Hőkezelt fémek vizsgálata és mérése digitális mikroszkóppal
A tipikus fémmegmunkálási folyamatok közé a forgácsolás, a csiszolás és a préselés tartozik. A hőkezelés egy további fontos fémmegmunkálási folyamat. A hőkezelés megváltoztatja az anyagok különféle tulajdonságait, például a szilárdságukat, a keménységüket, a szívósságukat, a kopásállóságukat és a korrózióállóságukat. Ez a rész ismerteti a fémek hőkezelésének alapjait, és példákat ad a hőkezelt fémek digitális mikroszkóppal történő vizsgálatára és mérésére.
- Mi a hőkezelés?
- Tipikus hőkezelési módszerek
- Az edzés és a megeresztés elve
- Példák hőkezelt fémek vizsgálatára és mérésére digitális mikroszkóppal
Mi a hőkezelés?
A Japán Fémhőkezelési Társaság (Japan Metal Heat Treatment Association) meghatározása szerint a hőkezelés az a folyamat, amelynek során a fémet addig hevítik, amíg vörös nem lesz, majd pedig lehűtik. Olyan fémmegmunkálási módszerként jellemzik, amely hevítéssel és hűtéssel alakváltozás nélkül javítja a fémanyagok tulajdonságait. A hőkezelés ugyanolyan fémmegmunkálási folyamat, mint a forgácsolás és a fémprésöntés, az általa módosítani kívánt tulajdonságok pedig a szilárdság, a keménység, a szívósság, az ütésállóság, a kopásállóság, a korrózióállóság, a forgácsolhatóság és a hidegalakíthatóság.
- A: Hevítés (amíg a fém vörös nem lesz)
- A: Hűtés (amíg a felhevített fém fekete nem lesz)
Tipikus hőkezelési módszerek
- Edzés
- Ez a hőkezelési módszer megkeményíti az acélokat. A tipikus acélok vörössé válnak, amikor körülbelül 700°C-ra hevítik őket, és változás indul be a kristályszerkezetükben és a tulajdonságaikban. Ez a tulajdonságváltozás az átalakulás, az a hőmérséklet pedig, amelynél ez elkezdődik, az átalakulási hőmérséklet. Az edzés olyan hőkezelési módszer, amelynek során a vas kristályai ausztenitté alakulnak, az átalakulási hőmérséklet feletti hőmérsékleten nagy mennyiségű szén oldódik fel (szilárd halmazállapotú oldat), majd víz vagy olaj segítségével lehűtik az anyagot, hogy kristályai martenzitnek nevezett nagyon kemény kristályokká alakuljanak át.
- Lágyítás
- Ez a hőkezelés módosítja az acél szemcseméretét, és lágyabbá teszi az anyagot. A fémet körülbelül 50°C-kal az átalakulási hőmérséklete fölé hevítik. Miután a fémet körülbelül egy óráig ezen a hőmérsékleten tartották, a kemencében lassan lehűtik. Ezt a kezelést azért végzik, hogy a termékek megmunkálásakor könnyebb legyen a forgácsolás.
- Normalizálás
- Ez a hőkezelés módosítja az acél egyenetlen szerkezetét, hogy az anyag alkalmassá váljon forgácsolásra és préselésre. A kristályszemcsék kisebbek és erősebbek lesznek, amikor az anyagot körülbelül 50°C-kal az átalakulási hőmérséklete fölé hevítik, majd a levegőn lehűtik.
- Megeresztés
- Ez a hőkezelés csökkenti az edzett vagy normalizált acélok keménységét, és növeli szívósságukat. Az acélt körülbelül 500°C-ra hevítik, majd lehűtik. Ez a folyamat keményebbé és rugalmasabbakká teszi az acélokat. A megeresztés olyan hőkezelés, amely a martenzites szerkezetet olyanná alakítja vissza, amelyben kivált a finomszemcsés ferrit és a cementit, és így visszaáll az anyag szívóssága (állékonysága).
Az edzés és a megeresztés elve
Szobahőmérsékleten a vas térben középpontos köbös kristályszerkezetű, azaz atomjai a kockák csúcsaiban és középpontjában találhatók.
Edzés után a vas felületen középpontos köbös kristályszerkezetűvé válik, azaz atomjai a kockák csúcsaiban és lapjainak középpontjában lesznek, a szén pedig beleolvad ebbe a szerkezetbe.
Gyors hűtéssel a vas megpróbál visszatérni a térben középpontos köbös kristályszerkezethez. De mivel már felvette a szenet, a szerkezet szabálytalan alakú lesz és megkeményedik.
- A: Szén
Példák hőkezelt fémek vizsgálatára és mérésére digitális mikroszkóppal
Az alábbiakban felsoroljuk a legújabb példákat a hőkezelt fémek vizsgálatára és mérésére a KEYENCE VHX sorozatú 4K-s digitális mikroszkópjával.
