Pregrevanje in pregorevanje sta dve pogosti napaki pri obdelavi kovinskih materialov in pomembno vplivata na zmogljivost in življenjsko dobo materiala.
I. Opredelitev pregrevanja in prekuhavanja
1. Pregrevanje
Pregrevanje se nanaša na kovinski material v procesu segrevanja, ker je temperatura previsoka ali je čas zadrževanja predolg, kar povzroči nenormalen pojav rasti zrn. Pregretje kovinske organizacije postane grobo, meje zrn oslabljene, mehanske lastnosti, kot so trdnost, žilavost in druge, znatno upadejo. Pregrevanje, ki se običajno pojavi v procesu toplotne obdelave, varjenja ali litja, je napaka, ki jo je treba pri obdelavi kovinskih materialov strogo nadzorovati.
2. prekuhavanje
Prekuhavanje je kovinski material v procesu segrevanja, ker je temperatura previsoka in čas zadrževanja predolg, kar povzroči taljenje ali oksidacijo meja zrn, nastanek krhkih faz ali lukenj in drugih napak. Prekuhavanje kovinske organizacije je resno poškodovano, mehanske lastnosti močno upadejo ali celo popolnoma izgubijo uporabno vrednost. Prekuhavanje je izredno resna napaka pri segrevanju, ko se enkrat pojavi, je pogosto težko z naknadno obdelavo popolnoma obnoviti prvotne lastnosti materiala.
Drugič, vzroki za pregrevanje in prekuhavanje
1. Vzroki za pregrevanje
- Temperatura segrevanja je previsoka: če v procesu segrevanja kovinskih materialov temperatura preseže običajno območje segrevanja materiala, bo zrno začelo nenormalno rasti.
- Čas zadrževanja je predolg: pri visokih temperaturah za dolgotrajno izolacijo ima zrno dovolj energije in časa za rast, kar povzroči pregrevanje.
- Nenatančna regulacija ogrevalne opreme: regulacija temperature grelne opreme ni točna ali okvara temperaturnega senzorja, zaradi česar je dejanska temperatura ogrevanja višja od nastavljene temperature.
2. Vzroki za pregrevanje
- Temperatura segrevanja je previsoka in čas zadrževanja je predolg: ko je temperatura segrevanja veliko višja od tališča ali kritične temperature materiala in je čas zadrževanja predolg, se bo meja zrn stopila ali oksidirala.
- Vpliv grelnega medija: v nekaterih grelnih medijih, kot je atmosfera, ki vsebuje oksidativne pline, so kovinski materiali bolj nagnjeni k prekuhavanju.
- Dejavniki samega materiala: nekateri kovinski materiali so bolj občutljivi na pregrevanje in pregorevanje, na primer materiali z visoko vsebnostjo ogljika ali legirnimi elementi.
III. Učinki pregrevanja in prekuhavanja
1. Vpliv na mehanske lastnosti
- Pregrevanje: pregrevanje kovinskih materialov, groba zrna, oslabljene meje zrn, kar ima za posledico upad trdnosti, žilavosti in drugih mehanskih lastnosti. Hkrati lahko pregrevanje povzroči tudi poslabšanje plastičnosti materiala, učinkovitost obdelave se zmanjša.
- Prekuhanost: organizacija prekuhanega kovinskega materiala je resno poškodovana, nastanejo krhke faze ali luknje in druge napake, kar povzroči močno zmanjšanje mehanskih lastnosti. Prekuhani materiali pogosto ne prenesejo običajne obdelave in uporabe obremenitev, lahko pride celo do krhkega loma.
2. Učinki na zmogljivost obdelave
- Pregrevanje: pregreti kovinski materiali zaradi grobih zrn, obdelava je nagnjena k razpokam, deformacijam in drugim napakam, težave pri obdelavi.
- Prekuhanost: prekuhani kovinski materiali imajo zelo slabo zmogljivost strojne obdelave in jih ni mogoče učinkovito rezati, kovati ali izvajati druge obdelave.
3. Vpliv na življenjsko dobo
- Pregrevanje: pregretim kovinskim materialom se zaradi upada mehanskih lastnosti skrajša življenjska doba. Pri visokih temperaturah, visokem tlaku in drugih težkih okoljih obstaja večja verjetnost, da bodo pregreti materiali odpovedali.
- Prekuhavanje: prekuhani kovinski materiali so skoraj popolnoma izgubili uporabno vrednost, ne morejo vzdržati normalne uporabe obremenitve, življenjska doba je izjemno kratka.
Četrtič, metoda popravka pregrevanja in prekuhavanja
1. Metoda popravka pregrevanja
- Normalizacijska obdelava: Za pregrete kovinske materiale se lahko uporabi normalizacijska obdelava za izboljšanje zrnatosti. Normaliziranje obdelave je, da se material segreje na kritično temperaturo nad, zadrži nekaj časa po zračnem hlajenju. Z normalizacijo obdelave lahko odpravi pregreto organizacijo in obnovi normalno strukturo zrn in mehanske lastnosti materiala.
- Obdelava z žarjenjem: obdelava z žarjenjem je tudi učinkovita metoda za odpravo pregrevanja. Obdelava žarjenja je segrevanje materiala na določeno temperaturo, ki se nekaj časa zadrži po ohlajanju s pečjo. Obdelava z žarjenjem lahko odpravi notranje napetosti, zmanjša trdoto in izboljša obdelovalnost. Žarjenje je lahko preprost način popravljanja pregretja za določene materiale, ki ne zahtevajo visoke zmogljivosti.
- Ponovno segrevanje in kaljenje: za kovinske materiale, ki zahtevajo visoko trdoto in trdnost, kot sta orodno jeklo in ležajno jeklo, se lahko s ponovnim segrevanjem in kaljenjem odpravi pregrevanje. Kaljenje s ponovnim segrevanjem vključuje segrevanje materiala na temperaturo kaljenja, zadrževanje nekaj časa in nato hitro ohlajanje. S ponovnim segrevanjem in kaljenjem je mogoče doseči fino martenzitno organizacijo ter izboljšati trdoto in trdnost materiala.
2. Popravek pregrevanja
- Prekuhavanja na splošno ni mogoče popolnoma popraviti: prekuhavanje je zelo resna napaka v procesu segrevanja kovinskih materialov, ko se pojavi, je pogosto težko popolnoma obnoviti prvotne lastnosti materiala z naknadno obdelavo. Za prekuhane materiale se običajno lahko odpelje le v odpad ali za druge namene in druge ukrepe.
- Preventivni ukrepi: Ker pregrevanja ni mogoče popolnoma popraviti, je ključnega pomena, da preprečite pregrevanje. Pri obdelavi kovinskih materialov je treba temperaturo segrevanja in čas zadrževanja strogo nadzorovati, da preprečimo previsoke temperature ali predolg čas zadrževanja. Hkrati je treba okrepiti vzdrževanje in popravilo ogrevalne opreme, da se zagotovi natančnost in stabilnost nadzora temperature. Poleg tega je mogoče uporabiti metode, kot sta segrevanje zaščitne atmosfere ali vakuumsko ogrevanje, da se zmanjša pojav pregorevanja.
