บทความนี้จะให้รายละเอียดที่ค่อนข้างละเอียดว่าการหลอมการตกผลึกซ้ำคืออะไร นอกจากนี้ เพื่อทำความคุ้นเคย จะพิจารณางานประเภทอื่น ๆ กับเหล็ก ซึ่งปรับปรุงโครงสร้างและความสามารถในการใช้โลหะ ลดความแข็ง และบรรเทาความเครียดภายใน คุณสมบัติหลักทั้งหมดของโลหะผสมขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโลหะผสม และวิธีการที่เปลี่ยนโครงสร้างคือการอบชุบด้วยความร้อน การหลอมผลึกซ้ำและการอบชุบด้วยความร้อนประเภทอื่นๆ ได้รับการพัฒนาโดย D. K. Chernov นอกจากนี้ หัวข้อนี้ได้รับการพัฒนาโดย G. V. Kurdyumov, A. A. Bochvar, A. P. Gulyaev
การรักษาความร้อน
นี่คือการรวมกันของการดำเนินการทำความร้อนต่างๆ ด้วยความช่วยเหลือของอุปกรณ์พิเศษและเทคโนโลยีพิเศษที่มีการถือครองและการระบายความร้อนซึ่งดำเนินการอย่างเคร่งครัดในลำดับที่แน่นอนและภายใต้โหมดที่แม่นยำเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างภายในของโลหะผสม และรับคุณสมบัติที่ต้องการ การอบชุบด้วยความร้อนแบ่งออกเป็นหลายประเภท การหลอมครั้งแรกชนิด ซึ่งใช้สำหรับโลหะและโลหะผสมใดๆ อย่างแน่นอน ไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเฟสในสถานะของแข็ง การหลอมผลึกซ้ำจะใช้เพื่อให้ได้ลักษณะดังต่อไปนี้
เมื่อการหลอมของชนิดแรกถูกทำให้ร้อน การเคลื่อนที่ของอะตอมจะเพิ่มขึ้น ความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของสารเคมีจะถูกกำจัดทั้งหมดหรือบางส่วน และความเครียดภายในจะลดลง ทุกอย่างขึ้นอยู่กับอุณหภูมิความร้อนและระยะเวลาในการถือครอง การระบายความร้อนช้าเป็นลักษณะเฉพาะที่นี่ รูปแบบต่างๆ ของวิธีการนี้คือ การหลอมบรรเทาความเครียดหลังจากการหล่อ การเชื่อมหรือการปลอม การหลอมแบบกระจาย และการหลอมการตกผลึกซ้ำ
การหลอมครั้งที่สอง
การอบอ่อนนี้มีไว้สำหรับโลหะและโลหะผสมที่ได้รับการแปลงเฟสระหว่างการหลอมด้วยสถานะของแข็ง - ทั้งเมื่อถูกความร้อนและเมื่อเย็นลง ในที่นี้ เป้าหมายค่อนข้างกว้างกว่าเป้าหมายโดยการหลอมเหล็กใหม่ด้วยการตกผลึก การหลอมแบบที่สองส่งผลให้โครงสร้างมีความสมดุลมากขึ้นสำหรับการประมวลผลวัสดุต่อไป เม็ดหายไปถูกบดขยี้เพิ่มความหนืดและความเป็นพลาสติกความแข็งและความแข็งแรงลดลงอย่างมาก โลหะดังกล่าวสามารถตัดได้แล้ว การทำความร้อนจะดำเนินการที่อุณหภูมิที่สูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตมาก และการระบายความร้อนจะเกิดขึ้นพร้อมกับเตาเผา - ช้ามาก
การอบชุบด้วยความร้อนรวมถึงการชุบแข็งของโลหะผสมเพื่อความแข็งแรงและความแข็ง ในทางกลับกัน โครงสร้างที่ไม่สมดุลถูกสร้างขึ้น ซึ่งเพิ่มพารามิเตอร์เหล่านี้เนื่องจากซอร์ไบต์ ทรอสไทต์ และมาร์เทนไซต์ อุณหภูมิที่ใช้ก็สูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตเช่นกัน แต่การทำความเย็นเกิดขึ้นที่ความเร็วสูงมาก แบบที่สี่การรักษาความร้อน - การแบ่งเบาบรรเทาซึ่งบรรเทาความเครียดภายในลดความแข็งและเพิ่มความเหนียวและความเหนียวของเหล็กชุบแข็ง เมื่อถูกความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าวิกฤต อัตราการทำความเย็นสามารถเป็นเท่าใดก็ได้ การเปลี่ยนแปลงลดโครงสร้างที่ไม่สมดุล นี่คือวิธีการหลอมการหลอมเหล็กของเหล็ก
เลือกโหมด
