Chúng ta hãy xem quá trình ủ cụ thể.
Ủ là một quá trình quan trọng trong gia công kim loại sử dụng hệ thống sưởi, giữ và làm mát để cải thiện cấu trúc và tính chất vật liệu (ví dụ: giảm ứng suất, làm mềm và sàng lọc hạt). Quá trình ủ khác nhau tùy thuộc vào vật liệu (ví dụ: thép, hợp kim nhôm) và ứng dụng (ví dụ: làm mềm và giảm căng thẳng sau khi cán nguội). Phần sau đây sử dụng quá trình ủ kết tinh lại của các tấm thép cán nguội-(đáng chú ý nhất là xử lý chất nền SGCC) làm ví dụ để cung cấp mô tả chi tiết về quy trình cụ thể:
1. Chuẩn bị trước{1}}ủ
Kiểm tra nguyên liệu thô: Xác nhận vật liệu (ví dụ: thép cacbon-thấp), độ dày và tình trạng bề mặt (không có dầu, rỉ sét, v.v.) của các tấm thép cán nguội-để tránh các khuyết tật trong quá trình gia nhiệt. Sau đó nguyên liệu được xử lý theo mẻ theo kế hoạch sản xuất.
Nạp lò: Nạp các tấm thép cán nguội-(thường là cuộn hoặc các tấm phẳng xếp chồng lên nhau) vào lò ủ liên tục hoặc lò ủ hộp. Lò ủ liên tục phù hợp với quy mô sản xuất-lớn, với các tấm thép di chuyển liên tục trên băng tải con lăn. Lò ủ hộp thích hợp cho các mẻ nhỏ, với phôi được đặt cố định và yêu cầu nhiệt độ đồng đều trong lò. Kiểm soát khí quyển lò:
Đối với các vật liệu dễ bị oxy hóa như thép nhẹ, cần có môi trường bảo vệ (chẳng hạn như hỗn hợp nitơ + hydro, có hàm lượng hydro từ 5% -20%) để ngăn chặn quá trình oxy hóa bề mặt của tấm thép (ngăn chặn sự hình thành cặn có thể ảnh hưởng đến quá trình mạ hoặc xử lý tiếp theo) và để giảm bất kỳ màng oxit vết nào (FeO thành Fe) có thể tồn tại trên bề mặt.
Điểm sương của khí quyển bảo vệ phải được kiểm soát chặt chẽ (thường nhỏ hơn hoặc bằng -40 độ) để ngăn hơi ẩm xâm nhập và gây ra quá trình oxy hóa.
2. Giai đoạn gia nhiệt
Kiểm soát tốc độ gia nhiệt: Tốc độ gia nhiệt phải được đặt dựa trên độ dày vật liệu và loại lò (thường là 5-20 độ / phút). Tránh làm nóng quá mức, có thể dẫn đến chênh lệch nhiệt độ lớn giữa bên trong và bên ngoài phôi và gây ra ứng suất nhiệt hoặc biến dạng (đặc biệt đối với các tấm dày).
Nhiệt độ gia nhiệt: Đạt nhiệt độ kết tinh lại (khoảng 650-720 độ đối với thép nhẹ, được điều chỉnh dựa trên hàm lượng carbon). Nhiệt độ kết tinh lại rất quan trọng để làm mềm các tấm thép cán nguội. Trong quá trình cán nguội, biến dạng dẻo tạo ra nhiều sai lệch (làm cứng sản phẩm). Khi được nung nóng trên nhiệt độ kết tinh lại, những sai lệch này biến mất, các hạt cân bằng mới hình thành và vật liệu lấy lại độ dẻo, giảm độ cứng.
Tính đồng nhất về nhiệt độ: Nhiều thiết bị gia nhiệt trong lò (chẳng hạn như ống bức xạ và dây điện trở) đảm bảo nhiệt độ ổn định trên tấm thép, với độ lệch được kiểm soát trong phạm vi ±5 độ để tránh sự thay đổi hiệu suất cục bộ.
