Почему отожженные детали легче режутся? Причины можно всесторонне проанализировать

Отжиг — это процесс термической обработки металла, который улучшает его механические свойства путем нагрева до определенной температуры и выдержки в течение определенного времени, а затем медленного охлаждения для изменения его микроструктуры.

Почему отожженные детали легче режутся? Отжигаемые металлические детали лучше поддаются обработке? В этой статье мы подробно проанализируем причины, по которым отожженные детали легче режутся, и их последствия с разных точек зрения.

1. Почему отожженные детали легче режутся——изменение микроструктуры

(1) Устранение внутренних напряжений:

Внутренние напряжения возникают в металлах во время литья, ковки или другой обработки. Наличие внутренних напряжений приводит внутреннюю структуру металла в нестабильное, высокоэнергетическое состояние, что приводит к образованию трещин, деформации и другим проблемам при резке.

В процессе отжига металл нагревается выше температуры рекристаллизации, что повышает активность атомов, позволяет им перестраивать свои комбинации и устранять внутренние напряжения, делая внутреннюю структуру металла более стабильной. В результате отожженный металл менее подвержен трещинам и деформации при резке, а процесс резки проходит более гладко. Почему отожженные детали легче режутся? Это одна из основных причин.

(2) Рафинирование зерна:

Неотожженный металл может иметь крупнозернистую структуру, крупнозернистая структура при резании приведет к тому, что инструмент будет выдерживать большую силу резания и будет склонен к образованию опухолей при резании, что повлияет на качество реза.

Почему отожженные детали легче режутся? Это происходит потому, что в процессе отжига происходит рекристаллизация металла, и крупные зерна перерабатываются в мелкие равноосные зерна. Уточненная зернистая структура равномерно распределяет напряжения и снижает силы резания и теплоту резания в процессе резки, тем самым повышая эффективность резания и качество поверхности.

(3) Уменьшение твердости:

Металлы с более высокой твердостью требуют больших усилий резания и более высоких температур при резке, что может легко привести к износу и поломке инструмента. В процессе отжига карбиды и другие упрочняющие фазы в металле растворяются или сфероидизируются, снижая твердость металла.

Твердость металла в режущем инструменте снижена, чтобы выдержать уменьшение силы резания, температура резания снижена, срок службы инструмента увеличен, процесс резания облегчен.

2. Почему отожженные детали легче режутся——изменение механических свойств

(1) Улучшение пластичности:

Пластичность — это способность металлического материала пластически деформироваться без разрушения под действием внешних сил. Неотожженные металлы обладают низкой пластичностью и склонны к хрупкому разрушению при резке.

После отжига пластичность металла значительно повышается, что позволяет лучше адаптироваться к силе резания в процессе резки, снизить вероятность хрупкого разрушения и улучшить качество резки.

(2) Уменьшение хрупкости:

Хрупкость — это свойство металлического материала легко разрушаться под действием внешних сил. Высокохрупкие металлы склонны к образованию сколов и шлаков при резке, что влияет на точность резки и качество поверхности.

Почему отожженные детали легче режутся? Это происходит потому, что отжиг уменьшает хрупкость металла, делая его более устойчивым при резке и снижая вероятность образования сколов и шлаков.

(3) Улучшенная прочность:

Прочность — это способность металлического материала поглощать энергию без разрушения при воздействии динамических нагрузок, таких как удар или вибрация. Неотожженные металлы менее пластичны и склонны к растрескиванию и разрушению при резке.

После отжига повышается вязкость металла, что позволяет лучше сопротивляться ударам и вибрациям в процессе резки, уменьшает появление трещин и изломов, повышает безопасность и надежность резки.

3. Почему отожженные детали легче режутся——влияние сил резания

(1) Уменьшение силы резания:

Сила резания — это усилие, необходимое инструменту для преодоления деформации и разрушения металла в процессе резания. Неотожженные металлы твердые и хрупкие и требуют больших усилий при резании.

Отожженные металлы менее твердые и более пластичные, для их резки требуется меньшая сила резания, меньше изнашивается и ломается инструмент, а процесс резки проходит легче. Почему отожженные детали легче режутся? Снижение силы резания — один из важных факторов.

(2) Уменьшите температуру резки:

Температура резания — это явление, при котором температура инструмента повышается за счет тепла, выделяемого при трении и пластической деформации в процессе резания. Высокая температура резания приводит к повышенному износу инструмента и снижению качества резания.

