Khung điện thoại thông minh của bạn, bánh xe lửa cao tốc-và thậm chí cả các bộ phận động cơ của tàu vũ trụ-tại sao chúng lại chắc chắn, dẻo dai và bền bỉ trong nhiều năm như vậy? Bí mật nằm ở một quá trình vô hình: xử lý nhiệt. Nó không thay đổi hình dạng mà truyền vào vật liệu một “linh hồn”.
Đây có thể coi là “thuật giả kim” của nền công nghiệp hiện đại.
I. Xử lý nhiệt là gì? Tại sao lại gọi là “nội lực”?
Hãy tưởng tượng một miếng thép như một đội quân. Cấu trúc vi mô sau khi đúc và rèn có thể hỗn loạn và mất trật tự, giống như một nhóm binh lính chưa được huấn luyện. Xử lý nhiệt, thông qua quy trình "làm nóng{2}}giữ-làm mát" chính xác, sắp xếp lại sự hình thành (cấu trúc vi mô) của đội quân này, từ đó giải phóng tiềm năng vốn có của nó.
Cốt lõi của nó nằm ở chỗ: không thay đổi hình dạng và thành phần hóa học của phôi, nó có thể thay đổi hoàn toàn các tính chất cơ học của phôi, chẳng hạn như độ cứng, độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn. Điều này giống như cung cấp cho cùng một người một khóa đào tạo chuyên môn khác nhau, khiến họ trở thành vận động viên chạy nước rút hoặc chuyên gia về sức bền.
II. Bốn quy trình "lửa" để tăng cường thép: Ủ, thường hóa, làm nguội và ủ
Đây là bốn quy trình cơ bản cốt lõi trong xử lý nhiệt tổng thể, được gọi là "Bốn ngọn lửa".
1. Ủ: Làm giãn vật liệu
Cách tiến hành: Làm nóng đến nhiệt độ cao thích hợp rồi làm nguội từ từ.
Mục đích: Để loại bỏ ứng suất bên trong, giảm độ cứng, cải thiện độ dẻo và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình xử lý tiếp theo. Nó giống như mát-xa toàn bộ cơ thể căng thẳng và nghỉ ngơi, chuẩn bị cho buổi tập luyện cường độ-cao tiếp theo (chẳng hạn như tập luyện hoặc luyện tập).
Trong chế tạo: Đây là bước đầu tiên trước khi gia công nhiều chi tiết, đặc biệt là các chi tiết đúc, rèn, phải được ủ để “nới lỏng” chúng.
Quy trình làm việc cụ thể của lò ủ là gì? Giới thiệu lò luyện kim_Bododo
2. Chuẩn hóa: Đồng nhất cấu trúc vi mô
Quy trình: Gia nhiệt sau đó làm mát tự nhiên trong không khí.
Tác dụng: Tương tự như ủ, nhưng làm nguội nhanh hơn một chút, dẫn đến cấu trúc vi mô mịn hơn, độ bền và độ cứng cao hơn một chút so với các bộ phận được ủ.
Mục đích: Thường được sử dụng để cải thiện khả năng gia công của thép cacbon thấp{0}}hoặc làm phương pháp xử lý cuối cùng cho các bộ phận có yêu cầu hiệu suất thấp. Đó là một quá trình “chuẩn hóa” tiết kiệm và hiệu quả.
Bình thường hóa, ủ, làm nguội và ủ: Bạn có biết bốn quy trình xử lý nhiệt này là gì không? - Chí Hồ
3. Làm nguội: Tạo cho vật liệu một “thân thép”
Quy trình: Sau khi gia nhiệt, làm nguội nhanh trong môi trường như nước hoặc dầu.
Kết quả chính: Thu được cấu trúc martensitic, tăng độ cứng và độ bền đáng kể. Đây là bước quan trọng nhất trong quá trình làm cứng thép.
Tuy nhiên, tác dụng phụ: Sau khi tôi, vật liệu trở nên giòn, chịu ứng suất bên trong rất lớn, giống như một chiếc cung được kéo hết cỡ, dễ bị gãy nếu sử dụng trực tiếp.
Mười phương pháp làm nguội trong quy trình xử lý nhiệt, bạn biết được bao nhiêu? - OFweek Mạng điều khiển công nghiệp
4. Ủ: Việc "phải-làm" sau khi ủ
Quy trình: Hâm nóng phôi đã nguội đến nhiệt độ thấp hơn (150-650 độ), giữ ở nhiệt độ đó và sau đó làm mát.
Mục đích: Loại bỏ độ giòn và ứng suất bên trong, điều chỉnh hiệu suất tổng thể. Các bộ phận không được tôi luyện là vật liệu nguy hiểm. Bằng cách ủ ở các nhiệt độ khác nhau, có thể tìm thấy sự cân bằng tối ưu giữa độ cứng, độ bền và độ dẻo dai.
