Užitočné tipy

Starnutie kovu

Dizajn interiéru dnes vyžaduje veľké kovové diely a povrchy. Zdobia nábytok a doplnky.

Vo veku je požadovaný kov: má drsný povrch a jeho rôzne farebné odtiene. Podobné detaily dekoru dodávajú interiérom alebo odevom určitú pevnosť a sú časovo testované.

Proces starnutia

Ako konečná operácia sa používa starnutie ako tepelné spracovanie. Uplatňuje sa na tie kovy a zliatiny, v ktorých presýtený pevný roztok môže uvoľňovať prebytočnú zložku a spontánne sa rozkladať.

Po procese starnutia kov zvyšuje svoju tvrdosť s pevnosťou, ale súčasne klesá jeho viskozita s ťažnosťou, ale tieto hodnoty sa udržiavajú počas životnosti produktu.

Vykonáva sa starnutie ocele na zmenu vnútornej štruktúry po kalení. Výsledný pevný roztok feritu nasýteného uhlíkom a dusíkom sa po zahriatí rozloží. V závislosti od množstva obsahu uhlíka v zliatine môže mať vnútorná štruktúra podobu:

  • v tvare disku (vo forme tenkých dosiek),
  • guľovité,
  • kubický,
  • ihly.

Umelé starnutie kovov (tepelné spracovanie) sa používa na tie zliatiny, v ktorých je rozpustnosť jedného prvku v tuhom stave výrazne znížená. Prejavuje sa to poklesom teploty.

Počas umelého starnutia v oceliach s nízkym obsahom uhlíka, nie vyšších ako 0,05%, sa nasýtený alfa-pevný roztok rozkladá. V tomto prípade sa rozlišujú nadbytočné fázy. Takáto metamorfóza vedie k zníženiu ťažnosti, ale vedie k zvýšeniu tvrdosti a pevnosti.

Obrázok ukazuje Orowanov model, ktorý ilustruje pohyb dislokácií. Maximálny účinok je možný pri prirodzenom starnutí, ale čas strávený na ňom bude významný. Rýchlosť procesu môžete zvýšiť umelým starnutím, ale súčasne sa znížia pevnostné charakteristiky.

Tvrdosť verzus čas starnutia

Graf jasne ukazuje, že skrátenie doby starnutia neumožňuje dosiahnuť vysokú tvrdosť.

Proces starnutia je vysoko závislý od uhlíka a dusíka. Toto je viditeľné najmä v prípade mäkkých ocelí. Dusík so znížením teploty sa v alfa železe horšie rozpúšťa. Napríklad pri teplote 590 ° C obsahuje rozpustený dusík 0,1%, ale už pri 20 ° C jeho obsah klesá na 0,004%. Pri starnutí uvoľňuje alfa roztok nitridy. Preto je účinok dusíka menej výrazný v porovnaní s rovnakým uhlíkom pri teplotnej expozícii.

S nárastom uhlíka v oceliach sa zvyšuje účinok štrukturálnych zmien získaných tepelným pôsobením. Objem uhlíka, ktorého maximum sa môže rozpustiť v alfa železe, je 0,02 až 0,04%. Pri tomto obsahu má stužený produkt podrobený prirodzenému starnutiu tvrdosť jeden a polkrát vyššiu ako po žíhaní.

Starnutie je hlavným spôsobom, ako zvýšiť pevnosť žiaruvzdorných zliatin (s vysokým obsahom niklu). Táto skupina zahŕňa zliatiny na báze hliníka, medi a horčíka. Okrem toho zmenená štruktúra vyššie uvedených kovov a zliatin im dáva donucovaciu silu.

Hliník a zliatiny hliníka a medi podliehajú degradácii pri rôznych teplotách (nad 100 ° C) v dôsledku rozdielov v teplote rozkladu štruktúry rôznych kovov. Takto sa rozlišujú štrukturálne zmeny pri nízkej a vysokej teplote.

Rozklad tuhého roztoku sa uskutočňuje dvoma spôsobmi. V prvom prípade táto tvorba a rast fázových častíc prebieha v celom objeme. V druhom prípade je rozpad prerušovaný (bunkový). Počas toho bunky rastú v kolóniách. Kolónie majú bunkovú štruktúru a rast ide z hranice zrna a pohybuje sa smerom dovnútra, čím sa zmenšuje veľkosť.

