Přehřívání a přepalování jsou dvě běžné vady při zpracování kovových materiálů a mají významný vliv na výkon a životnost materiálu.
I. Definice přehřátí a převaření
1. Přehřátí
Přehřátí se týká kovového materiálu v procesu ohřevu v důsledku příliš vysoké teploty nebo příliš dlouhé doby zdržení, což má za následek abnormální jev růstu zrna. Přehřátí kovové organizace zhrubne, hranice zrn se oslabí, mechanické vlastnosti jako pevnost, houževnatost a další výrazný pokles. K přehřátí obvykle dochází v procesu tepelného zpracování, svařování nebo odlévání, je vadou, kterou je třeba při zpracování kovových materiálů přísně kontrolovat.
2. převaření
Převaření je kovový materiál v procesu ohřevu, protože teplota je příliš vysoká a doba zdržení je příliš dlouhá, což má za následek roztavení nebo oxidaci hranic zrn, tvorbu křehkých fází nebo děr a další defekty. Převařením je kovová organizace vážně poškozena, mechanické vlastnosti prudce klesají, nebo dokonce úplně ztrácí užitnou hodnotu. Přepalování je extrémně závažná tepelná závada, jakmile k němu dojde, je často obtížné zcela obnovit původní vlastnosti materiálu následným zpracováním.
Za druhé, příčiny přehřátí a převaření
1. Příčiny přehřátí
- Teplota ohřevu je příliš vysoká: Pokud v procesu ohřevu kovových materiálů teplota překročí normální rozsah ohřevu materiálu, zrno začne abnormálně růst.
- Doba zdržení je příliš dlouhá: při vysokých teplotách po dlouhou dobu izolace má zrno dostatek energie a času k růstu, což vede k přehřátí.
- Nepřesné ovládání topného zařízení: ovládání teploty topného zařízení není přesné nebo došlo k poruše teplotního čidla, v důsledku čehož je skutečná teplota topení vyšší než nastavená teplota.
2. Příčiny přehřátí
- Teplota ohřevu je příliš vysoká a doba zdržení je příliš dlouhá: když je teplota ohřevu mnohem vyšší než bod tání nebo kritická teplota materiálu a doba zdržení je příliš dlouhá, hranice zrna se roztaví nebo zoxidují.
- Vliv topného média: V některých topných médiích, jako je atmosféra obsahující oxidační plyny, jsou kovové materiály náchylnější k převaření.
- Faktory samotného materiálu: některé kovové materiály jsou citlivější na přehřátí a přepálení, jako jsou materiály s vysokým obsahem uhlíku nebo legující prvky.
III. Účinky přehřátí a převaření
1. Vliv na mechanické vlastnosti
- Přehřívání: přehřívání kovových materiálů, hrubá zrna, oslabené hranice zrn, což má za následek pokles pevnosti, houževnatosti a dalších mechanických vlastností. Současně může přehřátí také způsobit zhoršení plasticity materiálu, snížit výkon zpracování.
- Převaření: převařený materiál je vážně poškozen, tvoří se křehká fáze nebo díry a další vady, což vede k prudkému poklesu mechanických vlastností. Převařené materiály často nevydrží běžné zpracování a použití zátěže a může dokonce dojít ke křehkému lomu.
2. Účinky na výkon zpracování
- Přehřátí: přehřáté kovové materiály v důsledku hrubého zrna, zpracování je náchylné k prasklinám, deformacím a jiným vadám, potíže se zpracováním.
- Převaření: převařené kovové materiály mají velmi špatný výkon při obrábění a nelze je efektivně řezat, kovat a provádět jiné operace zpracování.
3. Vliv na životnost
- Přehřátí: přehřáté kovové materiály v důsledku zhoršení mechanických vlastností se zkrátí životnost. Ve vysokých teplotách, vysokém tlaku a jiných drsných prostředích je pravděpodobnější, že přehřáté materiály selžou.
- Převaření: převařené kovové materiály téměř úplně ztratily užitnou hodnotu, nevydrží běžné zatížení, životnost je extrémně krátká.
Čtyři, metoda korekce přehřátí a převaření
1. Způsob korekce přehřátí
- Normalizační úprava: U přehřátých kovových materiálů lze použít normalizační úpravu ke zjemnění zrna. Normalizační úprava spočívá v zahřátí materiálu na kritickou teplotu vyšší, po určitou dobu po ochlazení vzduchem. Prostřednictvím normalizační úpravy může odstranit přehřátou organizaci a obnovit normální strukturu zrna a mechanické vlastnosti materiálu.
- Ošetření žíháním: Ošetření žíháním je také účinnou metodou korekce přehřátí. Žíhání je zahřátí materiálu na určitou teplotu, držení po určitou dobu po ochlazení v peci. Žíháním lze odstranit vnitřní pnutí, snížit tvrdost a zlepšit obrobitelnost. Žíhání může být jednoduchou metodou korekce přehřívání u určitých materiálů, které nevyžadují vysoký výkon.
- Ohřev a kalení: U kovových materiálů vyžadujících vysokou tvrdost a pevnost, jako je nástrojová ocel a ložisková ocel, lze k nápravě přehřátí použít opětovný ohřev a kalení. Ohřev kalení zahrnuje zahřátí materiálu na kalicí teplotu, jeho udržení po určitou dobu a následné rychlé ochlazení. Opětovným ohřevem a kalením lze dosáhnout jemné martenzitické organizace a zlepšit tvrdost a pevnost materiálu.
2. Korekce přehřátí
- Přepečení obecně nelze zcela napravit: převaření je velmi vážná vada v procesu ohřevu kovových materiálů, jakmile k němu dojde, je často obtížné zcela obnovit původní vlastnosti materiálu následnou úpravou. U převařených materiálů lze obvykle pouze odvézt do šrotu nebo pro jiné účely a jiná opatření.
- Preventivní opatření: Vzhledem k tomu, že přehřátí nelze zcela napravit, je velmi důležité zabránit přehřátí. Při zpracování kovových materiálů by měla být teplota ohřevu a doba zdržení přísně kontrolována, aby se zabránilo příliš vysoké teplotě nebo příliš dlouhé době zdržení. Současně by měla být posílena údržba a opravy topných zařízení, aby byla zajištěna přesnost a stabilita regulace teploty. Kromě toho lze ke snížení výskytu přepálení použít metody, jako je ohřev ochranné atmosféry nebo vakuový ohřev.
