Zakaj je C61400 toplotno obdelan
C61400 je kovani aluminijev bron, ki se pri hladni obdelavi hitro strdi. Valjanje, vlečenje, upogibanje in oblikovanje povečujejo njegovo trdnost in zmanjšujejo njegovo duktilnost, dokler nadaljnja deformacija ne povzroči razpok. Toplotna obdelava je postopek, ki povrne material v stanje, v katerem ga je mogoče ponovno oblikovati ali strojno obdelati, in je tudi način, s katerim se preostale napetosti, ki jih pustijo oblikovanje, strojna obdelava ali varjenje, zmanjšajo, preden se komponenta začne uporabljati.
Praktični cilji tega razreda so torej skromni, a bistveni: zmehčanje hladno obdelane strukture z rekristalizacijo, izravnava in izboljšanje zrnate strukture, razbremenitev notranjih napetosti ter obnovitev žilavosti in korozijskega obnašanja, ki ju površina potrebuje med uporabo. Toplotna obdelava ne spremeni kemične sestave in ne more pretvoriti zlitine v drugo kakovost.
Žarjenje C61400
Glavna toplotna obdelava C61400 je žarjenje. Mehko ali rekristalizacijsko žarjenje se izvede pri dovolj visoki temperaturi, da omogoči novim zrnom,-brez napetosti, nukleacijo in rast skozi hladno obdelano strukturo, vendar dovolj nizki, da ostane poznejša rast zrn nadzorovana. Prenizka temperatura pusti delno prekristalizirano strukturo z neenakomernimi lastnostmi; previsoka temperatura povzroči groba zrna ter izgubo trdnosti in žilavosti, ki je ni mogoče obnoviti s poznejšo obdelavo.
Po namakanju se material kontrolirano ohladi in nato očisti. Aluminijev bron pri temperaturi zlahka oksidira, tako da površina nosi težek, trdoživ oksid, ki ga je treba odstraniti z luženjem ali mehanskimi sredstvi, preden se del pregleda ali da v uporabo, sicer postane plast oksida mesto za lokaliziran napad.
Če je bil deformiran samo del komponente, se lahko žarjenje uporabi za celoten kos ali lokalno, vendar je treba lokalno obdelavo načrtovati tako, da prehodno območje ne ostane v neugodnem stanju, saj lahko ostra sprememba velikosti zrn in trdote poleg neogrevanega odseka koncentrira napetost med delovanjem.
Razbremenitev in obdelava po -varjenju
Obdelava za razbremenitev se izvaja pri izrazito nižji temperaturi kot popolno mehko žarjenje in je namenjena le sprostitvi preostalih napetosti, ne pa prekristalizaciji strukture. Nanese se na vlečeno cev, preden se ta zvije v cevno ploščo, na strojno obdelano palico in na oblikovane sklope, in je standardni korak po varjenju, kjer ima ogrevana cona preostalo napetost in spremenjeno mikrostrukturo.
Prednosti so praktične: komponenta z zmanjšano napetostjo ohranja svoje dimenzije med nadaljnjo strojno obdelavo, se upira deformacijam med sestavljanjem in je veliko manj dovzetna za pokanje zaradi korozije pod napetostjo v mokrem okolju, ki vsebuje klorid. Za cev, razširjeno v cevno ploščo, je razbremenitev razširjenih koncev eden najučinkovitejših razpoložljivih ukrepov proti razpokanju med uporabo.
Nadzorovanje temperature, časa in atmosfere
| Parameter | Vpliv na rezultat |
|---|---|
| Temperatura namakanja | Nastavi, ali do rekristalizacije sploh pride in ali rast zrn ostane v sprejemljivih mejah |
| Čas zadrževanja | Določa, kako popolnoma se struktura rekristalizira in kako enakomerno odsek doseže temperaturo |
| Hitrost ogrevanja in hlajenja | Nadzoruje deformacijo, preostalo napetost in, v debelih delih, enakomernost končne strukture |
| Atmosfera peči | Omejuje oksidacijo in nastajanje vodnega kamna; izključiti je treba kontaminacijo z gorivi, ki vsebujejo žveplo |
| Debelina odseka | Debeli deli potrebujejo daljše namakanje in počasnejše segrevanje, da se izognete temperaturnemu gradientu skozi kos |
| Praksa nalaganja | Prosta podpora dolge cevi in palice preprečuje povešanje in označevanje, medtem ko je kovina mehka |
Merjenje temperature in enakomernost sta odločilni, kajti nekaj deset stopinj v napačno smer lahko pomeni bodisi nepopolno zmehčan izdelek bodisi razraščeno zrnato strukturo. Peč je treba pregledati, obremenitev z instrumenti, tako da se spremlja najhladnejši del, in obdelavo zabeležiti, tako da je mogoče rezultat slediti nazaj do serije.
