Perlakuan panas untuk rangka utama mesin AHYW
Anhui Yawei saat ini mengadopsi perlakuan panas untuk semua frame machienry lembaran logam yang dapat menghilangkan stres material dengan deformasi mini untuk penggunaan lama, terutama termasuk frame utama CNC Synchro Pressbrakes, cnc auto pressbrake backgauges, mesin pemotong serat laser utama.
Perlakuan panas (atau perlakuan panas ) adalah sekelompok proses industri dan pengerjaan logam yang digunakan untuk mengubah sifat fisik , dan kadang-kadang kimia , dari suatu bahan. Aplikasi yang paling umum adalah metalurgi . Perlakuan panas juga digunakan dalam pembuatan banyak bahan lain, seperti kaca . Perlakuan panas melibatkan penggunaan pemanasan atau pendinginan, biasanya untuk suhu ekstrim, untuk mencapai hasil yang diinginkan seperti pengerasan atau pelunakan bahan. Teknik perlakuan panas termasuk anil , pengerasan kasus , penguatan presipitasi , tempering , normalisasi dan pendinginan . Perlu dicatat bahwa sementara istilah perlakuan panas hanya berlaku untuk proses di mana pemanasan dan pendinginan dilakukan untuk tujuan khusus mengubah properti secara sengaja, pemanasan dan pendinginan sering terjadi secara kebetulan selama proses manufaktur lainnya seperti pembentukan panas atau pengelasan.
Bahan logam terdiri dari struktur mikro kristal kecil yang disebut "butir" atau kristalit. Sifat dari biji-bijian (ukuran butir dan komposisi) adalah salah satu faktor yang paling efektif yang dapat menentukan perilaku mekanik keseluruhan dari logam. Perlakuan panas memberikan cara yang efisien untuk memanipulasi sifat-sifat logam dengan mengendalikan laju difusi dan laju pendinginan di dalam struktur mikro. Perlakuan panas sering digunakan untuk mengubah sifat mekanik dari paduan logam, memanipulasi sifat seperti kekerasan, kekuatan, ketangguhan, keuletan, dan elastisitas.
Ada dua mekanisme yang dapat mengubah sifat paduan selama perlakuan panas: pembentukan martensit menyebabkan kristal untuk merusak secara intrinsik, dan mekanisme difusi menyebabkan perubahan dalam homogenitas paduan.
Struktur kristal terdiri dari atom yang dikelompokkan dalam susunan yang sangat spesifik, yang disebut kisi. Di sebagian besar elemen, pesanan ini akan mengatur ulang sendiri, tergantung pada kondisi seperti suhu dan tekanan. Penataan ulang ini, yang disebut allotropy atau polymorphism, dapat terjadi beberapa kali, pada banyak temperatur yang berbeda untuk logam tertentu. Dalam paduan, penataan ulang ini dapat menyebabkan elemen yang biasanya tidak larut dalam logam dasar tiba-tiba menjadi larut, sementara pembalikan alotropi akan membuat unsur-unsur baik sebagian atau sepenuhnya tidak larut.
Ketika dalam keadaan larut, proses difusi menyebabkan atom-atom unsur terlarut menyebar, mencoba untuk membentuk distribusi homogen dalam kristal-kristal logam dasar. Jika paduan didinginkan ke keadaan yang tidak larut, atom-atom dari konstituen terlarut (zat terlarut) dapat bermigrasi keluar dari larutan. Jenis difusi ini, yang disebut pengendapan, mengarah ke nukleasi, di mana kelompok atom yang bermigrasi bersama di batas butir. Ini membentuk mikro yang umumnya terdiri dari dua atau lebih fase yang berbeda. Baja yang telah didinginkan perlahan, misalnya, membentuk struktur laminasi yang terdiri dari lapisan ferit dan sementit, menjadi perlit lunak. Setelah pemanasan baja ke fase austenit dan kemudian quenching dalam air, struktur mikro akan berada dalam fase martensit. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa baja akan berubah dari fase austenit ke fase martensit setelah pendinginan. Perlu dicatat bahwa beberapa perlit atau ferit mungkin ada jika quench tidak mendinginkan semua baja dengan cepat.
Tidak seperti paduan berbasis besi, sebagian besar paduan yang dapat diolah panas tidak mengalami transformasi ferit. Dalam paduan ini, nukleasi pada batas butir sering memperkuat struktur matriks kristal. Logam-logam ini mengeras karena pengendapan. Biasanya proses yang lambat, tergantung pada suhu, ini sering disebut sebagai "pengerasan penuaan".
Banyak logam dan non-logam menunjukkan transformasi martensit ketika didinginkan dengan cepat (dengan media eksternal seperti minyak, polimer, air dll.). Ketika logam didinginkan dengan sangat cepat, atom yang tidak larut mungkin tidak dapat bermigrasi keluar dari solusi pada waktunya. Ini disebut "transformasi tidak terdifusi." Ketika matriks kristal berubah ke susunan suhu rendahnya, atom-atom zat terlarut terperangkap di dalam kisi-kisi. Atom yang terperangkap mencegah matriks kristal berubah sepenuhnya menjadi alotrop suhu rendah, menciptakan tegangan geser di dalam kisi-kisi. Ketika beberapa paduan didinginkan dengan cepat, seperti baja, transformasi martensit mengeraskan logam, sementara di bagian lain, seperti aluminium, paduannya menjadi lebih lunak.
Efek waktu dan suhu
Transformasi suhu-waktu (TTT) untuk baja. Kurva merah mewakili kecepatan pendinginan yang berbeda (kecepatan) ketika didinginkan dari suhu kritis atas (A3). V1 menghasilkan martensit. V2 memiliki perlit yang dicampur dengan martensit, V3 menghasilkan bainit, bersama dengan perlit dan matensit.
Perlakuan panas yang tepat membutuhkan kontrol suhu yang tepat, waktu yang ditahan pada suhu dan tingkat pendinginan tertentu. [12]
Dengan pengecualian penghilang stres, temper, dan penuaan, sebagian besar perawatan panas dimulai dengan memanaskan paduan di luar suhu transformasi atas (A 3 ). Suhu ini disebut sebagai "penangkapan" karena pada suhu A 3 logam mengalami periode histeresis. Pada titik ini, semua energi panas digunakan untuk menyebabkan perubahan kristal, sehingga suhu berhenti naik untuk waktu yang singkat (penangkapan) dan kemudian melanjutkan pendakian setelah perubahan selesai. [13] Oleh karena itu, paduan harus dipanaskan di atas suhu kritis agar terjadi transformasi. Paduan biasanya akan disimpan pada suhu ini cukup lama agar panas benar-benar menembus paduan, sehingga membawanya menjadi larutan padat lengkap.
Karena ukuran butir yang lebih kecil biasanya meningkatkan sifat mekanik, seperti ketangguhan, kekuatan geser dan kekuatan tarik, logam ini sering dipanaskan sampai suhu yang hanya di atas suhu kritis atas, untuk mencegah butiran larutan dari tumbuh terlalu besar. . Misalnya, ketika baja dipanaskan di atas suhu kritis atas, butiran kecil bentuk austenit. Ini tumbuh lebih besar karena suhu meningkat. Ketika didinginkan dengan sangat cepat, selama transformasi martensit, ukuran butir austenit secara langsung mempengaruhi ukuran butir martensit. Biji-bijian yang lebih besar memiliki butiran-butiran besar, yang berfungsi sebagai titik lemah dalam struktur. Ukuran butir biasanya dikontrol untuk mengurangi kemungkinan kerusakan.
Transformasi difusi sangat tergantung waktu. Pendinginan logam biasanya akan menekan pengendapan ke suhu yang jauh lebih rendah. Austenite, misalnya, biasanya hanya ada di atas suhu kritis atas. Namun, jika austenit didinginkan cukup cepat, transformasi dapat ditekan untuk ratusan derajat di bawah suhu kritis yang lebih rendah. Austenit seperti itu sangat tidak stabil dan, jika diberi cukup waktu, akan mengendap menjadi berbagai mikrostruktur ferit dan sementit. Laju pendinginan dapat digunakan untuk mengontrol laju pertumbuhan butir atau bahkan dapat digunakan untuk menghasilkan mikrostruktur sebagian martensit. Namun, transformasi martensit adalah waktu-independen. Jika paduan didinginkan ke suhu transformasi martensit (M) sebelum mikrostruktur lain dapat terbentuk sepenuhnya, transformasi biasanya akan terjadi tepat di bawah kecepatan suara.