Sự kết hợp quan trọng: Làm nguội + Xử lý ủ ở nhiệt độ-cao =. Đây là phương pháp cổ điển để đạt được các đặc tính cơ học toàn diện xuất sắc (cả bền và dai), được sử dụng rộng rãi trong các bộ phận quan trọng như trục và bánh răng.
Mục đích của việc ủ là gì? Các phương pháp ủ nhiệt thường được sử dụng là gì? Cấu trúc vi mô và đặc tính hiệu suất của chúng là gì? - Trải nghiệm Baidu
Ghi nhớ đơn giản: Ủ để có độ mềm, chuẩn hóa để có độ đồng nhất, làm nguội để có độ cứng, ủ để có độ dẻo dai.
III. Không chỉ là "Bốn đám cháy": Xử lý nhiệt bề mặt và hóa học
Đối với nhiều bộ phận, chúng ta chỉ cần một lớp bề mặt cứng và{0}}chống mài mòn trong khi vẫn duy trì được độ bền bên trong. Điều này đòi hỏi các quy trình phức tạp hơn.
Xử lý nhiệt bề mặt: Chẳng hạn như làm cứng cảm ứng, sử dụng dòng điện tần số cao -để làm nóng ngay lập tức bề mặt của bộ phận rồi làm nguội nhanh chóng, chỉ "làm cứng" lớp bề mặt. Thường được sử dụng cho bề mặt răng bánh răng và các tạp chí.
Xử lý nhiệt hóa học: Các bộ phận gia nhiệt trong một môi trường cụ thể cho phép các nguyên tố như carbon và nitơ xâm nhập vào bề mặt, làm thay đổi thành phần hóa học của chúng.
Chế hòa khí: Việc thêm cacbon vào bề mặt thép có hàm lượng cacbon thấp-sẽ mang lại bề mặt cứng, chống mài mòn-và độ dẻo dai của lõi tốt sau khi tôi. Đây là công nghệ cốt lõi cho hộp số ô tô.
Thấm nitơ: Hình thành lớp nitrit có độ cứng cao,-chống mài mòn và ăn mòn-cao trên bề mặt với mức độ biến dạng tối thiểu. Một quy trình quan trọng dành cho trục chính của máy công cụ chính xác và các bộ phận động cơ aero{4}}.
Quy trình xử lý nhiệt cacbon hóa, làm nguội và tôi luyện bánh răng có độ bền cao - Danyang Electric Furnace Factory Co., Ltd.
IV. Xử lý nhiệt và sản xuất tiên tiến: Nền tảng đằng sau sự chính xác
Trong-sản xuất cao cấp, xử lý nhiệt không còn là một quy trình "thô sơ và sẵn sàng" nữa mà là một "phẫu thuật vi mô" hướng tới độ chính xác, số hóa và khả năng kiểm soát.
Hàng không vũ trụ: Các đĩa tuabin động cơ trải qua quá trình xử lý nhiệt chân không để ngăn chặn quá trình oxy hóa, kiểm soát chính xác kích thước hạt và đảm bảo hiệu suất cũng như tuổi thọ ở nhiệt độ khắc nghiệt.
Phương tiện sử dụng năng lượng mới: Các tấm thép silicon dành cho động cơ truyền động hiệu suất cao-được ủ đặc biệt để giảm thất thoát sắt, trực tiếp cải thiện hiệu suất và phạm vi hoạt động của động cơ.
Thiết bị y tế chính xác: Dao mổ phẫu thuật và thiết bị cấy ghép chỉnh hình đạt được khả năng tương thích sinh học tuyệt vời và khả năng chống mài mòn thông qua các phương pháp xử lý bề mặt đặc biệt và thấm nitơ huyết tương ở nhiệt độ thấp.
Sản xuất chất bán dẫn và chip: Các hướng dẫn và giai đoạn chính xác trong thiết bị như máy in thạch bản, để đạt được độ ổn định kích thước ở cấp độ nanomet-, phụ thuộc nhiều vào việc giảm ứng suất đông lạnh và xử lý lão hóa chính xác.
Có thể nói, nếu không có quy trình xử lý nhiệt tiên tiến thì việc sản xuất tiên tiến đáng tin cậy là không thể. Nó nhân lên giá trị của các vật liệu thông thường và cho phép tăng vọt hiệu suất của các bộ phận chính.
V. Suy ngẫm: Chúng ta đã đánh giá thấp giá trị của "Quy trình truyền thống" phải không?
Trong quá trình theo đuổi các-công nghệ tiên tiến như in 3D, trí tuệ nhân tạo và vật liệu mới, các quy trình cơ bản như xử lý nhiệt có thể có vẻ "truyền thống". Tuy nhiên, chính những "sức mạnh nội tại" được chắt lọc một cách tỉ mỉ này mới tạo nên nền tảng vững chắc nhất của ngành sản xuất-cao cấp. Vật liệu xác định ranh giới của thiết kế, trong khi xử lý nhiệt xác định ranh giới về hiệu suất vật liệu.