При резке отожженного металла снижаются силы резания, уменьшается температура резания, увеличивается срок службы инструмента и улучшается качество резки.

(3) Снижение вибрации при резке:

Вибрация при резании — это вибрационное явление, вызываемое инструментом в процессе резания из-за колебаний силы резания, неравномерности внутренней структуры металла и других факторов. Вибрация при резании может привести к снижению точности резания и ухудшению качества поверхности.

Почему отожженные детали легче режутся? Это связано с тем, что внутренняя структура отожженного металла более однородна, сила резания более стабильна во время резки, вибрация при резке снижена, а точность резки и качество поверхности улучшены.

4. Почему отожженные детали легче режутся——влияние различных процессов отжига на производительность резки

(1) Завершите отжиг:

Полный отжиг применяется в основном для субэвтектических сталей и значительно снижает твердость материала, повышает пластичность, измельчает зерно и улучшает организацию, тем самым облегчая резку материала. Более медленная скорость охлаждения при полном отжиге обеспечивает полное перлитное превращение переохлажденного аустенита с образованием однородной структуры.

(2) Изотермический отжиг:

Изотермический отжиг — это нагрев стали до температуры выше Ac3 (или Ac1), выдержка соответствующего времени, быстрое охлаждение до температуры в диапазоне перлитных температур и поддержание изотермической температуры, чтобы аустенит перешел в перлитный тип организации. Изотермический отжиг может уточнить зерно, равномерную организацию, уменьшить твердость, тем самым улучшая режущие свойства материала.

(3) Сфероидальный отжиг:

Сфероидальный отжиг в основном используется для эвтектических и гиперэвтектических сталей, которые могут сделать карбиды в стали сфероидальными, образуя сферическую перлитную организацию. Эта организация имеет низкую твердость, хорошую пластичность, легко поддается резке и обработке. После шарового отжига в процессе закалки и нагрева зерна аустенита не так легко растут, при охлаждении заготовки деформация и склонность к растрескиванию невелики.

(4) Отжиг для снятия напряжения:

Отжиг для снятия напряжений — это процесс отжига, выполняемый для устранения остаточных напряжений, вызванных пластической деформацией, сваркой и т.д. и существующих внутри отливки. Отжиг для снятия напряжений устраняет остаточные напряжения в материале, предотвращает деформацию и растрескивание в процессе резки, а также повышает точность и стабильность реза.

(5) Рекристаллизационный отжиг:

Рекристаллизационный отжиг — это холодная деформация металла, нагретого до температуры выше температуры рекристаллизации, поддерживаемая в течение соответствующего периода времени, так что зерна деформации рекристаллизуются в однородные равноосные зерна, чтобы устранить деформацию упрочнения и остаточные напряжения процесса термообработки. Рекристаллизационный отжиг позволяет измельчить зерна, улучшить организацию, снизить твердость и, таким образом, улучшить режущие свойства материала.

5. Преимущества отожженных деталей в практическом применении

(1) Повышение производительности:

Поскольку отожженный металл легче поддается резке, сила резания и температура, требуемые в процессе резки, снижаются, срок службы инструмента увеличивается, а эффективность резки повышается.

В то же время, отожженный металл создает меньше вибраций при резании и режущих опухолей в процессе резки, точность резки и качество поверхности улучшаются, объем последующей обработки уменьшается, а производительность еще больше повышается.

(2) Снижение производственных затрат:

Отожженный металл меньше изнашивается и ломается в процессе резания, а срок службы инструмента увеличивается, что снижает затраты на расход инструмента. В то же время снижаются производственные затраты за счет повышения эффективности резания и снижения трудоемкости последующей обработки.

(3) Расширение сферы применения:

Процесс отжига может применяться к различным металлическим материалам, включая углеродистую сталь, легированную сталь, нержавеющую сталь, чугун и так далее. Благодаря обработке отжигом можно улучшить механические свойства этих металлических материалов, облегчить их резку и расширить область применения металлических материалов.

6. Резюме

В заключение систематически анализируется содержание темы «Почему отожженные детали легче режутся». Причины легкости резания в основном включают изменения микроструктуры, изменения механических свойств, влияние силы резания, а также анализируются их преимущества в практическом применении. В совокупности эти факторы способствуют лучшей обрабатываемости отожженного металла в процессе резания, обеспечивая важную техническую поддержку при обработке и применении металлических материалов.