Proses trin â gwres yw tymheru lle mae darn gweithio wedi'i ddiffodd yn cael ei ailgynhesu i dymheredd islaw A1, ei gadw am amser penodol, ac yna ei oeri i dymheredd ystafell. Ni ddylid defnyddio dur quenched yn uniongyrchol; rhaid iddo gael ei dymheru, sy'n pennu microstrwythur a phriodweddau'r dur ac mae'n gam hanfodol i drin â gwres.
3.1 Pwrpas Tymheru
I Gyflawni Priodweddau Mecanyddol Dymunol
Ar ôl diffodd, mae gan y darn gwaith galedwch uchel ond hydwythedd a chaledwch isel. Er mwyn bodloni gofynion perfformiad gwahanol ar gyfer gwahanol rannau, defnyddir tymheru i addasu'r microstrwythur diffodd, addasu caledwch, a lleihau brau, gan arwain at briodweddau mecanyddol dymunol y darn gwaith.
I Sefydlogi Dimensiynau Workpiece
Mae'r martensite a'r austenite cadw a ffurfiwyd yn ystod diffodd yn strwythurau ansefydlog a all bydru dros amser, gan achosi newidiadau dimensiwn a siâp. Mae tymheru yn trawsnewid y microstrwythur wedi'i ddiffodd yn un sefydlog, gan sicrhau bod y darn gwaith yn cynnal ei ddimensiynau a'i siâp wrth ei ddefnyddio.
I Leihau neu Ddileu Straen Mewnol o Ddileu
Mae diffodd yn achosi straen mewnol sylweddol. Os na chaiff ei leddfu'n brydlon trwy dymheru, gall y straen hwn achosi i'r darn gwaith anffurfio neu hyd yn oed gracio.
3.2 Trawsnewidiadau yn ystod Tymheru Dur Wedi'i Diffodd
Mae martensit wedi'i dorri ac austenit a gedwir yn gamau metasefydlog sy'n dadelfennu'n ferrite a charbidau o'u tymheru o dymheredd ystafell i islaw A1. Mae'r trawsnewidiadau penodol yn dibynnu ar y tymheredd tymheru:
Dadelfeniad Martensite ( Llai na neu'n hafal i 200 gradd )
Pan gaiff ei dymheru o dan 80 gradd, nid oes unrhyw newid microstrwythurol sylweddol yn digwydd, ac eithrio clystyru atomau carbon mewn martensite. Rhwng 80 gradd a 200 gradd, mae martensite yn dechrau dadelfennu, gydag atomau carbon yn dyddodi fel ε-carbides (Fe2.4C), gan leihau'r gorddirlawnder carbon mewn martensite a lleihau tetragonality. Gan fod y tymheredd tymheru'n isel, dim ond rhan o'r gormodedd o garbon sy'n gwaddodi, gan adael y martensite fel hydoddiant solet supersaturated o garbon yn -Fe. Mae'r ε-carbidau mân yn cael eu gwasgaru ar hyd rhyngwynebau'r hydoddiant supersaturated -solid, gan gynnal perthynas gydlynol (lle mae'r atomau ar ffiniau'r cyfnod yn cael eu rhannu gan y ddwy dellt grisial). Gelwir y microstrwythur hwn, sy'n cynnwys hydoddiant solid-solid llai dirlawn a ε-carbidau, yn martensit tymherus. Oherwydd natur fân a gwasgaredig iawn y ε-carbides, nid yw caledwch y dur yn gostwng yn sylweddol pan gaiff ei dymheru o dan 200 gradd. Fodd bynnag, mae dyddodiad ε-carbidau yn lleihau afluniad dellt, yn lleihau straen diffodd a chynyddu ychydig ar blastigrwydd a chaledwch y dur.
Dadelfeniad Austenite Wrth Gefn (200 gradd -300 gradd)
Mae austenite cadw yn debyg i austenite undercooled, felly mae ei gynhyrchion trawsnewid tymeru yr un fath â rhai austenite undercooled o dan amodau tymheredd tebyg, gan ffurfio martensite, bainite, neu pearlite yn dibynnu ar y tymheredd.
Pan fydd dur wedi'i dymheru rhwng 200 gradd a 300 gradd, mae martensite yn parhau i bydru, ac mae austenite a gedwir yn dechrau trawsnewid yn bainite is (200 gradd -300 gradd yw'r ystod trawsnewid bainite isaf). Ar yr ystod tymheredd hwn, mae straen quenching yn gostwng ymhellach, ond nid yw caledwch yn gostwng yn sylweddol.
Trawsnewid Carbidau (250 gradd -450 gradd)
Pan gaiff ei dymheru uwchlaw 250 gradd, mae gallu trylediad cynyddol atomau carbon yn achosi i ε-carbidau drawsnewid yn raddol yn smentit sefydlog. Erbyn 450 gradd, mae pob ε-carbid yn trosi'n cementit gwasgaredig iawn. Mae dyodiad parhaus carbon yn gostwng y cynnwys carbon yn yr hydoddiant -solid i'w lefel ecwilibriwm, gan ei droi'n ferrite, er ei fod yn parhau i fod yn debyg i nodwydd. Gelwir y strwythur hwn, sy'n cynnwys ferrit tebyg i nodwydd a smentit gwasgaredig iawn, yn troostit tymherus. Dangosir strwythur troostit tymherus o 45 dur yn y ffigur isod. Ar y pwynt hwn, mae caledwch y dur yn lleihau, ac mae ei wydnwch a'i blastigrwydd yn cynyddu ymhellach, gyda straen diffodd bron wedi'i ddileu.
