Language
Country/Area
No result found
Почему металл затвердевает? Исследуйте загадочный процесс термообработки!
Твердость металла часто тесно связана со средой, в которой он используется, будь то строительство, производство или повседневные практические инструменты, твердость является одним из ключевых физических свойств. Но знаете ли вы, что твердость металла можно регулировать с помощью ряда процессов термообработки? Термическая обработка не только упрочняет металл, но и влияет на другие его важные свойства, такие как прочность, ударная вязкость, пластичность и т. д. В этой статье мы рассмотрим основные принципы термической обработки и ее важную роль в процессе закалки металлов.
Основные понятия термической обработки
Термическая обработка — совокупность процессов промышленной, термической и металлообработки, направленных на изменение физических, а в некоторых случаях и химических свойств материалов. Основные применения термической обработки сосредоточены в металлургической области. Общие методы обработки включают отпуск, поверхностную закалку, дисперсионное упрочнение и т. д.
Физический процесс: изменения микроструктуры
Микроструктура металлических материалов состоит из мелких частиц, называемых «зернами» или кристаллами. Свойства зерен (такие как размер и состав зерен) являются одним из эффективных факторов, определяющих механическое поведение металлов. Термическая обработка позволяет эффективно контролировать скорость диффузии и скорость охлаждения зерен, тем самым управляя свойствами металла.
Термическая обработка может изменить механические свойства металлических сплавов, такие как твердость, прочность, ударная вязкость, пластичность и эластичность.
Механизм термообработки
Во время термообработки металлы нагревают или охлаждают, часто до экстремальных температур, для достижения желаемых изменений свойств. Эти изменения температуры вызывают изменение кристаллической структуры металла, в результате чего твердость увеличивается или уменьшается. Два основных механизма включают механизмы образования мартенсита и механизмы диффузии, оба из которых могут существенно изменить свойства сплава.
При быстром охлаждении металла нерастворенным атомам может не хватить времени для миграции из раствора, что приводит к структурным изменениям, известным как «недиффузионное превращение».
Влияние состава сплава
Конкретный состав системы сплавов может оказать существенное влияние на результаты термообработки. Когда процентное содержание каждого компонента в сплаве находится в соответствующем диапазоне, сплав образует единую непрерывную микроструктуру. Если компоненты несбалансированы, одновременно может образовываться множество различных микроструктур; Например, сплавы с содержанием углерода менее 0,77% называются субэвтектическими сплавами, а сплавы с содержанием углерода выше — заэвтектическими.
Метод термообработки
Существует множество методов термообработки, наиболее распространенные методы включают в себя:
<ул>Общие процессы термообработки
На примере стальных сплавов различные количества компонентов сплава нагреваются до стадии аустенита, а затем закаливаются для быстрого преобразования мартенситной структуры. Этот процесс может повысить твердость сплава, но снизить его пластичность. Например, сталь, содержащая определенную долю углерода, будет иметь различную микроструктуру в правильном температурном диапазоне.
Конец: важность мышления
Процесс термообработки касается не только физических изменений, но также зерен, состава сплава и различных образующихся микроструктур. Освоение этих знаний позволит инженерам принимать более эффективные решения при обработке металлов. В своей повседневной жизни вы когда-нибудь осознавали, что за, казалось бы, обычными металлическими предметами скрывается так много научных загадок?