การอบชุบทั้งเบื้องต้นและขั้นสุดท้าย ขั้นแรกใช้เพื่อเตรียมคุณสมบัติของวัสดุและโครงสร้างสำหรับการดำเนินงานด้านเทคโนโลยีเพิ่มเติม (การปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป, การตัด, การบำบัดด้วยแรงดัน) การอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้ายทำให้เกิดคุณสมบัติทั้งหมดของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป วิธีเลือกโหมดการหลอมผลึกซ้ำนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการและเป้าหมายของการอบชุบด้วยความร้อน
หมายถึงการให้ความร้อนของโลหะผสมหรือโลหะที่อยู่เหนืออุณหภูมิการตกผลึก และไม่น้อยกว่าหนึ่งร้อยหรือสองร้อยองศา ตามด้วยการสัมผัสที่อุณหภูมินี้เป็นเวลาที่กำหนด การระบายความร้อนเป็นขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการนี้ เทคโนโลยีนี้แบ่งออกเป็นการหลอมแบบเต็มรูปแบบ บางส่วน และการหลอมพื้นผิว และทางเลือกขึ้นอยู่กับจุดประสงค์ของการหลอมเป็นผลึกใหม่
หลอมเต็ม
ในทางปฏิบัติ เรามักจะใช้การอบอ่อนแบบเต็มรูปแบบ แต่ที่นี่คุณต้องให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่าการหลอมและการชุบแข็งเป็นกระบวนการที่แตกต่างกัน ในระหว่างกระบวนการหลอมการตกผลึกซ้ำ ขั้นตอนบางอย่างจะดำเนินการก่อนการทำงานเย็นของโลหะภายใต้ความกดดันเพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานต่อไป หรือการอบอ่อนเป็นประเภทเอาท์พุตของการอบชุบด้วยความร้อน เมื่อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปหรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปมีคุณสมบัติตามที่ต้องการ อาจเป็นการดำเนินการขั้นกลางก็ได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับการกำจัดการชุบแข็งด้วยความเย็นอย่างมีประสิทธิภาพ
สำหรับการละลายที่สม่ำเสมอขององค์ประกอบการผสมในเมทริกซ์และเพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคที่เป็นเนื้อเดียวกันด้วยคุณสมบัติของวัสดุเดียวกัน การหลอมจะดำเนินการในสารละลายพิเศษ โลหะเหล็กต้องการการหลอมใหม่ที่อุณหภูมิระหว่าง 950 ถึง 1200ºC โดยใช้เกลือ Durferrit Glühkohle หรือ Durferrit GS 960.
เป้าหมาย
โดยส่วนใหญ่แล้ว การหลอมเหล็กใหม่จะดำเนินการเพื่อให้โครงสร้างของวัสดุเป็นไปตามพารามิเตอร์ที่ต้องการซึ่งจำเป็นสำหรับการทำงานต่อไป ใช้หลังการบําบัดด้วยแรงกด หากการตกผลึกใหม่ช้ายังไม่ผ่านจนหมด และไม่สามารถขจัดการชุบแข็งได้
เทคโนโลยีดังกล่าวมักใช้สำหรับขดลวดโลหะผสมรีดร้อน โดยที่ฐานเป็นอลูมิเนียม เช่นเดียวกับการรีดเย็นของแผ่น แถบ ฟอยล์จากโลหะผสมต่างๆ และโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (จำเป็นต้องกล่าวถึงในที่นี้ การหลอมชุบนิกเกิลซ้ำ) แท่งและลวด เหล็กขึ้นรูปเย็น และท่อดึงเย็น ขั้นตอนที่แยกต่างหากคือการหลอมในการผลิตผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปและผลิตภัณฑ์จากโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (รวมถึงนิกเกิล)
อุณหภูมิ
วัสดุต่างกันต้องใช้โหมดการอบชุบด้วยความร้อนต่างกัน โดยปกติกระบวนการทั้งหมดจะใช้เวลาไม่เกินหนึ่งชั่วโมงในการหลอมผลึกซ้ำให้เสร็จสิ้น แต่ระบบอุณหภูมิสำหรับโลหะผสมแต่ละชนิดนั้นแตกต่างกันไป ดังนั้นต้องใช้โลหะผสมที่มีแมกนีเซียมเป็นส่วนประกอบตั้งแต่ 300 ถึง 400 ° C โลหะผสมนิกเกิลต้องใช้ตั้งแต่ 800 ถึง 1150 ° C ต้องใช้เหล็กกล้าคาร์บอนตั้งแต่ 650 ถึง 710 ° C ซึ่งจำเป็นต้องมีการหลอมใหม่ ไม่ถึงจุดหลอมเหลวตามธรรมชาติ