III. Giai đoạn nắm giữ
Thời gian giữ được thiết lập dựa trên độ dày của tấm thép và hiệu suất mục tiêu, thường dao động từ 1 đến 4 giờ (tấm càng dày thì thời gian giữ càng lâu). Mục tiêu là cho phép chuyển đổi hoàn toàn cấu trúc vi mô bên trong của tấm thép:
"Các hạt dạng sợi" sau khi cán nguội được chuyển hóa hoàn toàn thành "các hạt kết tinh lại cân bằng", loại bỏ hiện tượng cứng lại;
Cho phép khuếch tán đồng đều các nguyên tố như cacbon và nitơ qua các ranh giới hạt, giảm ứng suất bên trong.
Bảo trì bầu không khí: Một bầu không khí bảo vệ được đưa vào liên tục trong giai đoạn giữ để duy trì áp suất lò dương (ngăn chặn sự xâm nhập của không khí) và đảm bảo bề mặt không bị oxy hóa. IV. Giai đoạn làm mát
Phương pháp làm nguội: Tốc độ làm nguội được lựa chọn dựa trên mục đích ủ. Ủ kết tinh lại thường sử dụng làm mát chậm (làm mát lò hoặc làm mát có kiểm soát) để tránh làm lạnh nhanh có thể gây ra ứng suất mới hoặc khiếm khuyết cấu trúc (chẳng hạn như biến đổi martensitic).
Trong lò ủ liên tục, tấm thép được làm nguội dần qua các phần làm mát bằng nước hoặc không khí với tốc độ làm nguội khoảng 5-10 độ/phút.
Lò ủ kiểu hộp-có thể được làm nóng khi tắt thiết bị gia nhiệt, cho phép phôi nguội tự nhiên trong lò đến nhiệt độ dưới 200 độ trước khi lấy ra.
Nhiệt độ làm mát cuối cùng: Phôi phải được làm lạnh xuống dưới 200 độ (thường nhỏ hơn hoặc bằng 150 độ) trước khi lấy ra khỏi lò để tránh quá trình oxy hóa do nhiệt độ cao khi tiếp xúc với không khí.
V. Đăng-Xử lý ủ
Kiểm tra hiệu suất: Các mẫu thép được kiểm tra độ cứng (ví dụ: độ cứng Vickers HV) và độ giãn dài (ví dụ: δ5) để xác nhận xem các yêu cầu làm mềm có đáp ứng hay không (ví dụ: độ cứng của thép cacbon-cán thấp-lạnh là khoảng 150 HV, giảm xuống 80-100 HV sau khi ủ, trong khi độ giãn dài tăng từ 20% lên hơn 30%). Kiểm tra bề mặt: Quan sát bề mặt xem có khuyết tật như sự đổi màu do oxy hóa và rỗ để đảm bảo hiệu quả của môi trường bảo vệ.
Xử lý tiếp theo: Các tấm thép đã ủ có thể tiến hành trực tiếp đến quy trình tiếp theo (chẳng hạn như mạ kẽm hoặc dập). Ở giai đoạn này, vật liệu có độ dẻo tuyệt vời và ứng suất thấp nên ít bị nứt trong quá trình gia công.
Những điểm chính: Nhiệt độ và thời gian phù hợp: Nhiệt độ không đủ hoặc thời gian giữ quá ngắn sẽ ngăn cản quá trình kết tinh lại, dẫn đến vật liệu cứng và giòn. Nhiệt độ quá cao hoặc thời gian giữ kéo dài dẫn đến hạt thô và giảm hiệu suất.
Kiểm soát khí quyển: Độ tinh khiết và điểm sương của khí quyển bảo vệ là rất quan trọng để ngăn chặn quá trình oxy hóa, đặc biệt đối với các tấm thép sau đó sẽ được mạ kẽm (chẳng hạn như chất nền SGCC). Quá trình oxy hóa bề mặt có thể dẫn đến độ bám dính kẽm kém.
Các quy trình dành cho các loại ủ khác nhau (chẳng hạn như ủ giảm căng thẳng và ủ hình cầu) khác nhau một chút, nhưng nguyên tắc cốt lõi xoay quanh việc kiểm soát các tham số trong ba giai đoạn "làm nóng - giữ - làm mát" để đạt được hiệu suất mục tiêu.