Cydgrynhoi a Thwf Cementite ac Ailgrisialu Ferrite (450 gradd -700 gradd)
Yn uwch na 450 gradd, mae'r cementit hynod wasgaredig yn raddol yn spheroidizes yn gronynnau mân, ac wrth i'r tymheredd godi, mae'r gronynnau hyn yn tyfu. Ar yr un pryd, mae ferrite yn dechrau ailgrisialu rhwng 500 gradd a 600 gradd, gan drawsnewid o siapiau tebyg i lath neu nodwydd yn grawn amlochrog.
Gelwir y strwythur hwn, sy'n cynnwys cementit gronynnog wedi'i ddosbarthu ar fatrics ferrite amlochrog, yn sorbit tymherus. Dangosir strwythur sorbite tymherus o 45 dur yn y ffigur isod. Os cynyddir y tymheredd ymhellach i 650 gradd -A1, mae'r smentit gronynnog yn fras, gan ffurfio microstrwythur o ferrite amlochrog a smentit gronynnog mwy, a elwir yn berlog tymherus.
Mae trawsnewid dur wedi'i ddiffodd yn ystod tymeru yn digwydd dros wahanol ystodau tymheredd. Hyd yn oed ar yr un tymheredd tymheru, gall mathau lluosog o drawsnewidiadau ddigwydd. Mae priodweddau dur tymherus yn dibynnu ar y newidiadau microstrwythurol hyn, sydd, yn eu tro, yn dylanwadu ar ei berfformiad mecanyddol. Yn gyffredinol, wrth i'r tymheredd tymheru gynyddu, mae cryfder a chaledwch yn lleihau tra bod hydwythedd a chaledwch yn gwella, gyda'r newidiadau hyn yn dod yn fwy amlwg ar dymheredd uwch.
3.3 Mathau o Gymwysiadau Tymheru
Y prif ffactor sy'n pennu microstrwythur a phriodweddau dur yw'r tymheredd tymheru. Mae tymeru wedi'i gategoreiddio'n dri math yn seiliedig ar dymheredd a microstrwythur canlyniadol:
Tymheredd Isel (150 gradd -250 gradd)
Mae tymeru tymheredd isel yn cynhyrchu martensit tymherus. Y nod yw cadw caledwch uchel a gwrthsefyll traul dur wedi'i ddiffodd wrth leihau straen mewnol a brau, a gwella hydwythedd a chadernid. Defnyddir y dull hwn yn bennaf ar gyfer duroedd carbon uchel ac aloi mewn offer torri, offer mesur, stampio oer yn marw, Bearings rholio, rhannau carburized, a rhannau wedi'u diffodd ar yr wyneb. Mae'r caledwch ar ôl tymheru fel arfer rhwng 58-64 HRC.
Tymheredd Canolig (350 gradd -500 gradd)
Mae'r dull hwn yn cynhyrchu troostit tymherus. Ei bwrpas yw sicrhau cryfder cynnyrch uchel, terfyn elastig, a chaledwch sylweddol. Defnyddir tymheru tymheredd canolig yn bennaf ar gyfer gwahanol gydrannau elastig a marw-gweithio poeth. Mae'r caledwch ar ôl tymheru yn gyffredinol yn amrywio o 35-50 HRC.
Tymheredd Uchel (500 gradd -650 gradd)
Mae'r dull hwn yn cynhyrchu sorbit tymherus. Y nod yw sicrhau cydbwysedd o gryfder, caledwch, hydwythedd a chaledwch. Wrth gyfuno diffodd a thymheru tymheredd uchel, cyfeirir at y broses yn gyffredin fel "quenching and tempering." Fe'i defnyddir yn eang ar gyfer cydrannau strwythurol hanfodol wrth gynhyrchu automobiles, tractorau, ac offer peiriant (fel gwiail cysylltu, stydiau, gerau, a siafftiau trosglwyddo). Mae'r caledwch ar ôl tymheru yn gyffredinol yn amrywio o 200-330 HBW.
Er bod gwerthoedd caledwch dur ar ôl normaleiddio a diffodd-dymheru yn eithaf tebyg, mae cydrannau strwythurol hanfodol wrth gynhyrchu fel arfer yn cael eu diffodd yn hytrach na'u normaleiddio. Mae hyn oherwydd bod gan ficrostrwythur sorbit tymherus smentit gronynnog, tra bod gan sorbit a geir o normaleiddio smentit lamellar. Felly, mae dur wedi'i ddiffodd a'i dymheru nid yn unig yn arddangos cryfder uwch ond mae ganddo hefyd hydwythedd a chaledwch gwell o'i gymharu â'r cyflwr normal.
Gall diffodd a thymheru fod yn broses triniaeth wres derfynol neu fel triniaeth ragarweiniol cyn caledu wyneb a thriniaeth wres cemegol. Gan nad yw caledwch dur tymherus yn uchel, mae'n caniatáu ar gyfer peiriannu hawdd a gwerthoedd garwder arwyneb isel.
Yn ogystal â'r tri dull tymheru cyffredin hyn, mae rhai duroedd aloi uchel yn cael eu tymeru meddalu tymheredd uchel ar 20 gradd -40 gradd o dan A1 i gael pearlit tymherus fel dewis arall yn lle anelio sfferoid.
Er mwyn sicrhau trawsnewid microstrwythurol trylwyr yn ystod tymheru, rhaid cynnal y workpiece ar y tymheredd tymheru am ddigon o amser, fel arfer rhwng 1 a 3 awr, yn dibynnu ar ddeunydd, tymheredd, trwch, llwyth, a dull gwresogi. Nid yw'r dull oeri ar ôl tymheru yn cael fawr o effaith ar berfformiad dur carbon, ond er mwyn osgoi achosi straen newydd, yn gyffredinol mae darnau gwaith yn cael eu hoeri'n araf mewn aer ar ôl tymheru.