อลูมิเนียมอัลลอยด์ไม่ต้องการมากเพียงพอจาก 350 ถึง 430 °C และอลูมิเนียมบริสุทธิ์จะตกผลึกอีกครั้งที่อุณหภูมิ 300 ถึง 500 °C ต้องใช้ไททาเนียมตั้งแต่ 670 ถึง 690 °C สำหรับการตกผลึกใหม่ จาก 700 ถึง 850 °C ต้องใช้ทองแดงและองค์ประกอบนิกเกิล ต้องใช้ทองแดงและทองเหลืองตั้งแต่ 600 ถึง 700 °C และทองแดงบริสุทธิ์น้อยกว่า จะเริ่มการตกผลึกใหม่ตั้งแต่ 500 °C. โหมดการหลอมผลึกซ้ำดังกล่าวจำเป็นสำหรับโลหะและโลหะผสมบางชนิด
การแปรรูปโลหะแพร่
การอบอ่อนประเภทนี้เรียกอีกอย่างว่าการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และดำเนินการเพื่อขจัดผลที่ตามมาของการแยกเดนไดรต์ การหลอมแบบกระจายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเหล็กอัลลอยด์ที่ดัชนีความเหนียวและความเหนียวลดลงเนื่องจากการแยกผลึกในผลึก ซึ่งนำไปสู่การแตกหักแบบแผ่นหรือแบบเปราะ จำเป็นต้องมีโครงสร้างที่สมดุล ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการบำบัดด้วยการแพร่ของโลหะหล่อ นอกจากนี้ยังปรับปรุงทั้งคุณสมบัติทางกลและเพิ่มความสม่ำเสมอของคุณสมบัติตลอดทั้งผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
นี่คือสิ่งที่จะเกิดขึ้นกระบวนการ: เฟสส่วนเกินละลาย องค์ประกอบทางเคมีถูกปรับระดับ รูขุมขนปรากฏขึ้น และเติบโต ขนาดเกรนเพิ่มขึ้น การอบชุบด้วยความร้อนประเภทนี้ต้องใช้โลหะเป็นเวลานานที่อุณหภูมิสูงกว่าวิกฤต (ในที่นี้เราจะพูดถึง 1200 องศาเซลเซียส)
รักษาความร้อนด้วยความร้อน
การอบอ่อนประเภทนี้แนะนำสำหรับโลหะผสมเหล็กที่อุณหภูมิคงที่ ออสเทนไนต์จะสลายตัวเป็นเฟอร์ไรท์และซีเมนต์ในส่วนผสม การสลายตัวดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้ในการหลอมประเภทอื่น ๆ หากมีการระบายความร้อนอย่างค่อยเป็นค่อยไปเนื่องจากอุณหภูมิลดลงอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่อง ดังนั้นความสม่ำเสมอของโครงสร้างจึงเกิดขึ้น เวลาในการอบชุบด้วยความร้อนจึงลดลง
รูปแบบการอบอ่อนด้วยอุณหภูมิความร้อนมีดังต่อไปนี้: ขั้นแรก ให้ความร้อนกับตัวบ่งชี้ที่จะเกินจุดวิกฤตบน 50-70 องศา จากนั้นลดอุณหภูมิลง 150 องศา หลังจากนั้น ส่วนที่ให้ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังเตาเผาหรืออ่างอาบน้ำ โดยจะรักษาอุณหภูมิไว้ไม่เกิน 700 °C ระยะเวลาของขั้นตอนจะขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะและขนาดทางเรขาคณิตของชิ้นส่วน สารประกอบโลหะผสมอาจใช้เวลาหลายชั่วโมง ในขณะที่เหล็กแผ่นคาร์บอนรีดร้อนใช้เวลาไม่กี่นาที
ความแตกต่าง
ด้วยการหลอมเต็ม ทำให้มั่นใจได้ว่าเหล็กจะเกิดการตกผลึกอีกครั้ง บรรเทาโลหะจากข้อบกพร่องทางโครงสร้างต่างๆ เหล็กได้รับคุณสมบัติที่สำคัญและมีลักษณะเฉพาะมากที่สุด ซึ่งจะอ่อนตัวลงสำหรับการตัดในภายหลัง ความต้องการขั้นแรกให้ความร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า Ac3 30-50 องศา อุ่นเครื่อง แล้วค่อยๆ เย็นลง
บ่อยครั้งที่สุด การสัมผัสเป็นเวลาอย่างน้อยครึ่งชั่วโมง แต่ไม่เกินหนึ่งชั่วโมงต่อตันของเหล็กด้วยอัตราการให้ความร้อนที่ 100 องศาเซลเซียสต่อชั่วโมง อัตราการทำความเย็นจะแตกต่างกันไปตามองค์ประกอบของเหล็กและความเสถียรของออสเทนไนต์ หากเย็นตัวเร็ว โครงสร้างที่กระจายตัวของเฟอร์ริติก-ซิเมนไทต์อาจแข็งเกินไป
