Kas yra gesinimas?

Metalurgijoje gesinimas apibrėžiamas kaip „kontroliuojamas šilumos išgavimas“. Svarbiausias žodis šiame apibrėžime yra „kontroliuojamas“. Gesinimas – tai greitas būdas grąžinti metalus į kambario temperatūrą po terminio apdorojimo, kad aušinimo procesas reikšmingai nepakeistų metalo mikrostruktūros. Panardinant metalinį daiktą į aliejų ar vandenį, pasirenkamas skystas arba priverstinis oras, vadinamas terpe, po kurios susiformavęs metalas greitai atšaldomas nuo aukštų temperatūrų. Tai dažnai naudojama siekiant išsaugoti mechanines savybes, susijusias su kristalų struktūra ar fazių pasiskirstymu, kurios prarandamos lėtai aušinant. Ši technika dažniausiai taikoma plieniniams objektams, kurie suteikia kietumo. Kita vertus, variniai daiktai, sukietinti kalant ar kitaip deformuojant normalioje temperatūroje, gali būti atstatyti į kaliąją būseną kaitinant ir grūdinant.

Kaip numalšinti

Dažniausiai naudojamos gesinimo priemonės yra specialios paskirties polimerai, priverstinė oro konvekcija, gėlas vanduo, sūrymas ir aliejus. Vanduo yra efektyvi terpė, kai siekiama pasiekti maksimalų plieno kietumą. Tačiau naudojant vandenį metalas gali įtrūkti arba deformuotis.

Jei nereikia didelio kietumo, gesinimo procese galima naudoti mineralinį aliejų, banginių aliejų arba medvilnės sėklų aliejų. Nežinančiam gesinimo procesas gali atrodyti dramatiškas. Kai metalo apdirbėjas karštą metalą perkelia į pasirinktą terpę, iš metalo pakyla didelis kiekis garų.

Gesinimo terpė

Yra įvairių gesinimo terpių, skirtų gesinimo procesui atlikti. Kiekviena terpė turi savo unikalias gesinimo savybes. Atsižvelgiant į naudojamų laikmenų tipą, reikia atsižvelgti į gesinimo greitį, gesinimo terpės aplinkosaugos problemas, gesinimo terpės pakeitimą ir gesinimo terpės kainą. Toliau pateikiami pagrindiniai gesinimo terpių tipai:

Oras

Alyva

vandens

sūrymu

Oras

Oras yra populiari gesinimo terpė, naudojama metalams vėsinti. Prieinamumas yra vienas iš pagrindinių oro privalumų. Jo įperkamumas yra jo gausos žemėje rezultatas. Tiesą sakant, bet kokia medžiaga, kuri šildoma ir atšaldoma iki kambario temperatūros tiesiog stovint atskirai, laikoma užgesinta oru. Oro gesinimas taip pat yra labiau apgalvotas, kai jis suspaudžiamas ir prispaudžiamas aplink gesinamą metalą. Taip dalys aušinamos greičiau nei nejudantis oras, nors net suslėgtas oras daugelį metalų gali atvėsinti per lėtai, kad pakeistų mechanines savybes.

Alyva

Alyva gali užgesinti įkaitusį metalą greičiau nei suslėgtas oras. Norėdami gesinti aliejumi, įkaitintą dalį įdėkite į baką, pripildytą kokio nors aliejaus. Alyva taip pat gali būti nuplaunama per dalis. Atsižvelgiant į skirtingą aušinimo greitį ir pliūpsnio temperatūrą, dažniausiai naudojamos skirtingos alyvos, priklausomai nuo naudojimo. Tačiau aliejaus gesinimo greitis yra daug mažesnis nei vandens. Feritas ir troostitas gali susidaryti net mažomis porcijomis. Tarpinius vandens ir aliejaus greičius galima pasiekti naudojant vandenį, kuriame yra 10-30 proc. Ucon – medžiagos, kurios tirpumas yra atvirkštinis, todėl nusėda ant objektų, kad sulėtintų aušinimo greitį. Siekiant sumažinti deformaciją, ilgi cilindriniai objektai turi būti gesinami vertikaliai, plokščių dalių kraštai ir storos dalys pirmiausia patenka į išlydytą baseiną. Kad garų burbuliukai nesusidarytų minkštų dėmių, vandens gesinimo vonią reikia išmaišyti.

Vanduo

Vanduo taip pat gali greitai užgesinti įkaitintus metalus. Jis atvėsina metalą greičiau nei aliejus. Panašiai kaip gesinant alyva, bakas pripildomas vandens ir į jį panardinamas įkaitęs metalas. Jis taip pat gali būti nuplaunamas per dalis. Vienas iš vandens privalumų yra tai, kad terpės degumas nėra problema. Be to, vanduo yra viena iš efektyviausių gesinimo terpių, kuriai reikalingas maksimalus kietumas, tačiau ji yra linkusi į deformaciją ir gaminio įtrūkimus. Jei galite paaukoti tvirtumą, naudokite banginių, medvilnės sėklų ir mineralinius aliejus. Jie linkę oksiduotis ir formuoti dumblą, todėl sumažėja efektyvumas.

Sūrymas

Sūrymas yra vandens ir druskos mišinys. Sūrus vanduo atvėsta greičiau nei oras, vanduo ir aliejus. Taip yra dėl to, kad druskos ir vandens mišinys neleidžia susidaryti burbuliukams, kai jis liečiasi su įkaitusiu metalu. Tai reiškia, kad didesnė metalo paviršiaus dalis bus padengta skysčiu, o ne burbuliukais.

Grūdintas plienas

Aptariant grūdinimo procesą, plienas nusipelno ypatingo paminėjimo, nes jo mechaninės savybės yra labai jautrios grūdinimui. Atliekant gesinimo procesą, vadinamą grūdinimu, plienas pakeliamas iki temperatūros, viršijančios jo rekristalizavimo temperatūrą, ir greitai atšaldomas grūdinimo proceso metu. Palyginti su lėtu aušinimu, greitas gesinimas keičia plieno kristalinę struktūrą. Priklausomai nuo plieno anglies kiekio ir legiruojamųjų elementų, grūdinimosi metu jis gali palikti kietesnę, trapesnę mikrostruktūrą, pvz., martensitą arba bainitą. Šios mikrostruktūros padidina plieno stiprumą ir kietumą. Tačiau jie daro plieną jautrų įtrūkimams ir labai sumažina lankstumą. Dėl šios priežasties kai kurie plienai po grūdinimo proceso atkaitinami arba normalizuojami.

Gesinimo procesas

Gesinimo procesas yra skirtas pakeisti metalo mikrostruktūrą kartu su terminiais procesais. Jei tai bus padaryta teisingai, liejinys užtikrins maksimalų stiprumą ir gerą pailgėjimą.

Plienas paprastai gesinamas panardinant į vandenį, aliejų, polimero tirpalą ar druską, nors kartais naudojamas priverstinis oras. Dėl grūdinimo gamybos techninė įranga turi sukurti priimtiną atšaldytą mikrostruktūrą, o kritinėse srityse mechaninės savybės turi atitikti minimalias specifikacijas po dalies grūdinimo. Grūdinimo efektyvumas priklauso nuo aušinimo terpės savybių, susijusių su plieno kietėjimo gebėjimu. Todėl rezultatai gali skirtis keičiant plieno sudėtį arba maišant, temperatūrą ir gesinimo terpės tipą.

Gesinimo sistemos dizainas ir sistemos priežiūros kruopštumas prisideda prie proceso sėkmės. Dalies konstrukcija taip pat prisideda prie mechaninių savybių ir iškraipymo dėl gesinimo.