Česa toplotna obdelava ne zmore
Na to zlitino se včasih veže več pričakovanj, ki jih metalurgija ne podpira. C61400 ni razred za precipitacijsko utrjevanje v smislu nikelj-aluminijevih bronov ali zlitin, ki vsebujejo berilij: ne pridobi na trdnosti z ločeno obdelavo raztopine in zaporedjem staranja in ni uporabnega odziva na staranje, ki bi ga bilo mogoče razviti v cevi izmenjevalnika toplote ali strojno obdelani puši.
Prav tako zlitina ni utrjena s kaljenjem na način jekla. Prakse hitrega hlajenja, izposojene iz prakse jekla, v tem razredu ne ustvarijo trde strukture, odporne proti obrabi; preprosto dodajo deformacijo, preostalo napetost in nevarnost pokanja. Kadar se zahteva večja trdota ali odpornost proti obrabi, jo je treba doseči z določitvijo drugačnega razreda ali drugačne temperature, namesto da bi poskušali pogasiti material. Toplotna obdelava C61400 je operacija mehčanja, razbremenitve napetosti in nadzora strukture, zato je treba celoten postopek načrtovati na tej podlagi.
Prijave in preverjanje
V praksi tukaj opisane obdelave podpirajo proizvodnjo cevi kondenzatorja in toplotnega izmenjevalnika, delov črpalk in ventilov, obrabnih komponent in oblikovanih sklopov. Vmesno žarjenje omogoča večstopenjsko vlečenje in oblikovanje; končna razbremenitev ščiti ekspandirane cevne spoje in strojno obdelane dele; obdelava po-varju ščiti spoje v cevovodih in posodah.
Preverjanje obdelane serije je preprosto: preskus trdote in natezne trdnosti pokažeta, ali je bila dosežena predvidena mehkoba, mikroskopski pregled odseka pokaže velikost zrn in popolnost rekristalizacije, preverjanje dimenzij pa potrdi, da je popačenje ostalo v toleranci. Zapis o obdelavi, mehanski rezultati in pregled strukture skupaj dokazujejo, da je bil postopek pravilno izveden.
pogosta vprašanja
V: Kakšen je namen toplotne obdelave za C61400?
Z rekristalizacijo zmehča hladno obdelano strukturo, razbremeni preostale napetosti in obnovi duktilnost, tako da je material mogoče nadalje oblikovati, obdelovati ali varno dati v uporabo.
V: Ali se C61400 odziva na staranje?
Št. C61400 ni razred za padavinsko utrjevanje in ni ločene rešitve in obdelave s staranjem, ki bi koristno povečala njegovo trdnost.
V: Ali je mogoče C61400 utrditi s kaljenjem?
Ne. Kaljenje v tej zlitini ne ustvari trdne strukture, odporne proti obrabi, temveč povzroči popačenje in preostalo napetost, zato ni priporočljiva praksa.
V: Kakšna je razlika med žarjenjem in razbremenitvijo stresa?
Žarjenje rekristalizira hladno obdelano strukturo pri višji temperaturi, da se kovina zmehča, medtem ko razbremenitev napetosti uporablja nižjo temperaturo za sprostitev notranje napetosti brez spreminjanja zrnate strukture.
V: Zakaj je treba po segrevanju odstraniti oksid?
Aluminijev bron pri temperaturi tvori težko, trdovratno lestvico, ki jo pustimo na mestu, ustvari mesta za lokalno korozijo in skrije površinske napake pred pregledom.
V: Kako se preveri toplotno obdelana serija?
S preskušanjem trdote in natezne trdnosti, z mikroskopskim pregledom velikosti zrn in prekristalizacijo, z dimenzijskimi pregledi za popačenje in z ohranjanjem zapisov o obdelavi v peči za sledljivost.
