מרווה הוא תהליך טיפול בחום שבו יציקות פלדה מחוממות לטמפרטורה מעל Ac3 או Ac1, ולאחר מכן מקוררות במהירות לאחר החזקה למשך פרק זמן כדי לקבל מבנה מרטנסיטי שלם. יציקות הפלדה צריכות להיות מחוסמות בזמן כדי לבטל את מתח ההמרה ולהשיג את התכונות המכניות המקיפות הנדרשות. לכן, הטיפול בחום החיסום משמש בדרך כלל לאחר ההקפצה. הם נקראים גם QT. טיפול החום הנפוץ השני כולל חישול, נורמליזציה ותמיסה מוצקה.
מרווה
1. טמפרטורת כיבוי
טמפרטורת החימום המרווה של פלדה hypoeutectoid היא 30 מעלות -50 מעלות מעל Ac3; טמפרטורת החימום המרווה של פלדה אוקטואידית ופלדה היפראוקטואידית היא 30 מעלות -50 מעלות מעל Ac1. פלדת פחמן Hypoeutectoid מחוממת בטמפרטורת ההמרה הנ"ל על מנת להשיג אוסטניט עדין, וניתן לקבל מבנה מרטנזיט עדין לאחר ההמרה. הפלדה האווטקטואידית והפלדה ההיפראוקטואידית עברו כדוריות וחילו לפני ההמרה והחימום, כך שלאחר חימום ל-30 מעלות -50 מעלות מעל Ac1 ומאוסטניטיזציה לא מלאה, המבנה הוא אוסטניטי וחלקיקי גוף פחמן חדירים חלקיים בלתי מומסים. לאחר ההמרה, האוסטניט הופך למרטנזיט, וחלקיקי צמנטיט לא מומסים נשמרים. בשל הקשיות הגבוהה של צמנטיט, זה לא רק לא מפחית את קשיות הפלדה, אלא גם משפר את עמידות הבלאי שלה. המבנה הרווה הרגיל של פלדה היפראווטקטואידית הוא מרטנזיט מתקלף עדין, וצמנטיט גרגירי עדין וכמות קטנה של אוסטניט שנשמר מפוזרים באופן שווה על המטריצה. למבנה זה חוזק גבוה ועמידות בפני שחיקה, אך יש לו גם מידה מסוימת של קשיחות.
2. מדיום קירור לכיבוי תהליך טיפול בחום
מטרת ההמרה היא להשיג מרטנזיט מלא. לכן, קצב הקירור של הפלדה היצוקה במהלך ההמרה חייב להיות גדול מקצב הקירור הקריטי של הפלדה היצוקה, אחרת לא ניתן להשיג את מבנה המרטנזיט ואת התכונות המתאימות. עם זאת, קצב קירור גבוה מדי יכול בקלות להוביל לעיוות או פיצוח של היציקה. על מנת לעמוד בדרישות הנ"ל בו זמנית, יש לבחור את אמצעי הקירור המתאים בהתאם לחומר היציקה, או לאמץ את שיטת הקירור המשלב. בטווח הטמפרטורות של 650 מעלות -400 מעלות, קצב הטרנספורמציה האיזוטרמית של אוסטניט מקורר-על מפלדה הוא הגדול ביותר. לכן, כאשר היציקה מרוווה, יש להבטיח קירור מהיר בטווח טמפרטורות זה. מתחת לנקודת Ms, קצב הקירור צריך להיות איטי יותר כדי למנוע דפורמציה או סדקים. מדיום מרווה בדרך כלל מאמץ מים, תמיסה מימית או שמן. בשלב ההמרה או ההחמצה, המדיה הנפוצה כוללת שמן חם, מתכת מותכת, מלח מותך או אלקלי מותך.
יכולת הקירור של מים באזור הטמפרטורה הגבוהה של 650 מעלות -550 מעלות היא חזקה, ויכולת הקירור של המים באזור הטמפרטורה הנמוכה של 300 מעלות -200 מעלות חזקה מאוד. מים מתאימים יותר לכיבוי וקירור של יציקות פלדת פחמן עם צורות פשוטות וחתכים גדולים. בשימוש לכיבוי וקירור, טמפרטורת המים בדרך כלל אינה גבוהה מ-30 מעלות. לכן, זה בדרך כלל מאומץ כדי לחזק את זרימת המים כדי לשמור על טמפרטורת המים בטווח סביר. בנוסף, חימום מלח (NaCl) או אלקלי (NaOH) במים יגביר מאוד את יכולת הקירור של התמיסה.
היתרון העיקרי של שמן כמדיום קירור הוא שקצב הקירור באזור הטמפרטורה הנמוכה של 300 מעלות -200 מעלות נמוך בהרבה מזה של המים, מה שיכול להפחית במידה ניכרת את הלחץ הפנימי של חומר העבודה הרווה ולהפחית את האפשרות של עיוות וסדק של היציקה. יחד עם זאת, יכולת הקירור של שמן בטווח הטמפרטורות הגבוהות של 650 מעלות -550 מעלות נמוכה יחסית, וזה גם החיסרון העיקרי של שמן כמדיום מרווה. הטמפרטורה של שמן מרווה נשלטת בדרך כלל על 60 מעלות -80 מעלות. השמן משמש בעיקר להרוויה של יציקות פלדה מסגסוגת עם צורות מורכבות ולכיבוי של יציקות פלדת פחמן עם חתכים קטנים וצורות מורכבות.
