Was ist Wärmebehandlung und wie profitieren Teile davon?

Was ist Wärmebehandlung und wie profitieren Teile davon?

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Wärmebehandlungsfabrik

Überblick über die Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung ist ein Prozess, bei dem durch kontrolliertes Erhitzen und Abkühlen die Kristallstruktur von Metallen und Metalllegierungen (wie Stahl und Aluminium) verändert wird.Im Laufe der Zeit wurden viele verschiedene Methoden entwickelt.Je nach Material und Behandlungsprozess kann die Wärmebehandlung viele Vorteile bieten,einschließlich erhöhter Härte, verbesserter Hitzebeständigkeit, verbesserter Duktilität und größerer Materialfestigkeit.

Obwohl die meisten Menschen nicht wissen, was Wärmebehandlung ist, ist sie tatsächlich ein wesentlicher Bestandteil des Herstellungsprozesses.Es kann in verschiedenen Phasen des Herstellungsprozesses verwendet werden, um bestimmte Eigenschaften eines Metalls oder einer Legierung zu verändern.Einige bemerkenswerte Branchen, in denen die Wärmebehandlung eine wichtige Rolle spielt, sind u. aFlugzeuge, Automobile, Hardware(wie Sägen und Äxte),Computer, Raumfahrzeuge, Militär und die Öl- und Gasindustrie.

Wie funktioniert die Wärmebehandlung?

Wärmebehandlungs-Flussdiagramm

Es wurde bereits erwähnt, dass die Wärmebehandlung im Wesentlichen die Veränderung der physikalischen Eigenschaften eines Metalls durch kontrolliertes Erhitzen oder Abkühlen ist, und tatsächlich funktioniert die Wärmebehandlung nach diesem einfachen Prinzip.Obwohl es viele Arten von Wärmebehandlungen gibt, folgen sie einem ähnlichen Prozess.Kurzgesagt,Die Wärmebehandlung funktioniert, indem das Metall erhitzt, auf dieser Temperatur gehalten und dann wieder abgekühlt wird.Der Grund, warum sich die Eigenschaften von Metallteilen während dieses Prozesses ändern, liegt darin, dass hohe Temperaturen die Mikrostruktur des Metalls verändern, die eine wichtige Rolle für die mechanischen Eigenschaften des Materials spielt.

Die Zeitspanne, in der das Metall erhitzt wird, wird als „Einweichzeit“.Die Länge der Einweichzeit spielt eine wichtige Rolle für die Eigenschaften des Metalls, da sich das Gefüge eines lange eingeweichten Metalls anders verändert als das eines kürzer eingeweichten Metalls.Andererseits hat auch der Abkühlprozess nach der Haltezeit einen Einfluss auf das Ergebnis des Metalls.Das Metall kann schnell abgekühlt werden, was als Abschrecken bezeichnet wird, oder es kann in einem Ofen langsam abgekühlt werden, um sicherzustellen, dass die gewünschten Ergebnisse erzielt werden.Die Kombination aus Haltetemperatur, Haltezeit, Abkühltemperatur und Abkühldauer spielen alle eine Rolle bei der Erzeugung der gewünschten Eigenschaften des Metalls oder der Legierung.

Zusammenfassend erfordert der Wärmebehandlungsprozess drei grundlegende Schritte:Erhitzen, Einweichen und Abkühlen.

Die Hitzestadien

Während des Wärmebehandlungsprozesses verändert sich die Mikrostruktur der Legierung.Die Erwärmung folgt einem bestimmten thermischen Profil.An diesem Punkt kann das Metall drei verschiedene Zustände annehmen, eine mechanische Mischung, eine feste Lösung oder eine Kombination aus beiden.Jeder Zustand bringt unterschiedliche Qualitäten und der Zustand kann durch Erhitzen gemäß dem Phasendiagramm geändert werden.

Die Einweichphase

Der Zweck der Einweichphase besteht darin, das Metall auf der richtigen Temperatur zu halten, bis die gewünschte innere Struktur gebildet ist.Die Dauer richtet sich nach den Anforderungen.Zum Beispiel die Art des Materials und die Größe des Teils, wenn die Teilgröße größer ist, wird mehr Zeit benötigt.Der Kern der meisten Teile braucht länger, um die erforderliche Temperatur zu erreichen.

Die Kühlstufe

Während der Abkühlphase müssen Sie das Metall wieder auf Raumtemperatur abkühlen, aber je nach Metallart gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, dies zu tun.Es kann ein Kühlmedium, ein Gas, eine Flüssigkeit, ein Feststoff oder eine Kombination davon erforderlich sein.Die Abkühlgeschwindigkeit hängt vom Metall selbst und vom Kühlmedium ab.Daher ist die Wahl, die Sie bei der Kühlung treffen, ein wichtiger Faktor für die gewünschte Leistung des Metalls.

Gängige Wärmebehandlungsmethoden und Vorteile

Es stehen viele Wärmebehandlungstechniken zur Auswahl.Jeder von ihnen trägt bestimmte Qualitäten.Die gebräuchlichsten Wärmebehandlungsmethoden umfassen:

Härten

Eine der häufigsten Formen der Wärmebehandlung,Dies erhöht die Härte eines Metalls oder einer Legierung und macht es weniger duktil.Beim Randschichthärten ohne anschließende Härteoperationen, oft auch Nitrieren genannt, handelt es sich im Allgemeinen um die Diffusion von Stickstoff in die Oberfläche von Sonderlegierungsstählen, wodurch ohne weitere Behandlung eine harte Oberfläche und ein weicher Kern entstehen.

Anlassen

Anlassen ist der Prozess der Verringerung der übermäßigen Härte und Sprödigkeit, die während des Härteprozesses verursacht wird.Auch innere Spannungen werden abgebaut.Im Allgemeinen ist das Anlassen der letzte Schritt des Härteprozesses.Es ist ein Wärmebehandlungsprozess, der hilft, die Elastizität des Stahls zu verbessern.Eisenbasislegierungen sind in der Regel hart, aber für manche Anwendungen oft zu spröde.Das Anlassen hilft, die Härte, Sprödigkeit und Duktilität des Metalls zu verändern.Dies soll den Vorgang vereinfachen.

Glühen

Durch das Glühen wird das Metall weicher.Dadurch eignet sich das Metall besser zum Kaltumformen und Umformen.Es verbessert auch die Bearbeitbarkeit, Duktilität und Zähigkeit des Metal.Beim Glühprozess wird das Metall über die obere kritische Temperatur erhitzt und dann langsam abgekühlt.

Normalisierung

Normalisieren ist eine andere Form des Glühens.Es ist gewohntbauen Eigenspannungen ab, die durch Prozesse wie Schweißen, Gießen oder Abschrecken entstehen. Normalisierter Stahl ist härter und fester als geglühter Stahl.Dabei wird das Metall auf eine Temperatur erhitzt, die 40 °C über seiner oberen kritischen Temperatur liegt.In diesem Fall wird das Metall auf 200 °F über der Glühtemperatur erhitzt.Der Techniker hält das Metall auf der kritischen Temperatur, bis eine Umwandlung eintritt.Dieser Wärmebehandlungsprozess erfordert eine Luftkühlung nach dem Erhitzen.

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