1.Co je izotermické žíhání? Jaký je jeho základní princip?
Izotermické žíhání je proces tepelného zpracování, při kterém se za studena válcované svitky (nebo ocelové plechy) zahřívají na austenitizační teplotu (nad AC₃) nebo rekrystalizační teplotu, udržují se na této teplotě a poté rychle ochlazují na specifickou teplotu v zóně transformace perlitu (např. 600-700 stupňů ). Cívky jsou pak udržovány izotermicky při této teplotě, což umožňuje, aby se austenit zcela rozložil na ferit a perlit (nebo sféroidní cementit). Nakonec jsou cívky chlazeny vzduchem.
Základní princip: Využití izotermické transformační křivky (TTT křivky) podchlazeného austenitu. Zabráněním pomalého ochlazování a přímému skoku do zóny nejrychlejší transformační teploty pro izotermické zpracování může být transformace mikrostruktury dokončena v kratším čase, s konstantní teplotou transformace, což vede k jednotné a konzistentní mikrostruktuře.
2.Jaké jsou hlavní výhody izotermického žíhání?
Výrazně zkrácený procesní cyklus a zlepšená účinnost: Tradiční úplné žíhání vyžaduje extrémně pomalé chlazení v peci (často zabere desítky až stovky hodin), zatímco izotermické žíhání vyžaduje pouze rychlé ochlazení na izotermickou teplotu a udržení na této teplotě po určitou dobu (obvykle desítky minut) k dokončení transformace, což výrazně zlepšuje rychlost obratu a efektivitu výroby žíhací pece.
Jednotnější mikrostruktura a konzistentnější vlastnosti: Protože transformace probíhá při konstantní teplotě, mikrostruktura celého svitku nebo pásu (jako je mezilamelární vzdálenost perlitu a tvrdost) je rovnoměrnější než ta, která se získá kontinuálním chlazením v peci, čímž se zabrání vzniku smíšených krystalů nebo výkyvům vlastností způsobeným rozdíly v rychlostech chlazení během kontinuálního chlazení.
Snazší kontrola tvrdosti: Konečnou tvrdost lze přesně ovládat výběrem různých izotermických teplot. Čím nižší je izotermická teplota, tím je perlit (i sorbit) jemnější a tvrdost mírně vyšší; čím vyšší je izotermická teplota, tím je perlit hrubší a tvrdost nižší (usnadňuje zpracování za studena).
3.Jaké jsou hlavní nevýhody a omezení izotermického žíhání?
Vysoké investice do zařízení a složitý proces: Izotermické žíhání vyžaduje izotermické sekce s rychlým chlazením a přesnou regulací teploty (jako jsou pece se solnou lázní, průtokové pece nebo specializované sekce s pomalým chlazením/přes{0}}stárnutím na kontinuálních žíhacích linkách), což má za následek vyšší náklady na zařízení než jednoduché skříňové pece nebo zvonové pece.
Nevhodné pro všechny jakosti oceli (zejména velké průřezy): U legovaných ocelí s vysokou prokalitelností může izotermické žíhání vyžadovat extrémně dlouhé izotermické časy k dokončení transformace (posunutí křivky TTT doprava), čímž se neguje jeho výhoda účinnosti. U velkých obrobků je obtížné dosáhnout rychlého ochlazení a homogenizace jádra, což může vést k rozdílům v mikrostruktuře mezi povrchem a jádrem.
Přísné požadavky na kontrolu teploty: Izotermická teplota musí být přísně kontrolována v rámci cílového rozsahu. Pokud izotermická teplota silně kolísá nebo je izotermická doba nedostatečná (neúplná transformace), může se netransformovaný austenit po výstupu z pece přeměnit na martenzit, což má za následek abnormálně vysokou tvrdost a „tvrdá místa“.
4. Které typy za studena-válcovaných svitků nebo jakostí oceli jsou zvláště vhodné pro izotermické žíhání?
Kontinuální žíhací linka (CAPL): Moderní velkosériová -výroba za studena{1}}válcovaných automobilových ocelových plechů (jako jsou třídy CQ, DQ a DDQ) téměř výhradně využívá izotermické žíhání (sekce „přes-stárnutí“ nebo „pomalé ochlazování“ v kontinuální žíhací peci) je v podstatě stejnoměrná, vysokorychlostní transformace{3}.
Střední- a vysoká-uhlíková ocel za studena-válcované svitky: Například za studena-válcované 65Mn, 50# a jiné pásy z pružinové oceli nebo nástrojové oceli. Izotermickým žíháním (zejména izotermickým sféroidizačním žíháním) lze účinně přeměnit lamelární perlit na sférický perlit, snížit tvrdost a zlepšit obrobitelnost a výkon za studena.
Hluboké-tažení oceli vyžadující přísnou kontrolu tvrdosti: U dílů, které budou následně precizně lisovány, poskytuje izotermické žíhání materiály s extrémně malými výkyvy tvrdosti.
5.Jaké jsou rozdíly ve výkonu produktu mezi izotermickým žíháním a dříve zmíněným úplným žíháním?
Mikrostruktura:
Plně žíhané: Výsledkem je smíšená mikrostruktura s nestejnou velikostí částic (kvůli rozdílům v mezilamelárních vzdálenostech mezi vysoko-teplotní a nízko{1}}teplotní částí během kontinuálního chlazení).
Izotermicky žíhané: Výsledkem je jednotná mikrostruktura (vše vytvořeno při stejné teplotě s konzistentními mezilamelárními rozestupy).
Tvrdost a plasticita:
Plně žíhané: Tvrdost je obvykle o něco nižší než u izotermického žíhání (pokud je rychlost ochlazování extrémně pomalá), ale výrobní cyklus je delší.
Izotermické žíhání: Tvrdosti lze přesně dosáhnout řízením izotermické teploty, aby byly splněny požadavky uživatele (např. pokud uživatel požaduje HRB 55±2, je pravděpodobnější, že cíle dosáhne izotermické žíhání). Navíc díky jednotné mikrostruktuře je deformace během lisování rovnoměrnější a riziko lokalizovaného praskání je nižší.
Výrobní efektivita:
Plně žíhané: Vhodné pro více{0}}různou, malosériovou-výrobu s nízkou časovou citlivostí (jako jsou některé speciální materiály pro zvonové -typové pece).
Izotermicky žíhané: Vhodné pro velkoobjemové, vysoce{1}}účinné výrobní linky s vysokými požadavky na konzistenci výkonu.