Zakaj je potrebno žarjenje ali svetlo žarjenje?

Pri proizvodnji kovinskih materialov je toplotna obdelava zelo pomemben korak. Žarjenje je najpogostejši postopek toplotne obdelave.

Svetlo žarjenje, kot pove že ime, je postopek žarjenja, ki lahko ohrani svetlo stanje materiala.

 

Vendar verjamem, da samo ta razlaga ne bo odpravila vaših dvomov. Zakaj je treba materiale žariti? Zakaj bi bil material pri žarjenju svetel? Kdaj je potrebno svetlo žarjenje?

 

V tem članku bomo razložili celotno stvar od začetka.

Zakaj je treba kovine žariti?

 

Delovno utrjevanje

Da bi material naredili v različne oblike, ga je treba večkrat obdelati. V tem procesu je treba material pogosto deformirati z iztiskanjem, vlečenjem in drugimi postopki. In ta proces deformacije zahteva veliko sile na material. Ta sila se prenese v notranjost kovine, kar povzroči, da kovina po deformaciji ustvari velik in nerazbremenjen pritisk v notranjosti. Ta sila se imenuje stres.

 

Oblikovanje delovnega utrjevanja

Napetost, ki jo povzroči material po deformaciji, lahko naredi material zelo močan. Ta pojav imenujemo delovno utrjevanje. V nekaterih primerih je utrjevanje sredstvo za utrjevanje materiala. Pogosteje pa utrjevanje povzroči, da material postane bolj krhek, zaradi česar je bolj nagnjen k pokanju.

 

Žarjenje

Žarjenje je postopek, pri katerem se material segreje na določeno temperaturo, vzdržuje na tej temperaturi nekaj časa in na koncu ohladi z določeno hitrostjo. Eden od glavnih namenov tega postopka je odpraviti delovno utrjevanje. Med delovnim utrjevanjem. Kovinski atomi se stisnejo zaradi deformacije materiala. To stiskanje skrajša razdaljo med atomi. Skrajšanje razdalje povzroči povečanje odbojnosti med atomi.

 

Postopek žarjenja lahko razumemo kot proces difuzije kovinskih atomov. Pri sobni temperaturi je difuzivnost kovinskih atomov slaba. Pri visokih temperaturah lahko atomi dovolj difundirajo. Vrnite razdalje med atomi v ravnovesje.

 

Žarjeni kovinski material se bo zmehčal. Hkrati se popravi krhkost materiala, ki jo povzroča utrjevanje.

 

Raztopina žarjenja

Za superzlitine material pogosto zahteva žarjenje v raztopini. Raztopinsko žarjenje imenujemo tudi obdelava z raztopino. Gre za poseben postopek žarjenja. Njegov namen ni samo mehčanje materialov. Pri superzlitinah ima lahko obdelava raztopine tudi vlogo pri utrjevanju raztopine in nadzoru velikosti zrn.

 

Za podrobnejši uvod v zdravljenje z raztopino si oglejte naslednji članek:

 

Kaj je trdna raztopina? Zakaj nikljeve zlitine/superzlitine potrebujejo obdelavo z raztopino?

Za različne vrste superzlitin so temperatura žarjenja raztopine, čas in hitrost ohlajanja različni. Za posebne parametre glejte uradne dokumente ali standarde.

 

Zakaj z navadnim žarjenjem material ne ostane svetel?

Po končanem običajnem postopku žarjenja bo površina materiala postala črna. Ta črna snov se imenuje oksidna lestvica. Lahko se sklicujete na spodnjo sliko.

 

Nastajanje oksidnega kamna

Zaradi visoke temperature materiala med postopkom žarjenja element železa zelo zlahka reagira s kisikom v zraku. Pri tem nastajajo železov oksid, železov oksid in železov oksid. To so glavne sestavine oksidne lestvice in so glavni razlog za črnenje površine materiala po žarjenju.

 

Narava oksidnega kamna

Oksidna lestvica je zelo krhka in nima raztezka. Na oksidni lestvici bodo globoke razpoke, ki bodo zmanjšale strukturno stabilnost notranjega kovinskega materiala. Poleg tega bo prisotnost oksidnega kamna zmanjšala odpornost celotnega kovinskega materiala proti koroziji. Večja kot je površina oksidne lestvice, hitrejša je stopnja korozije kovinskega materiala in resnejša je korozija.

 

Kako odstraniti oksidni kamen

Zaradi različnih nevarnosti oksidnih oblog za kovinske materiale je odstranjevanje oksidnih oblog postalo pomemben korak pri predelavi kovinskih materialov. Na splošno sta glavni metodi odstranjevanja vodnega kamna luženje in poliranje.

