċli biex jaħdmu. Azzar tal-karbonju medju huma mwebbsa faċilment bit-tifi. Meta liga b'ammonti traċċi ta 'manganiż, it-twebbis tagħhom tiżdied. Azzar tal-karbonju medju huma wkoll imwebbes għal applikazzjonijiet fejn ir-reżistenza għall-ilbies hija kritika, bħal krankxafts.

azzar b'karbonju għoli

Azzar b'karbonju għoli fihom aktar minn 0.5 fil-mija tal-karbonju. Dan it-tip ta 'azzar huma reżistenti ħafna minħabba l-kontenut għoli ta' karbonju. Normalment huma mwebbsa bit-tifi. Madankollu, dan jagħmilhom pjuttost fraġli, għalhekk it-temprar huwa meħtieġ.

Azzar liga (UNS G13300-G98500, DIN 1.2xxx)

Minbarra l-kontenut tal-karbonju, il-kompożizzjoni kimika hija fattur ieħor li jaffettwa t-twebbis tal-azzar. Azzar liga fihom ammonti varji ta 'ram, nikil, manganiż, boron, u vanadju. Dawn l-azzar huma reżistenti ħafna bit-tifi. Dan huwa minħabba li l-elementi tal-liga jtardjaw id-dekompożizzjoni tal-awstenite, u b'hekk faċilment jiffurmaw martensite fl-azzar illigat. It-twebbis ta 'soluzzjoni solida huwa wkoll mod effiċjenti u komuni ta' twebbis ta 'azzar liga.

Azzar li ma jsaddadx (UNS S00001-S99999, DIN 1.4xxx)

Azzar li ma jsaddadx huma azzar li fihom bejn 10 u 20 fil-mija kromju bħala l-element ewlieni tal-liga. Huma reżistenti ħafna għall-korrużjoni u l-erożjoni. Skont l-istruttura u l-kompożizzjoni tagħhom, l-istainless steel jistgħu jiġu kklassifikati bħala

Awstenitiku

Azzar awstenitiku tipikament fihom ħadid, 18 fil-mija kromju, 8 fil-mija nikil, u inqas minn 0.8 fil-mija karbonju. Huma l-aktar tip użat ta 'azzar li ma jissaddadx. Azzar awstenitiku mhumiex manjetiċi jew ittrattati bis-sħana. Madankollu, huma mwebbsa faċilment minn xogħol kiesaħ.

Ferritiċi

Dawn l-azzar tipikament fihom inqas minn 0.1 fil-mija karbonju, bejn 12 u 17 fil-mija kromju, u traċċi ta' nikil. Azzar ferritiku huma manjetiċi iżda ma jistgħux jiġu mwebbsa bi trattament bis-sħana. Ix-xogħol bil-kesħa huwa metodu effettiv biex iwebbeshom.

Martensitiku

Minħabba l-istrutturi interni tagħhom, l-azzar martensitiku huwa pjuttost iebes. Dawn l-azzar fihom sa 1.2 fil-mija tal-karbonju, flimkien ma' 12-17 fil-mija kromju. Minħabba l-kontenut tal-karbonju relattivament għoli tagħhom, l-azzar martensitiku huwa mwebbes faċilment permezz ta 'trattament bis-sħana.

Duplex

Azzar duplex għandhom kemm mikrostrutturi ferritiċi kif ukoll awstenitiċi. Dawn l-azzar huma mwebbsa permezz ta 'trattament bis-sħana jew ebusija.

Preċipitazzjoni Ebusija

Azzar li jwebbsu bi preċipitazzjoni huma azzar li ma jissaddadx li fihom kromju, nikil, u elementi oħra ta 'liga bħal ram, aluminju u titanju. Dawn l-elementi tal-liga jippermettu li l-istainless steel jiġi mwebbes permezz ta 'trattament bis-sħana tas-soluzzjoni u tixjiħ. Jistgħu jkunu awstenitiċi jew martensitiċi.

Azzar tal-għodda ( UNS T00001-T99999; DIN 1.23xx, 1.27xx, 1.25xx)

Kif jissuġġerixxi l-isem, l-azzar tal-għodda huma komunement użati fil-manifattura ta 'għodod, bħal għodod tal-qtugħ u tat-tħaffir. Normalment ikun fihom tungstenu, kobalt, vanadju u molibdenu. Dawn l-għodda jistgħu jiġu mwebbsa permezz ta 'xogħol kiesaħ u wkoll permezz ta' trattamenti tas-sħana bħal quenching.

Tipi ta 'azzar u l-aktar metodu ta' ebusija adattat tagħhom