Obróbka cieplna miedzi berylowej C17200

Obróbka cieplna stopu Cu-Be polega głównie na wyżarzaniu w roztworze stałym i stwardnieniu. W przeciwieństwie do innych stopów miedzi, których wytrzymałość jest uzyskiwana tylko przez obróbkę na zimno, kutą miedzią beryl otrzymuje się przez obróbkę na zimno i procesy hartowania na gorąco do 1250-1500 MPa. Hartowanie starzeniowe jest często określane jako utwardzanie wydzieleniowe lub obróbka cieplna. Zdolność stopu berylu z miedzi do zaakceptowania tej obróbki cieplnej jest lepsza niż innych stopów pod względem formowania i właściwości mechanicznych. Na przykład złożone kształty można osiągnąć przy najwyższych poziomach wytrzymałości i twardości dowolnego innego stopu na bazie miedzi, to znaczy w stanie walcowania i późniejszego starzenia się materiału. Poniższy tekst szczegółowo opisuje proces utwardzania starzeniowego Cu-Be o wysokiej wytrzymałości stop C17200, a także specyficzną obróbkę cieplną stopów do kucia i odlewania, zalecane urządzenia do obróbki cieplnej, utlenianie powierzchni i ogólne metody wyżarzania w roztworze.

Podczas utwardzania starzenia w matrycy metalowej powstają mikroskopijne cząstki bogate w beryl, reakcja kontrolowana dyfuzyjnie, której siła zmienia się wraz z czasem starzenia i temperaturą. Zalecany standardowy czas i temperatura pozwalają osiągnąć maksymalną wytrzymałość części w ciągu dwóch do trzech godzin bez narażania wytrzymałości z powodu przedłużonego wystawienia na działanie temperatury. Na przykład krzywa reakcji stopu C17200 na rysunku pokazuje, jak niska temperatura, temperatura standardowa i wysoka temperatura starzenia wpływają na szczytową wydajność stopu i czas wymagany do osiągnięcia wytrzymałości szczytowej.

Jak można zobaczyć na rysunku, w niskich temperaturach 550 ° C (290 ° F) wytrzymałość C17200 rośnie powoli i nie osiąga wartości szczytowej aż do około 30 godzin później. W standardowej temperaturze 600 ° F (315 ° C) przez 3 godziny wytrzymałość C17200 niewiele się zmieniła. W 700 ° C (370 ° F) intensywność wzrasta w ciągu 30 minut i spada niemal natychmiast. Krótko mówiąc, wraz ze wzrostem temperatury starzenia zmniejsza się zarówno czas potrzebny do osiągnięcia szczytowej intensywności, jak i maksymalna dostępna intensywność.

C17200 Beryl miedziany mogą być starzone w różnej mocy. Pik starzenia odnosi się do starzenia o maksymalnej intensywności. Stopy, które nie starzały się do maksymalnej wytrzymałości, są niestarzone, a stopy, które przekroczyły swoją maksymalną wytrzymałość, są przestarzałe. Niedostatecznie starzejący się miedź-beryl zwiększa wytrzymałość, równomierne wydłużenie i wytrzymałość zmęczeniową, podczas gdy nadmierne starzenie zwiększa przewodność, przewodność cieplną i stabilność wymiarową. Miedź-beryl nie starzeje się w temperaturze pokojowej, nawet jeśli jest przechowywana przez długi czas.

Dopuszczalne odchylenie czasu starzenia zależy od temperatury pieca i wymagań dotyczących wydajności końcowej. Aby osiągnąć optymalny wiek w standardowej temperaturze, czas pieca jest zwykle kontrolowany w ciągu ± 30 minut. Jednak w przypadku starzenia w wysokiej temperaturze konieczne jest bardziej precyzyjne określenie czasu, aby uniknąć uśrednienia. Na przykład czas starzenia się C17200 w 700 ° F (370 ° C) musi być kontrolowany w ciągu ± 3 minut, aby utrzymać najwyższą wydajność. Podobnie, ze względu na gwałtowny wzrost krzywej odpowiedzi na starzenie na początkowym etapie, niewystarczające starzenie wymaga również ścisłej kontroli zmiennych procesowych. W standardowym cyklu utwardzania starzenie szybkości ogrzewania i chłodzenia nie są ważne. Aby jednak upewnić się, że części nie zaczną się starzeć, zanim osiągną temperaturę, można umieścić termopary, aby określić, kiedy osiągnięta została żądana temperatura.

 

Starzenie Sprzęt do hartowania

Piec z obiegiem powietrza. Temperaturę pieca z recyrkulacją powietrza kontroluje się w temperaturze ± 15 ° F (± 10 ° C). Jest zalecany do standardowego starzenia hartowania części miedziano-berylowych. Piece te są zaprojektowane tak, aby pomieścić duże i małe ilości części i są idealne do tłoczenia bębna na nośniku starzenia. Jednak ze względu na czystą jakość termiczną należy unikać niewystarczającego starzenia lub zbyt krótkiego cyklu starzenia części masowych.

Piec do starzenia łańcuchowego. Piec do starzenia pasm stalowych z atmosferą ochronną jako czynnikiem grzewczym nadaje się do przetwarzania dużych ilości cewki miedziowo-berylowej, zwykle w długim piecu, aby materiał mógł zostać rozszerzony lub zwinięty. Pozwala to na lepszą kontrolę czasu i temperatury, unikając częściowej jednorodności i możliwość kontrolowania specjalnych okresów niedostatecznego lub wysokiej temperatury / krótkotrwałego starzenia i selektywnego utwardzania.

Łaźnia Solna Zalecamy również stosowanie kąpieli solnych w celu starzenia twardych stopów miedzi berylu. Kąpiele solne zapewniają szybkie i równomierne ogrzewanie i są zalecane w każdym zakresie twardnienia temperaturowego, szczególnie na krótkie okresy starzenia w wysokiej temperaturze.

Piec próżniowy. Starzenie próżniowe części miedziano-berylowych można osiągnąć z powodzeniem, ale należy zachować ostrożność. Ponieważ ogrzewanie pieca próżniowego opiera się wyłącznie na promieniowaniu, trudno jest równomiernie ogrzewać części o dużych obciążeniach. Części poza obciążeniem są narażone na bardziej bezpośrednie promieniowanie niż części wewnątrz, więc gradient temperatury po obróbce cieplnej zmieni wydajność. Aby zapewnić równomierne ogrzewanie, obciążenie powinno być ograniczone, a części muszą być odizolowane od cewki grzewczej. Piece próżniowe mogą być również stosowane do wypełniania gazów obojętnych, takich jak argon lub azot. Podobnie, chyba że piec jest wyposażony w wentylator recyrkulacyjny, części muszą być zabezpieczone.

 

0 odpowiedzi

Dodaj komentarz

Chcesz przyłączyć się do dyskusji?
Zapraszam przyczynić!

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *