1.Šta je izotermno žarenje? Koji je njen osnovni princip?
Izotermno žarenje je proces toplinske obrade u kojem se hladno-valjani koluti (ili čelične ploče) zagrijavaju do temperature austenitizacije (iznad AC₃) ili temperature rekristalizacije, održavaju na toj temperaturi, a zatim se brzo hlade na određenu temperaturu unutar zone transformacije perlita (npr. 600{{6} 7}). Zavojnice se tada drže izotermno na ovoj temperaturi, omogućavajući austenitu da se potpuno raspadne na ferit i perlit (ili sferoidni cementit). Konačno, kalemovi se hlade zrakom.
Osnovni princip: Korištenje krivulje izotermne transformacije (TTT krivulje) prehlađenog austenita. Izbjegavanjem sporog hlađenja i direktnim skokom na zonu najbrže transformacijske temperature za izotermni tretman, transformacija mikrostrukture može se završiti za kraće vrijeme, uz konstantnu temperaturu transformacije, što rezultira ujednačenom i konzistentnom mikrostrukturom.
2. Koje su glavne prednosti izotermnog žarenja?
Značajno skraćeni procesni ciklus i poboljšana efikasnost: Tradicionalno potpuno žarenje zahtijeva izuzetno sporo hlađenje u peći (često traje desetine do stotine sati), dok izotermno žarenje zahtijeva samo brzo hlađenje na izotermnu temperaturu i držanje na toj temperaturi u određenom vremenskom periodu (obično desetinama minuta) kako bi se završila transformacija, značajno poboljšala brzina proizvodnje i značajno poboljšala efikasnost.
Ujednačenija mikrostruktura i konzistentnija svojstva: Budući da se transformacija odvija na konstantnoj temperaturi, mikrostruktura cijelog namotaja ili trake (kao što je međulamelarni razmak perlita i tvrdoća) je ujednačenija od one dobivene kontinuiranim hlađenjem u peći, izbjegavajući miješane kristale ili fluktuacije svojstava uzrokovane razlikama u brzinama hlađenja tokom kontinuiranog hlađenja.
Lakša kontrola tvrdoće: Konačna tvrdoća se može precizno kontrolisati odabirom različitih izotermnih temperatura. Što je izotermna temperatura niža, perlit je finiji (čak i sorbit), a tvrdoća je nešto veća; što je izotermna temperatura viša, to je perlit grublji, a tvrdoća je manja (olakšava hladnu obradu).
3. Koji su glavni nedostaci i ograničenja izotermnog žarenja?
Visoko ulaganje u opremu i složen proces: izotermno žarenje zahtijeva izotermne sekcije s brzim hlađenjem i preciznom kontrolom temperature (kao što su peći sa slanom kupkom, peći sa tekućim česticama ili namjenske sekcije za sporo hlađenje/preko{0}}starenje na linijama za kontinuirano žarenje), što rezultira većim troškovima opreme od jednostavnih peći u obliku kutije.
Nije prikladno za sve vrste čelika (posebno velike poprečne-presjeke): za legirane čelike sa visokom sposobnošću kaljenja, izotermno žarenje može zahtijevati izuzetno dugo izotermno vrijeme da se završi transformacija (pomicanje TTT krive udesno), negirajući njegovu prednost u efikasnosti. Kod velikih radnih komada teško je postići brzo hlađenje i homogenizaciju jezgra, što potencijalno dovodi do razlika u mikrostrukturi između površine i jezgre.
Strogi zahtjevi za kontrolu temperature: Izotermna temperatura mora biti strogo kontrolirana unutar ciljanog raspona. Ako izotermna temperatura jako varira, ili je izotermno vrijeme nedovoljno (nepotpuna transformacija), netransformirani austenit se može transformirati u martenzit nakon izlaska iz peći, što rezultira nenormalno visokom tvrdoćom i "tvrdim mjestima".
4. Koje vrste hladno-kolačića ili čelika su posebno pogodne za izotermno žarenje?
Linija za kontinuirano žarenje (CAPL): Moderna -proizvodnja velikih razmjera hladno-valjanih čeličnih limova za automobile (kao što su CQ, DQ i DDQ) gotovo isključivo koristi izotermno žarenje (odjeljak "preko-starenja" ili "sporo hlađenje" u kontinuiranom procesu žarenja za postizanje kontinuiranog procesa žarenja/termalnog procesa) velika-brzina, ujednačena proizvodnja.
Srednje- i visoko-ugljični čelik, hladno-valjani koluti: kao što su hladno-valjani 65Mn, 50# i druge trake od opružnog čelika ili alatnog čelika. Izotermno žarenje (posebno izotermno sferoidizirajuće žarenje) može efikasno transformirati lamelarni perlit u sferni perlit, smanjujući tvrdoću i poboljšavajući obradivost i performanse hladnog kačenja.
-Čelik za duboko izvlačenje koji zahtijeva strogu kontrolu tvrdoće: Za dijelove koji će biti podvrgnuti naknadnom preciznom štancanju, izotermno žarenje obezbjeđuje materijale sa izuzetno malim fluktuacijama tvrdoće.
5. Koje su razlike u performansama proizvoda između izotermnog žarenja i prethodno spomenutog potpunog žarenja?
Mikrostruktura:
Potpuno žareno: Rezultat je mješovita mikrostruktura s neujednačenom veličinom čestica (zbog razlika u međulamelarnom razmaku između visoko{0}}i niskotemperaturnih-dijelova tokom kontinuiranog hlađenja).
Izotermno žareno: rezultira ujednačenom mikrostrukturom (sve formirane na istoj temperaturi sa dosljednim međulamelnim razmakom).
Tvrdoća i plastičnost:
Potpuno žareno: Tvrdoća je obično nešto niža od izotermno žarenog (ako je brzina hlađenja izuzetno spora), ali je proizvodni ciklus duži.
Izotermno žarenje: Tvrdoća se može precizno postići kontrolisanjem izotermne temperature kako bi se zadovoljili zahtjevi korisnika (npr. ako korisnik zahtijeva HRB 55±2, vjerovatnije je da će izotermno žarenje postići cilj). Nadalje, zbog ujednačene mikrostrukture, deformacije tijekom štancanja su ujednačenije, a rizik od lokaliziranog pucanja je manji.
Efikasnost proizvodnje:
Potpuno žareno: Pogodno za više-raznovrsnu, malu-serijsku proizvodnju sa niskom vremenskom osjetljivošću (kao što su određeni specijalni materijali za zvonaste peći{2}}).
Izotermno žareno: Pogodno za proizvodne linije velike{0}}zapremine, visoke{1}}efikasnosti sa zahtjevima za konzistentnost visokih performansi.