Ketika austenit didinginkan cukup lambat sehingga transformasi martensit tidak terjadi, ukuran butir austenit akan memiliki efek pada tingkat nukleasi, tetapi umumnya suhu dan laju pendinginan yang mengontrol ukuran butir dan mikro. Ketika austenit didinginkan sangat lambat, ia akan membentuk kristal ferit besar yang diisi dengan inklusi bola dari sementit. Mikro ini disebut sebagai "sphereoidite." Jika didinginkan sedikit lebih cepat, maka perlit kasar akan terbentuk. Lebih cepat, dan perlit yang halus akan terbentuk. Jika didinginkan lebih cepat, bainite akan terbentuk. Demikian pula, struktur mikro ini juga akan terbentuk jika didinginkan hingga suhu tertentu dan kemudian dipegang di sana untuk waktu tertentu. [17]
Sebagian besar paduan non-besi juga dipanaskan untuk membentuk solusi. Paling sering, ini kemudian didinginkan dengan sangat cepat untuk menghasilkan transformasi martensit, menempatkan solusi ke dalam keadaan jenuh. Paduan tersebut, yang berada dalam kondisi yang jauh lebih lembut, mungkin akan bekerja dengan dingin. Kerja dingin ini meningkatkan kekuatan dan kekerasan paduan, dan cacat yang disebabkan oleh deformasi plastik cenderung mempercepat pengendapan, meningkatkan kekerasan di luar yang normal untuk alloy. Bahkan jika tidak dingin bekerja, zat terlarut dalam paduan ini biasanya akan mengendap, meskipun prosesnya mungkin memakan waktu lebih lama. Kadang-kadang logam ini kemudian dipanaskan ke suhu yang berada di bawah suhu kritis (A 1 ) yang lebih rendah, mencegah rekristalisasi, untuk mempercepat pengendapan.
Anil untuk lembaran logam
Annealing (metalurgi)
Annealing terdiri dari pemanasan logam untuk suhu tertentu dan kemudian mendinginkan pada laju yang akan menghasilkan struktur mikro halus, baik sepenuhnya atau sebagian yang memisahkan konstituen. Laju pendinginan umumnya lambat. Annealing paling sering digunakan untuk melunakkan logam untuk kerja dingin, untuk meningkatkan machinability, atau untuk meningkatkan properti seperti konduktivitas listrik.
Dalam paduan besi, anil biasanya dilakukan dengan memanaskan logam di luar suhu kritis atas dan kemudian mendingin sangat lambat, menghasilkan pembentukan perlit. Dalam kedua logam murni dan banyak paduan yang tidak dapat dipanaskan, anil digunakan untuk menghilangkan kekerasan yang disebabkan oleh kerja dingin. Logam dipanaskan sampai suhu di mana rekristalisasi dapat terjadi, dengan demikian memperbaiki cacat yang disebabkan oleh deformasi plastis. Pada logam-logam ini, laju pendinginan biasanya memiliki sedikit pengaruh. Kebanyakan paduan non-besi yang dapat diolah panas juga dianil untuk meredakan kekerasan kerja dingin. Ini mungkin perlahan-lahan didinginkan untuk memungkinkan pengendapan penuh dari konstituen dan menghasilkan struktur mikro halus.
Paduan besi biasanya "penuh anil" atau "proses anil." Anil penuh membutuhkan tingkat pendinginan yang sangat lambat, untuk membentuk perlit kasar. Dalam proses annealing, laju pendinginan mungkin lebih cepat; hingga, dan termasuk normalisasi. Tujuan utama dari proses annealing adalah menghasilkan mikrostruktur yang seragam. Paduan non-besi sering mengalami berbagai teknik anil, termasuk "rekristalisasi annealing," "anil parsial," "full annealing," dan "anil terakhir." Tidak semua teknik annealing melibatkan rekristalisasi, seperti menghilangkan stres.
