1.Какво е изотермично отгряване? Какъв е неговият основен принцип?
Изотермичното отгряване е процес на термична обработка, при който студено{0}}валцовани намотки (или стоманени плочи) се нагряват до температура на аустенизиране (над AC₃) или температура на рекристализация, поддържат се при тази температура и след това бързо се охлаждат до определена температура в зоната на перлитна трансформация (напр. 600-700 градуса). След това намотките се държат изотермично при тази температура, което позволява на аустенита да се разложи напълно на ферит и перлит (или сфероиден цементит). И накрая, намотките се охлаждат с въздух.
Основен принцип: Използване на кривата на изотермична трансформация (TTT крива) на преохладен аустенит. Чрез избягване на бавно охлаждане и директно преминаване към най-бързата температурна зона на трансформация за изотермична обработка, трансформацията на микроструктурата може да бъде завършена за по-кратко време, с постоянна температура на трансформация, което води до еднаква и последователна микроструктура.
2. Какви са основните предимства на изотермичното отгряване?
Значително съкратен цикъл на процеса и подобрена ефективност: Традиционното пълно отгряване изисква изключително бавно охлаждане в пещта (често отнемащо десетки до стотици часове), докато изотермичното отгряване изисква само бързо охлаждане до изотермичната температура и задържане при тази температура за период от време (обикновено десетки минути), за да завърши трансформацията, значително подобрявайки скоростта на оборот и производствената ефективност на пещта за отгряване.
По-равномерна микроструктура и по-последователни свойства: Тъй като трансформацията се извършва при постоянна температура, микроструктурата на цялата намотка или лента (като междупластовото разстояние на перлита и твърдостта) е по-равномерна от тази, получена чрез непрекъснато охлаждане в пещта, като се избягват смесени кристали или колебания на свойствата, причинени от разликите в скоростите на охлаждане по време на непрекъснато охлаждане.
По-лесен контрол на твърдостта: Крайната твърдост може да се контролира прецизно чрез избиране на различни изотермични температури. Колкото по-ниска е изотермичната температура, толкова по-фин е перлитът (дори сорбитът) и малко по-висока твърдост; колкото по-висока е изотермичната температура, толкова по-груб е перлитът и толкова по-ниска е твърдостта (улесняваща студената обработка).
3. Какви са основните недостатъци и ограничения на изотермичното отгряване?
Висока инвестиция в оборудване и сложен процес: Изотермичното отгряване изисква изотермични секции с възможности за бързо охлаждане и прецизен контрол на температурата (като пещи със солна баня, пещи с течащи частици или специални секции за бавно охлаждане/пре-стареене на линии за непрекъснато отгряване), което води до по-високи разходи за оборудване в сравнение с обикновените кутийни пещи или камбанови пещи.
Не е подходящ за всички видове стомана (особено големи напречни-сечения): За легирани стомани с висока закаляемост изотермичното отгряване може да изисква изключително дълги изотермични времена за завършване на трансформацията (изместване на кривата TTT надясно), което отрича предимството му в ефективността. За големи детайли е трудно да се постигне бързо охлаждане и хомогенизиране на сърцевината, което потенциално води до разлики в микроструктурата между повърхността и сърцевината.
Строги изисквания за контрол на температурата: Изотермичната температура трябва да се контролира стриктно в целевия диапазон. Ако изотермичната температура варира значително или изотермичното време е недостатъчно (непълна трансформация), нетрансформираният аустенит може да се трансформира в мартензит след излизане от пещта, което води до необичайно висока твърдост и "твърди петна".
4. Кои типове студено{1}}валцовани рулони или видове стомана са особено подходящи за изотермично отгряване?
Линия за непрекъснато отгряване (CAPL): Съвременното -мащабно производство на студено{1}}валцувани автомобилни стоманени листове (като класове CQ, DQ и DDQ) използва почти изключително изотермично отгряване (секция „пре-стареене“ или „бавно охлаждане“ в пещ за непрекъснато отгряване е по същество процес на изотермична/постепенна трансформация), за да се постигне висока-скорост, равномерно производство.
Средно{0}} и високо{1}}въглеродна стомана Студеновалцувани-намотки: като студеновалцувани-65Mn, 50# и други ленти от пружинна стомана или инструментална стомана. Изотермичното отгряване (особено изотермичното сфероидизиращо отгряване) може ефективно да трансформира ламеларния перлит в сферичен перлит, намалявайки твърдостта и подобрявайки обработваемостта и производителността при студено зареждане.
Стомана за -дълбоко изтегляне, изискваща строг контрол на твърдостта: За части, които ще бъдат подложени на последващо прецизно щамповане, изотермичното отгряване осигурява материали с изключително малки колебания на твърдостта.
5. Какви са разликите в производителността на продукта между изотермичното отгряване и споменатото по-горе пълно отгряване?
Микроструктура:
Напълно закален: Резултатът е смесена микроструктура с неравномерен размер на частиците (поради разлики в междупластовото разстояние между секциите с висока-температура и ниска{1}}температура по време на непрекъснато охлаждане).
Изотермално отгрято: Резултатът е еднаква микроструктура (всички образувани при една и съща температура с постоянно междуслойно разстояние).
Твърдост и пластичност:
Напълно закален: Твърдостта обикновено е малко по-ниска от изотермично закален (ако скоростта на охлаждане е изключително ниска), но производственият цикъл е по-дълъг.
Изотермично отгряване: Твърдостта може да бъде прецизно постигната чрез контролиране на изотермичната температура, за да отговори на изискванията на потребителя (напр. ако потребителят изисква HRB 55±2, изотермичното отгряване е по-вероятно да постигне целта). Освен това, поради еднаквата микроструктура, деформацията по време на щамповане е по-равномерна и рискът от локализирано напукване е по-нисък.
Производствена ефективност:
Напълно закален: Подходящ за много-разнообразно, дребно-серийно производство с ниска чувствителност към времето (като определени специални материали за камбанови-тип пещи).
Изотермично закален: Подходящ за големи{0}}обеми, високо-ефективни производствени линии с високи изисквания за последователност на производителността.