Pregrijavanje i pregorevanje dva su uobičajena nedostatka u obradi metalnih materijala, a imaju značajan utjecaj na performanse i vijek trajanja materijala.
I. Definicija pregrijavanja i prekuhavanja
1. Pregrijavanje
Pregrijavanje se odnosi na metalni materijal u procesu zagrijavanja, zbog previsoke temperature ili predugog vremena držanja, što rezultira fenomenom abnormalnog rasta zrna. Pregrijavanje metalne organizacije postaje grubo, granice zrna oslabljene, mehanička svojstva kao što su čvrstoća, žilavost i druga značajna opadanja. Pregrijavanje se obično javlja u procesu toplinske obrade, zavarivanja ili lijevanja, nedostatak je koji treba strogo kontrolirati u obradi metalnih materijala.
2. prekuhavanje
Prekuhavanje je metalni materijal u procesu zagrijavanja, jer je temperatura previsoka i vrijeme zadržavanja predugo, što rezultira taljenjem ili oksidacijom granica zrna, stvaranjem krhkih faza ili rupa i drugih nedostataka. Prekuhavanje metalne organizacije je ozbiljno oštećeno, mehanička svojstva naglo opadaju ili čak potpuno gube uporabnu vrijednost. Prekuhavanje je izuzetno ozbiljan nedostatak grijanja, jednom kada se dogodi, često je teško naknadnom preradom potpuno vratiti izvorna svojstva materijala.
Drugo, uzroci pregrijavanja i prekuhavanja
1. Uzroci pregrijavanja
- Temperatura zagrijavanja je previsoka: u procesu zagrijavanja metalnih materijala, ako temperatura premaši normalni raspon zagrijavanja materijala, zrno će početi nenormalno rasti.
- Vrijeme držanja je predugo: na visokim temperaturama za dugotrajnu izolaciju, zrno ima dovoljno energije i vremena za rast, što rezultira pregrijavanjem.
- Netočna kontrola opreme za grijanje: regulacija temperature opreme za grijanje nije točna ili je senzor temperature kvar, što rezultira time da je stvarna temperatura grijanja viša od postavljene temperature.
2. Uzroci pregrijavanja
- Temperatura zagrijavanja je previsoka i vrijeme zadržavanja je predugo: kada je temperatura zagrijavanja puno viša od tališta ili kritične temperature materijala, a vrijeme zadržavanja je predugo, granica zrna će se rastopiti ili oksidirati.
- Utjecaj medija za grijanje: U nekim medijima za grijanje, kao što je atmosfera koja sadrži oksidirajuće plinove, metalni materijali skloniji su prekuhavanju.
- Čimbenici samog materijala: određeni metalni materijali osjetljiviji su na pregrijavanje i pregorevanje, poput materijala s visokim udjelom ugljika ili legirajućih elemenata.
III. Učinci pregrijavanja i prekuhavanja
1. Utjecaj na mehanička svojstva
- Pregrijavanje: pregrijavanje metalnih materijala, krupna zrna, oslabljene granice zrna, što rezultira opadanjem čvrstoće, žilavosti i drugih mehaničkih svojstava. U isto vrijeme, pregrijavanje također može dovesti do pogoršanja plastičnosti materijala, performanse obrade su smanjene.
- Prekuhavanje: organizacija prekuhanog metalnog materijala je ozbiljno oštećena, stvaranje lomljive faze ili rupa i drugih nedostataka, što rezultira naglim padom mehaničkih svojstava. Prekuhani materijali često ne mogu podnijeti normalnu obradu i upotrebu opterećenja, pa čak može doći do krhkog loma.
2. Učinci na performanse obrade
- Pregrijavanje: pregrijani metalni materijali zbog grubog zrna, obrada je sklona pukotinama, deformacijama i drugim nedostacima, poteškoće u obradi.
- Prekuhavanje: prekuhani metalni materijali imaju vrlo slabu izvedbu strojne obrade i ne mogu se učinkovito rezati, kovati i obavljati druge obrade.
3. Utjecaj na vijek trajanja
- Pregrijavanje: pregrijanim metalnim materijalima zbog pada mehaničkih svojstava skraćuje se vijek trajanja. Na visokoj temperaturi, visokom tlaku i drugim surovim okruženjima, veća je vjerojatnost da će pregrijani materijali pokvariti.
- Prekuhavanje: prekuhani metalni materijali gotovo su u potpunosti izgubili uporabnu vrijednost, ne mogu izdržati normalno korištenje opterećenja, vijek trajanja je izuzetno kratak.
Četvrto, metoda korekcije pregrijavanja i prekuhavanja
1. Metoda korekcije pregrijavanja
- Normalizacijski tretman: Za pregrijane metalne materijale, normalizirajući tretman može se koristiti za pročišćavanje zrnatosti. Normalizirajući tretman je zagrijavanje materijala na kritičnu temperaturu iznad, zadržavanje određeno vrijeme nakon hlađenja zrakom. Kroz normalizirajući tretman, može eliminirati pregrijanu organizaciju i vratiti normalnu strukturu zrna i mehanička svojstva materijala.
- Tretman žarenjem: Tretman žarenjem također je učinkovita metoda ispravljanja pregrijavanja. Tretman žarenja je zagrijavanje materijala na određenu temperaturu, zadržavanje određeno vrijeme nakon hlađenja u peći. Tretman žarenja može eliminirati unutarnje naprezanje, smanjiti tvrdoću i poboljšati obradivost. Žarenje može biti jednostavna metoda ispravljanja pregrijavanja za određene materijale koji ne zahtijevaju visoku učinkovitost.
- Ponovno zagrijavanje i kaljenje: Za metalne materijale koji zahtijevaju visoku tvrdoću i čvrstoću, kao što su alatni čelik i čelik za ležajeve, ponovno zagrijavanje i kaljenje mogu se koristiti za ispravljanje pregrijavanja. Kaljenje ponovnim zagrijavanjem uključuje zagrijavanje materijala na temperaturu kaljenja, zadržavanje određeno vrijeme i zatim brzo hlađenje. Ponovnim zagrijavanjem i kaljenjem može se postići fina martenzitna organizacija i poboljšati tvrdoća i čvrstoća materijala.
2. Korekcija pregrijavanja
- Prekuhavanje se općenito ne može u potpunosti ispraviti: prekuhavanje je vrlo ozbiljan nedostatak u procesu zagrijavanja metalnih materijala, jednom kada se dogodi, često je teško potpuno vratiti izvorna svojstva materijala naknadnom obradom. Za prekuhane materijale obično se može uzeti samo u otpad ili za druge svrhe i druge mjere.
- Preventivne mjere: Budući da se pregrijavanje ne može potpuno ispraviti, ključno je spriječiti pojavu pregrijavanja. U obradi metalnih materijala, temperaturu zagrijavanja i vrijeme držanja treba strogo kontrolirati kako bi se izbjegla previsoka temperatura ili vrijeme držanja predugo. Istodobno, održavanje i popravak opreme za grijanje treba pojačati kako bi se osigurala točnost i stabilnost kontrole temperature. Osim toga, metode poput zagrijavanja zaštitne atmosfere ili vakuumskog zagrijavanja mogu se koristiti za smanjenje pojave prekomjernog paljenja.
