1.Čo je izotermické žíhanie? Aký je jeho základný princíp?
Izotermické žíhanie je proces tepelného spracovania, pri ktorom sa zvitky (alebo oceľové plechy) valcované za studena{0}} ohrievajú na austenitizačnú teplotu (nad AC₃) alebo rekryštalizačnú teplotu, udržiavajú sa na tejto teplote a potom sa rýchlo ochladzujú na špecifickú teplotu v zóne transformácie perlitu (napr. 600-700 stupňov ). Cievky sú potom udržiavané izotermicky pri tejto teplote, čo umožňuje, aby sa austenit úplne rozložil na ferit a perlit (alebo sféroidný cementit). Nakoniec sú cievky chladené vzduchom.
Základný princíp: Využitie krivky izotermickej transformácie (TTT krivka) podchladeného austenitu. Vyhnutím sa pomalému ochladzovaniu a priamemu skoku do zóny najrýchlejšej transformačnej teploty pre izotermické spracovanie môže byť transformácia mikroštruktúry dokončená v kratšom čase s konštantnou teplotou transformácie, čo vedie k jednotnej a konzistentnej mikroštruktúre.
2.Aké sú hlavné výhody izotermického žíhania?
Výrazne skrátený procesný cyklus a zlepšená účinnosť: Tradičné úplné žíhanie vyžaduje extrémne pomalé chladenie v peci (často trvá desiatky až stovky hodín), zatiaľ čo izotermické žíhanie vyžaduje iba rýchle ochladenie na izotermickú teplotu a udržiavanie na tejto teplote po určitú dobu (zvyčajne desiatky minút) na dokončenie transformácie, čo výrazne zlepšuje rýchlosť obratu a efektivitu výroby žíhacej pece.
Rovnomernejšia mikroštruktúra a konzistentnejšie vlastnosti: Pretože transformácia prebieha pri konštantnej teplote, mikroštruktúra celého zvitku alebo pásu (ako je medzilamelový odstup perlitu a tvrdosť) je rovnomernejšia ako mikroštruktúra získaná nepretržitým chladením v peci, čím sa zabráni vzniku zmiešaných kryštálov alebo výkyvom vlastností spôsobeným rozdielmi v rýchlosti chladenia počas nepretržitého chladenia.
Jednoduchšie ovládanie tvrdosti: Konečná tvrdosť môže byť presne kontrolovaná výberom rôznych izotermických teplôt. Čím je izotermická teplota nižšia, tým je perlit (dokonca aj sorbit) jemnejší a tvrdosť je o niečo vyššia; čím vyššia je izotermická teplota, tým je perlit hrubší a tvrdosť nižšia (uľahčuje spracovanie za studena).
3.Aké sú hlavné nevýhody a obmedzenia izotermického žíhania?
Vysoké investície do vybavenia a zložitý proces: Izotermické žíhanie si vyžaduje izotermické sekcie s rýchlymi chladiacimi schopnosťami a presnou reguláciou teploty (ako sú pece so soľným kúpeľom, prietokové časticové pece alebo špecializované sekcie s pomalým ochladzovaním/nad{0}}starnutím na kontinuálnych žíhacích linkách), čo má za následok vyššie náklady na zariadenie ako jednoduché skriňové pece alebo zvonové pece.
Nevhodné pre všetky druhy ocelí (obzvlášť veľké prierezy): V prípade legovaných ocelí s vysokou prekaliteľnosťou môže izotermické žíhanie vyžadovať extrémne dlhé izotermické časy na dokončenie transformácie (posunutie krivky TTT doprava), čím sa neguje jeho výhoda v oblasti účinnosti. Pre veľké obrobky je ťažké dosiahnuť rýchle ochladenie a homogenizáciu jadra, čo môže viesť k rozdielom v mikroštruktúre medzi povrchom a jadrom.
Prísne požiadavky na kontrolu teploty: Izotermická teplota musí byť prísne kontrolovaná v rámci cieľového rozsahu. Ak izotermická teplota veľmi kolíše, alebo je izotermický čas nedostatočný (neúplná transformácia), môže sa netransformovaný austenit po opustení pece premeniť na martenzit, čo má za následok abnormálne vysokú tvrdosť a „tvrdé miesta“.
4. Ktoré typy za studena-valcovaných zvitkov alebo akostí ocele sú obzvlášť vhodné na izotermické žíhanie?
Linka na kontinuálne žíhanie (CAPL): Moderná{0}}výroba za studena{1}}valcovaných automobilových oceľových plechov (ako sú triedy CQ, DQ a DDQ) takmer výlučne využíva izotermické žíhanie (sekcia „nad-starnutie“ alebo „pomalé chladenie“ v kontinuálnej žíhacej peci) v podstate ide o rovnomerný proces izotermickej výroby{}/postupnej transformácie.
Stredné- a vysoké-zvitky z uhlíkovej ocele valcované za studena-: ako napríklad za studena-valcované 65 Mn, 50# a iné pásy z pružinovej ocele alebo nástrojovej ocele. Izotermické žíhanie (najmä izotermické sféroidizačné žíhanie) môže efektívne premeniť lamelárny perlit na sférický perlit, čím sa zníži tvrdosť a zlepší sa obrobiteľnosť a výkon pri hlavičke za studena.
Hlboké{0}}ťaženie ocele vyžadujúce prísnu kontrolu tvrdosti: Pre diely, ktoré budú následne precízne lisované, poskytuje izotermické žíhanie materiály s extrémne malými výkyvmi tvrdosti.
5.Aké sú rozdiely vo výkonnosti produktu medzi izotermickým žíhaním a vyššie uvedeným úplným žíhaním?
Mikroštruktúra:
Plne žíhané: Výsledkom je zmiešaná mikroštruktúra s nerovnomernou veľkosťou častíc (v dôsledku rozdielov v medzilamelárnom rozostupe medzi vysoko{0}}teplotnou a nízkou{1}}teplotnou sekciou počas nepretržitého chladenia).
Izotermické žíhanie: Výsledkom je jednotná mikroštruktúra (všetky vytvorené pri rovnakej teplote s konzistentným medzilamelovým odstupom).
Tvrdosť a plasticita:
Plne žíhané: Tvrdosť je zvyčajne o niečo nižšia ako pri izotermickom žíhaní (ak je rýchlosť chladenia extrémne pomalá), ale výrobný cyklus je dlhší.
Izotermické žíhanie: Tvrdosť sa dá presne dosiahnuť riadením izotermickej teploty, aby sa splnili požiadavky užívateľa (napr. ak užívateľ požaduje HRB 55±2, je pravdepodobnejšie, že cieľ dosiahne izotermické žíhanie). Okrem toho je vďaka rovnomernej mikroštruktúre deformácia počas razenia rovnomernejšia a riziko lokalizovaného praskania je nižšie.
Efektivita výroby:
Plne žíhané: Vhodné pre viac{0}}odrodovú, malosériovú-výrobu s nízkou časovou citlivosťou (ako sú niektoré špeciálne materiály pre zvonové -typy pecí).
Izotermicky žíhané: Vhodné pre veľkoobjemové, vysoko{1}}výkonné výrobné linky s vysokými požiadavkami na konzistentnosť výkonu.