בנוסף, מלח מותך משמש בדרך כלל גם כמדיום מרווה, שהופך לאמבט מלח בשלב זה. אמבט המלח מתאפיין בנקודת רתיחה גבוהה ויכולת הקירור שלו היא בין מים לשמן. אמבט מלח משמש לעתים קרובות למחסום ולכיבוי שלב, כמו גם לטיפול ביציקות עם צורות מורכבות, ממדים קטנים ודרישות דפורמציה קפדניות.
הַרפָּיָה
טמפרור מתייחס לתהליך טיפול בחום שבו יציקות הפלדה המרוויות או המנורמלות מחוממות לטמפרטורה נבחרת הנמוכה מהנקודה הקריטית Ac1, ולאחר החזקה למשך פרק זמן, הן מתקררות בקצב מתאים. טיפול בחום יכול להפוך את המבנה הלא יציב המתקבל לאחר כיבוי או נורמליזציה למבנה יציב כדי למנוע מתח ולשפר את הפלסטיות והקשיחות של יציקות פלדה. בדרך כלל, תהליך הטיפול בחום של הרווה וטיפול חיסום בטמפרטורה גבוהה נקרא טיפול מרווה וחיסול. יציקות הפלדה הרווה חייבות להיות מחוסמות בזמן, ואת יציקות הפלדה המנורמלות יש לחמם בעת הצורך. הביצועים של יציקות פלדה לאחר הטמפרור תלויים בטמפרטורת הטמפרור, בזמן ובמספר הפעמים. הגדלת טמפרטורת החיסום והארכת זמן ההחזקה בכל עת יכולה לא רק להקל על מתח ההמרה של יציקות פלדה, אלא גם להפוך מרטנזיט מרווה לא יציב למרטנזיט, טרוסטיט או סורביט מחוסמן. החוזק והקשיחות של יציקות פלדה מופחתים, והפלסטיות משתפרת באופן משמעותי. עבור כמה פלדות סגסוגת בינונית עם אלמנטים מתגזרים היוצרים חזק קרבידים (כגון כרום, מוליבדן, ונדיום וטונגסטן וכו'), הקשיות גדלה והקשיחות פוחתת בעת טשטוש ב-400 מעלות -500 מעלות. תופעה זו נקראת התקשות משנית, כלומר, קשיות הפלדה היצוקה במצב מחוסמת מגיעה למקסימום. בייצור בפועל, פלדה יצוקה מסגסוגת בינונית עם מאפייני התקשות משניים צריכה להיות מחוסמת פעמים רבות.
השפעת QT על יציקות פלדה
בנוסף לביצועים של יציקות פלדה בהתאם להרכב הכימי ותהליך היציקה, ניתן להשתמש גם בשיטות טיפול בחום שונות כדי להפוך אותה לבעלת תכונות מכניות מקיפות מצוינות. המטרה הכללית של תהליך הטיפול בחום היא לשפר את איכות היציקות, להפחית את משקל היציקות, להאריך את חיי השירות ולהפחית עלויות. טיפול בחום הוא אמצעי חשוב לשיפור התכונות המכניות של יציקות; התכונות המכניות של יציקות הן אינדיקטור חשוב לשיפוט ההשפעה של טיפול בחום. בנוסף למאפיינים הבאים, על בית היציקה לשקול גם גורמים כגון הליכי עיבוד, ביצועי חיתוך ודרישות השימוש של היציקות בעת טיפול בחום- ביציקות פלדה.
1. השפעת QT על חוזק הליהוקים
במצב של אותו הרכב פלדה יצוק, לחוזק של יציקות פלדה לאחר תהליכי טיפול בחום שונים יש נטייה לעלות. באופן כללי, חוזק המתיחה של יציקות פלדת פחמן ויציקות פלדה מסגסוגת נמוכה יכול להגיע ל-414 Mpa-1724 MPa לאחר כיבוי וחידוד.
2. השפעת QT על הפלסטיות של יציקות פלדה
המבנה -יצוק של יציקות הפלדה הוא גס והפלסטיות נמוכה. לאחר טיפול בחום, המיקרו-מבנה והפלסטיות שלו ישתפרו בהתאם. במיוחד הפלסטיות של יציקות פלדה לאחר טיפול הרוויה וטמפרור (המרווה + חיסום בטמפרטורה גבוהה) תשתפר משמעותית.
3. השפעת ההמרה והמזה על הקשיחות של יציקות פלדה
מדד הקשיחות של יציקות פלדה מוערך לעתים קרובות על ידי מבחני השפעה. מכיוון שהחוזק והקשיחות של יציקות פלדה הם צמד אינדיקטורים סותרים, על בית היציקה לעשות שיקולים מקיפים לבחירת תהליך טיפול בחום מתאים על מנת להשיג את התכונות המכניות המקיפות הנדרשות על ידי הלקוחות.
4. השפעת QT על קשיות היציקה
כאשר יכולת ההתקשות של הפלדה היצוקה זהה, קשיות הפלדה היצוקה לאחר טיפול בחום יכולה לשקף בערך את חוזק הפלדה היצוקה. לכן, הקשיות יכולה לשמש כמדד אינטואיטיבי להערכת הביצועים של פלדה יצוקה לאחר טיפול בחום. באופן כללי, הקשיות של יציקות פלדת פחמן יכולה להגיע ל-120 HBW - 280 HBW לאחר טיפול בחום.
