Ym maes gwyddoniaeth deunyddiau a pheirianneg, mae triniaeth wres yn broses gyffredin a ddefnyddir i addasu priodweddau mecanyddol dur, megis cryfder, caledwch a chaledwch. Trwy reoli cyfraddau gwresogi ac oeri, gellir newid microstrwythur dur i fodloni gofynion cais penodol. Fodd bynnag, nid yw pob math o ddur yn ymateb i driniaeth wres. Ymhlith amrywiol gategorïau dur, mae dur gwrthstaen austenitig fel arfer yn cael ei ystyried yn fath na ellir ei gryfhau trwy ddulliau trin gwres confensiynol fel quenching a thymeru. Bydd y datganiad newyddion hwn yn archwilio'r rhesymau y tu ôl i hyn, nodweddion dur gwrthstaen austenitig, a'i gymwysiadau ymarferol.
Pam na ellir trin gwres ar ddur gwrthstaen austenitig i'w gryfhau
Er mwyn deall pam na ellir trin gwres dur gwrthstaen austenitig, mae angen egluro egwyddor cryfhau triniaeth wres yn gyntaf. Ar gyfer y mwyafrif o ddur, yn enwedig duroedd carbon a rhai duroedd aloi, mae trin gwres yn gweithio trwy drawsnewid eu microstrwythur. Er enghraifft, gall austenitization tymheredd uchel - ac yna quenching cyflym drosi'r microstrwythur yn martensite, sy'n galed ac yn frau. Gall tymer ddilynol addasu'r priodweddau i sicrhau cydbwysedd cryfder a chaledwch. Mae'r broses hon yn dibynnu ar allu'r dur i gael trawsnewidiadau cyfnod o dan amodau tymheredd gwahanol.
Fodd bynnag, mae gan ddur gwrthstaen austenitig ficrostrwythur austenitig sefydlog ar dymheredd yr ystafell. Ei brif elfennau aloi yw cromiwm (16-26%) a nicel (8-24%), sy'n sefydlogi'r cyfnod austenitig hyd yn oed ar dymheredd isel. Yn wahanol i dduroedd eraill, nid yw dur gwrthstaen austenitig yn cael ei drawsnewid yn gyfnod i Martensite yn ystod quenching. Pan gaiff ei gynhesu i dymheredd uchel (ee, 1000-1100 gradd) ac yna ei oeri yn gyflym, mae ei ficrostrwythur yn parhau i fod yn austenitig, ac nid oes newid sylweddol mewn caledwch na chryfder. Felly, ni all prosesau quenching a thymheru confensiynol ei gryfhau.
Dylid nodi y gall dur gwrthstaen austenitig gael proses "anelio datrysiad", ond nid yw hon yn driniaeth wres sy'n cryfhau. Mae anelio datrysiadau yn cynnwys cynhesu'r dur i 1000-1150 gradd i doddi carbidau i'r matrics austenitig, ac yna oeri cyflym i atal dyodiad carbid ar ffiniau grawn. Mae'r broses hon yn gwella ymwrthedd cyrydiad trwy leihau dyodiad carbid, ond nid yw'n cynyddu cryfder; Mewn gwirionedd, gall hyd yn oed leihau caledwch ychydig oherwydd dileu unrhyw waddodion sy'n bodoli eisoes.
Nodweddion dur gwrthstaen austenitig
Er na ellir cryfhau dur gwrthstaen austenitig trwy drin gwres, mae ganddo set o eiddo unigryw sy'n ei wneud yn helaeth mewn amrywiol ddiwydiannau:
Gwrthiant cyrydiad rhagorol: Mae'r cynnwys cromiwm uchel yn ffurfio ffilm cromiwm ocsid trwchus ar yr wyneb, sy'n pasio'r dur ac yn atal cyrydiad pellach. Mae hyn yn ei gwneud yn addas ar gyfer cymwysiadau mewn amgylcheddau llaith, asidig neu halwynog.
Hydwythedd a ffurfioldeb da: Mae ei ficrostrwythur austenitig yn rhoi hydwythedd uchel iddo, gan ganiatáu ar gyfer prosesu hawdd fel plygu, stampio a weldio. Mae hyn yn arbennig o bwysig ar gyfer gweithgynhyrchu cydrannau siâp cymhleth -.
Sefydlogrwydd tymheredd uchel -: Mae'n cynnal ei strwythur austenitig ar dymheredd uchel, gan wrthsefyll ocsidiad a chadw priodweddau mecanyddol. Mae hyn yn ei gwneud yn addas ar gyfer cymwysiadau tymheredd - uchel fel rhannau ffoniant a chyfnewidwyr gwres.
Priodweddau magnetig nad ydynt yn -: Mae'r rhan fwyaf o dduroedd di -staen austenitig yn - magnetig yn y cyflwr aneliedig, sy'n fanteisiol mewn cymwysiadau lle mae angen osgoi ymyrraeth magnetig, megis mewn offer meddygol a chydrannau electronig.
Sut i wella cryfder dur gwrthstaen austenitig
Gan na ellir cryfhau dur gwrthstaen austenitig trwy drin gwres, mae gweithgynhyrchwyr fel arfer yn defnyddio gweithio oer i wella ei gryfder. Prosesau gweithio oer, megis rholio, darlunio, neu stampio, dadffurfio'r dur ar dymheredd yr ystafell, gan achosi cronni dadleoli a chaledu gwaith yn y microstrwythur. Mae hyn yn cynyddu cryfder a chaledwch y deunydd, er y gallai leihau hydwythedd.