เย็นลง
อัตราการทำความเย็นถูกควบคุมโดยการทำให้เตาอบเย็นลงโดยค่อยๆ ปิดเครื่องและเปิดประตู ด้วยการหลอมอย่างเต็มที่ สิ่งสำคัญคืออย่าให้โลหะผสมร้อนมากเกินไป การหลอมบางส่วนทำได้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า Ac3 แต่สูงกว่า Ac1 เล็กน้อย
จากนั้นเหล็กจะเกิดการตกผลึกใหม่บางส่วน ดังนั้นจึงไม่สามารถกำจัดข้อบกพร่องได้ นี่คือวิธีบำบัดเหล็กกล้าที่ไม่มีแถบเฟอร์ริติก หากจำเป็นต้องทำให้อ่อนตัวก่อนแปรรูปและตัดต่อไป นอกจากความสมบูรณ์และไม่สมบูรณ์แล้ว ยังมีการหลอมการตกผลึกแบบเท็กซ์เจอร์ไรซ์อีกด้วย
แอปพลิเคชัน
บางครั้งการอบอ่อนช่วยเสริมการทำงานที่ร้อน (เหล็กแผ่นรีดร้อน เช่น อลูมิเนียมอัลลอยด์ จะถูกอบอ่อนก่อนการรีดเย็นเพื่อขจัดงานหนักที่จะเกิดขึ้นตามมาจากการรีดร้อน)
การหลอมประเภทนี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นในการผลิตผลิตภัณฑ์และผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปจากโลหะผสมและโลหะที่ไม่ใช่เหล็กบริสุทธิ์ นี่เป็นการดำเนินการบำบัดความร้อนที่เป็นอิสระอยู่แล้ว เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าแล้ว โลหะที่ไม่ใช่เหล็กจำนวนมากต้องผ่านการทำงานที่เย็น หลังจากนั้นจึงจำเป็นต้องหลอมด้วยการหลอมใหม่
ในวงการ
หากต้องการซีเมนต์ในรูปแบบเม็ด ให้จับโลหะผสมไว้ระหว่างการหลอมจนกว่าการตกผลึกใหม่จะคงอยู่เป็นเวลานาน - หลายชั่วโมง สำหรับการเสียรูปแบบเย็นซึ่งมักจะเกิดขึ้นหลังจากการหลอม จะเป็นรูปแบบเม็ดของซีเมนต์ซึ่งเป็นที่นิยมมากที่สุด ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการตกผลึกซ้ำในกระบวนการเกิดนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชที่ไม่อยู่ในรูป และต้องใช้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด
การหลอมซ้ำในอุตสาหกรรมคือการหลอมเหลวในขั้นต้นเพื่อให้เป็นพลาสติกแก่โลหะผสมหรือโลหะก่อนการทำงานเย็น มีไม่บ่อยนักในช่วงเวลาระหว่างการดำเนินการเปลี่ยนรูปเย็นเพื่อขจัดการชุบแข็ง และยังเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนขั้นสุดท้ายที่เอาท์พุต เพื่อให้ผลิตภัณฑ์หรือผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปได้รับคุณสมบัติที่ต้องการ
มันเกิดขึ้นได้อย่างไร
เมื่อถูกความร้อน โลหะที่ผิดรูปจะเพิ่มการเคลื่อนที่ของอะตอม เมล็ดพืชเก่าถูกยืดออก อ่อนแอ เมล็ดพืชใหม่มีความสมดุลและปราศจากความตึงเครียด เกิดและเติบโตอย่างเข้มข้น พวกมันชนกับของเก่าและตัวยาว ดูดซับพวกมันในการเติบโตจนหายสาบสูญไปโดยสมบูรณ์ การตกผลึกซ้ำของเหล็กและโลหะผสมเป็นเป้าหมายหลักของการหลอมการหลอมใหม่ เมื่อได้รับความร้อนหลังจากถึงอุณหภูมิที่ต้องการ ความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งแรงของวัสดุจะลดลงอย่างรวดเร็วทีเดียว
แต่ความเป็นพลาสติกเพิ่มขึ้น มันทำงานเพื่อปรับปรุงความสามารถในการแปรรูป อุณหภูมิที่การตกผลึกใหม่เริ่มต้นขึ้นเรียกว่าธรณีประตูการตกผลึกซ้ำ เมื่อถึง โลหะจะอ่อนตัวลง อุณหภูมิไม่สามารถคงที่ได้ สำหรับโลหะผสมหรือโลหะโดยเฉพาะ ระยะเวลาในการให้ความร้อน ระดับของการเปลี่ยนรูปล่วงหน้า ขนาดเกรนเริ่มต้น และอื่นๆ อีกมากมายมีบทบาทสำคัญเท่าเทียมกัน