 

Dekapiranje je kemična metoda površinske obdelave. Njegovo načelo je omogočiti kislini, da reagira z oksidnim kamnom na kovinski površini in s tem razjeda oksidni kamen. Spodnja slika prikazuje površino materiala po luženju.

 

Poliranje je metoda fizikalne površinske obdelave. Njegov princip je, da z brušenjem odstrani oksidno kožo na kovinski površini. Spodnja slika prikazuje površino materiala po poliranju.

 

Zakaj lahko svetleče žarjenje ohrani svetle materiale?

Za razliko od običajnega žarjenja pri svetlem žarjenju ne nastane oksidni kamen. To je tisto, kar ohranja material sijoč. Kot že omenjeno, je nastanek oksidnega kamna posledica reakcije železa s kisikom. Kovine morajo vsebovati železo. Potem je lahko rešitev samo odstranitev kisika med postopkom žarjenja.

 

Svetlo žarjenje je žarjenje v okolju brez kisika. Plin, ki nadomešča kisik, se imenuje zaščitni plin. Zaščitni plini so na splošno: vodna para, amoniak, dušik in vodik. Med njimi je vodik najpogostejši zaščitni plin. Ker ima svetlo žarjenje visoke zahteve glede notranjega okolja žarilne peči, je strošek tega postopka višji kot pri običajnem žarjenju.

 

Zakaj ga ni mogoče žariti in nato polirati?

Morda imate naslednje vprašanje: zakaj je mogoče uporabiti dražji postopek svetlega žarjenja, ker je mogoče oksidne obloge odstraniti z luženjem in poliranjem? Spodaj bomo razložili vsak primer.

 

Tuljava cev

Tuljava je cev z zelo majhnim premerom in zelo dolgo dolžino. Premer tuljave je običajno 2 ~ 8 mm. Dolžina tuljave je pogosto v tisočih. Ta vitka in podolgovata oblika omogoča, da cev zvitka med proizvodnjo ne dopušča nastajanja vodnega kamna.

 

Po eni strani se oksidni kamen ne pojavi samo na zunanji strani cevi med običajnim žarjenjem. Drsti se tudi znotraj cevi. Notranji prostor tuljave je zelo majhen in ustvarjeni oksidni kamen bo zelo verjetno povzročil zamašitev cevovoda. In dolžina na tisoče metrov onemogoča poglabljanje cevovoda.

 

Po drugi strani pa tudi če cev ni zamašena. Prav tako ni praktično odstraniti vodnega kamna po žarjenju. Če se uporabi metoda luženja, kislina ne more v celoti steči v cev. To bo preprečilo odstranitev vodnega kamna v cevi. Metoda poliranja še bolj ne more polirati majhne notranjosti cevi.

 

Žica

Pri žici tudi navadno žarjenje ne izpolnjuje zahtev. Oksidni kamen nastane z reakcijo kisika in železa v kovini. Tvorba oksidnega kamna bo osiromašila komponente kovinske površine.

 

Pri materialu z zelo tankim premerom, kot je žica, ni mogoče prezreti porabe premera žice, zaradi česar toleranca žice ne bo izpolnjevala zahtev. Zato se pri proizvodnji žice pogosto uporablja svetlo žarjenje.

 

Težave z dekarbonizacijo

Svetlo žarjenje rešuje tudi problem razogljičenja med normalnim žarjenjem. Kovine se pri visokih temperaturah razogljičijo. To pomeni, da se bo ogljikov element v kovini izločil iz kovine. Za nekatere kovine to ni sprejemljivo.

 

Stopnja razogljičenja je povezana tudi z okoljem žarjenja. Med njimi je pojav razogljičenja očiten v okolju vodne pare. Pri običajnem postopku žarjenja se vlagi v zraku ni mogoče izogniti. In svetlo žarjenje deluje kot popolna ovira za zrak.

 

Zaključek

Kovine so med obdelavo podvržene delovnemu utrjevanju, žarjenje pa to utrjevanje obnovi.

 

Postopek žarjenja proizvaja oksidne obloge. Ta nastane z reakcijo kisika z železom v kovini.

 

Svetlo žarjenje izolira kisik, kar zagotavlja, da med postopkom žarjenja ne nastajajo oksidne obloge. Ta postopek žarjenja je zelo pogost pri nekaterih oblikah izdelkov majhne velikosti.

 

Izdelujemo natančne materiale iz nikljevih zlitin. Za izdelke majhnih velikosti imamo opremo za svetlo žarjenje za natančno proizvodnjo. Če imate kakršne koli potrebe, prosimo, ne oklevajte in nas kontaktirajte.