Xử lý nhiệt là một quá trình quan trọng trong khoa học vật liệu, chủ yếu được sử dụng để thay đổi tính chất vật lý và cơ học của vật liệu, Đặc biệt là kim loại. Quá trình này liên quan đến việc sưởi ấm và làm mát có kiểm soát để đạt được các đặc điểm mong muốn như tăng cường sức mạnh, độ cứng, độ dẻo, hoặc chống mặc. Ở đây, một phân tích chi tiết về các giai đoạn của quá trình xử lý nhiệt.
Sưởi ấm (Austenitizing)
- Khách quan: Để làm nóng vật liệu đến một nhiệt độ cụ thể trong đó cấu trúc của nó thay đổi thành Austenite (trong thép).
- Quá trình:
- Vật liệu dần được làm nóng trong lò.
- Tốc độ gia nhiệt phụ thuộc vào loại vật liệu và tính chất mong muốn.
- Nhiệt độ thường cao hơn nhiệt độ tới hạn (AC3 đối với thép hypoeutectoid và AC1 đối với thép hypereutectoid).
- Cân nhắc:
- Hệ thống sưởi đồng nhất để tránh căng thẳng nhiệt.
- Nhiệt độ và thời gian giữ là rất quan trọng để đảm bảo chuyển đổi hoàn toàn thành Austenite.
Ngâm
- Khách quan: Để giữ vật liệu ở nhiệt độ austenitizing để đảm bảo nhiệt độ đồng đều trong suốt vật liệu.
- Quá trình:
- Vật liệu được giữ ở nhiệt độ mục tiêu trong một khoảng thời gian được xác định trước.
- Thời lượng phụ thuộc vào kích thước và thành phần của vật liệu.
- Cân nhắc:
- Thời gian ngâm đầy đủ để đảm bảo cấu trúc đồng nhất.
- Tránh quá nóng, điều này có thể dẫn đến sự phát triển hạt.
Làm mát (Làm dịu đi)
- Khách quan: Để làm mát nhanh vật liệu để biến austenite thành martensite hoặc các cấu trúc khác để đạt được các tính chất cơ học mong muốn.
- Quá trình:
- Vật liệu được làm mát nhanh trong môi trường làm nguội (Nước, dầu, không khí, hoặc chất làm thủ công chuyên dụng).
- Tốc độ làm mát phải đủ để bỏ qua phạm vi biến đổi ngọc trai hoặc bainite.
- Cân nhắc:
- Tránh bẻ khóa vì sốc nhiệt.
- Chọn một phương tiện làm nguội thích hợp để kiểm soát tốc độ làm mát.
Ủ
- Khách quan: Để giảm độ giòn và cải thiện độ dẻo dai của vật liệu dập tắt.
- Quá trình:
- Vật liệu được hâm nóng đến nhiệt độ dưới điểm tới hạn và được giữ trong một thời gian xác định.
- Nhiệt độ và thời lượng phụ thuộc vào sự cân bằng mong muốn giữa độ cứng và độ bền.
- Cân nhắc:
- Kiểm soát cẩn thận nhiệt độ để đạt được hiệu ứng ủ mong muốn.
- Có thể sử dụng nhiều chu kỳ ôn hòa để kiểm soát tài sản chính xác.
Lão hóa (cho một số hợp kim nhất định)
- Khách quan: Để đạt được lượng mưa cứng trong một số hợp kim nhất định (ví dụ., nhôm, Titan, Và một số thép không gỉ).
- Quá trình:
- Vật liệu được làm nóng đến nhiệt độ trung gian và được giữ trong một thời gian dài.
- Điều này cho phép hình thành các kết tủa tốt tăng cường vật liệu.
- Cân nhắc:
- Kiểm soát đúng nhiệt độ lão hóa và thời gian để tối ưu hóa sự phân bố và kích thước của các kết tủa.
Ủ (không bắt buộc)
- Khách quan: Để làm mềm vật liệu, cải thiện độ dẻo, và giảm bớt căng thẳng nội bộ.
- Quá trình:
- Vật liệu được làm nóng đến nhiệt độ cụ thể, tổ chức trong một khoảng thời gian, Và sau đó làm mát từ từ, Thường trong lò.
- Cân nhắc:
- Đảm bảo sưởi ấm đồng đều và làm mát chậm để đạt được đồng nhất, cấu trúc không căng thẳng.
Bình thường hóa (không bắt buộc)
- Khách quan: Để tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện tính đồng nhất của cấu trúc và tính chất vi mô.
- Quá trình:
- Vật liệu được làm nóng đến nhiệt độ trên điểm tới hạn, được tổ chức để đạt được đồng nhất austenite, Và sau đó làm mát bằng không khí.
- Cân nhắc:
- Đảm bảo sưởi ấm đồng đều và làm mát không khí để có được, Hạt đồng đều.
Những điểm chính cần xem xét trong điều trị nhiệt
- Thành phần vật liệu: Các hợp kim và kim loại khác nhau phản ứng khác nhau với các quá trình xử lý nhiệt.
- Kiểm soát nhiệt độ: Kiểm soát chính xác nhiệt độ trong mỗi giai đoạn là rất quan trọng đối với kết quả mong muốn.
- Tỷ lệ làm mát: Sự lựa chọn tốc độ làm mát và trung bình ảnh hưởng đáng kể đến các thuộc tính cuối cùng.
- Thay đổi vi cấu trúc: Hiểu các biến đổi pha và thay đổi cấu trúc vi mô trong quá trình sưởi ấm và làm mát là điều cần thiết.
- Tính chất cơ học: Các tính chất cơ học mong muốn (độ cứng, độ dẻo dai, sức mạnh) Hướng dẫn lựa chọn các thông số xử lý nhiệt.
Bằng cách quản lý cẩn thận các giai đoạn này, Các nhà sản xuất có thể điều chỉnh các thuộc tính của vật liệu để đáp ứng các tiêu chí hiệu suất cụ thể cho các ứng dụng khác nhau.