Er enghraifft, mae gan 304 o ddur gwrthstaen, dur gwrthstaen austenitig cyffredin, gryfder tynnol o tua 515 MPa yn y wladwriaeth anelio. Ar ôl gweithio oer, gall ei gryfder tynnol gyrraedd 860 MPa neu'n uwch. Mae'r dull hwn yn caniatáu i ddur gwrthstaen austenitig fodloni gofynion cryfder mewn cymwysiadau penodol heb ddibynnu ar drin gwres. Yn ogystal, gellir cryfhau rhai duroedd di -staen austenitig trwy ychwanegu nitrogen, sy'n ffurfio datrysiadau solet gyda'r matrics austenitig i wella cryfder, ond mae hwn yn fesur aloi yn hytrach na thriniaeth wres.
Mathau Cyffredin a Chymwysiadau Dur Di -staen Austenitig
Mae dur gwrthstaen austenitig yn cynnwys graddau hysbys - hysbys fel 304, 316, 321, a 310, pob un â chyfansoddiadau ychydig yn wahanol a senarios cymhwysiad:
304 Dur Di -staen: Y dur gwrthstaen austenitig a ddefnyddir fwyaf, sy'n cynnwys 18% cromiwm ac 8% nicel. Mae'n addas ar gyfer offer prosesu bwyd, offer cegin, ac addurniadau pensaernïol oherwydd ei wrthwynebiad cyrydiad da a'i ffurfioldeb.
316 Dur Di -staen: Yn ychwanegu molybdenwm i 304, gan wella ymwrthedd i gyrydiad pitsio mewn amgylcheddau clorid. Fe'i defnyddir mewn offer morol, tanciau storio cemegol, a dyfeisiau meddygol.
310 Dur Di -staen: Mae ganddo gynnwys cromiwm a nicel uwch (25% Cr, 20% Ni), gan gynnig ymwrthedd ocsidiad tymheredd - uchel rhagorol. Fe'i defnyddir mewn ffwrneisi diwydiannol, offer trin gwres, a systemau gwacáu.
Mae'r cymwysiadau hyn yn manteisio ar wrthwynebiad cyrydiad dur gwrthstaen austenitig, ffurfadwyedd, a sefydlogrwydd tymheredd - uchel - priodweddau nad ydynt yn dibynnu ar driniaeth wres. Hyd yn oed heb wres - cryfhau a achosir, mae ei nodweddion cynhenid yn ei gwneud yn anadferadwy mewn sawl maes.
Cymhariaeth â duroedd eraill y gellir eu trin â gwres
Er mwyn tynnu sylw at unigrywiaeth dur gwrthstaen austenitig, gellir ei gymharu â duroedd sy'n ymateb yn dda i driniaeth wres:
Dur Carbon: Er enghraifft, gellir diffodd a thymheru 1045 o ddur carbon i gynyddu caledwch o 197 Hb i dros 500 hb, gan ei wneud yn addas ar gyfer siafftiau a gerau.
Dur gwrthstaen Martensitig: megis 440C, a all ffurfio martensite trwy ddiffodd, gan gyflawni caledwch uchel (hyd at 58 hrc) ar gyfer torri offer a berynnau.
Dur Alloy: Fel 4140, sy'n cyfuno cryfder uchel a chaledwch ar ôl triniaeth wres, a ddefnyddir mewn rhannau modurol a chydrannau strwythurol.
Mewn cyferbyniad, mae anallu dur gwrthstaen austenitig i gael ei drin â gwres ar gyfer cryfhau yn cael ei ddigolledu gan ei wrthwynebiad cyrydiad a'i ffurfioldeb, gan ei wneud yn ddeunydd cyflenwol mewn cymwysiadau diwydiannol.
Nghasgliad
Mae dur gwrthstaen austenitig yn sefyll allan fel math o ddur na ellir ei gryfhau trwy driniaeth wres confensiynol. Ei ficrostrwythur austenitig sefydlog, sy'n gwrthsefyll trawsnewidiadau cyfnod wrth wresogi ac oeri, yw'r rheswm allweddol. Yn lle dibynnu ar driniaeth wres, mae'n ennill cryfder trwy weithio'n oer ac yn diwallu anghenion diwydiannol gyda'i wrthwynebiad cyrydiad rhagorol, ei ffurfioldeb, a sefydlogrwydd tymheredd - uchel.
Mae deall nodweddion dur gwrthstaen austenitig yn helpu peirianwyr a gweithgynhyrchwyr i ddewis deunyddiau priodol. Mewn cymwysiadau sy'n gofyn am wrthwynebiad cyrydiad a chryfder cymedrol, megis prosesu bwyd ac offer cemegol, mae dur gwrthstaen austenitig yn ddewis delfrydol. Wrth i dechnoleg faterol ddatblygu, gall graddau dur gwrthstaen austenitig newydd wella perfformiad ymhellach trwy optimeiddio aloi, ond mae eu nodwedd sylfaenol o beidio â bod yn wres - y gellir ei drin ar gyfer cryfhau yn aros yr un fath.
I'r rhai sy'n ceisio dur y gellir eu haddasu trwy drin gwres, mae dur carbon, dur aloi, neu ddur gwrthstaen martensitig yn opsiynau gwell. Fodd bynnag, pan fydd ymwrthedd cyrydiad a ffurfioldeb yn cael eu blaenoriaethu, mae dur gwrthstaen austenitig yn parhau i fod yn ddigyffelyb er gwaethaf ei anallu i gael ei drin â gwres.