Technológia starnutia kovov

  • Pred začatím prác musí byť kov očistený od akýchkoľvek nečistôt. Úspešnosť práce závisí od predbežnej prípravy, preto je potrebné povrch starostlivo očistiť. Niekedy sa dokonca odporúča žíhať kov, aby sa odstránili zvyškové živice alebo iné látky.
  • Ak sú časti vyrobené z medi alebo mosadze, musí sa najskôr bieliť slabým roztokom kyseliny sírovej. Železo sa spracuje koncentrovanejším roztokom kyseliny sírovej. Hliníkové výrobky sa upravujú pomocou hydrogenuhličitanu sodného. Bez ohľadu na spôsob spracovania dielcov po ukončení práce je potrebné ich dôkladne opláchnuť pod tečúcou vodou a vyčistiť tvrdou kefou.

  • Kyselina dusičná sa používa na prácu s mosadzou a meďou. Keďže odparovanie tejto kyseliny je pre človeka škodlivé, mala by sa venovať osobitná pozornosť a vo všeobecnosti sa neodporúča pracovať s touto látkou vo vnútri. Je lepšie ísť von pracovať s kovom.
  • Kyselina sa nanáša na povrch kovového výrobku vatovým tampónom navinutým na drevenú tyčinku. Reakcia na látku bude okamžite zrejmá - kovový povrch zmení farbu zo sýtej zelenej na čiernu. Po reakcii musí byť kov zahrievaný, aby sa úplne odparilo zloženie. Potom sa produkt premyje pod prúdom horúcej tečúcej vody.
  • Farba hotového výrobku sa môže pohybovať od olivovo zelenej po hnedú a svetlo šedú až čiernu. Závisí to od koncentrácie kyseliny, trvania kontaktu s ňou a stupňa zahrievania. Dosiahnutý účinok je pomerne trvalý, takže môžete časť vyleštiť alebo zbrúsiť.
  • Ak železné časti starnú, potom sa dôkladne vyčistia, ušpinia sa ľanovým olejom a potom sa zahrievajú na 300 až 400 stupňov Celzia. Pre rovnomernú povrchovú úpravu je lepšie ohriať diel v rúre. Ak je potrebný slabý tón časti, použije sa kyselina dusičná.
  • Na spracovanie hliníkových výrobkov používam petrolej alebo sadze. Tieto látky zdôrazňujú štruktúru tohto kovu a dodávajú mu krásny dekoratívny vzhľad.
  • Metóda rýchleho starnutia kovových výrobkov

    Často sú potrebné rôzne kreatívne nápady, gombíky, ihly, špendlíky, klince, podkovy atď. Takéto kovové výrobky môžete rýchlo starnúť pomocou octu (1/4 šálky) a soli (2 polievkové lyžice).

    1. Obe látky sú zmiešané a kovová časť je ponorená do výsledného roztoku.
    2. Zmes sa mieša, zakryje vekom s otvormi a nechá sa 12 hodín.
    3. Potom sa podrobnosti vytiahnu a sušia v novinách.
    4. Ak sa vytvorila nadmerná hrdza, môžete ich vyčistiť brúsnym papierom.

    Na prácu s roztokom je lepšie brať sklenené alebo plastové nádoby, ktoré sú odolné voči chemikáliám.
    Zložky zmiešajte drevenou, plastovou alebo porcelánovou lyžicou.
    Nádoba potrebuje väčší objem, pretože po ponorení do roztoku kovovej časti začne tekutina peniť.
    Ak sa práca nevykonáva vonku, malo by sa použiť dobre vetrané miesto.

    Na dozrievanie kovu budete potrebovať:

    ✔ hydrogenuhličitan sodný alebo aktívne kyseliny,

    Pracovná postupnosť

    - V súčasnosti existuje veľa metód spracovania kovov a ozdobných dekorácií kovov, čo uľahčuje rozvoj chemického priemyslu. Z dávnej minulosti k nám prišlo veľa metód starnutia kovu. Preto musí byť spôsob dekoratívneho spracovania kovu zvolený v závislosti od požadovaného výsledku a druhu použitého kovu.

    - Pred začatím prác je potrebné vyčistiť povrch materiálu od všetkých druhov znečisťujúcich látok. Výsledky práce sú do veľkej miery determinované kvalitou tejto fázy. Je dovolené produkt opatrne žíhať, čím sa zbaví zvyšnej živice alebo iných nečistôt.

    Meď a zliatiny medi sa majú bieliť vopred v roztoku kyseliny sírovej s nízkou koncentráciou, v prípade železa sa v tomto prípade odporúča používať kyselinu sírovú pre výrobky z hliníka - hydrogenuhličitan sodný.

    Po spracovaní musia byť všetky predmety dôkladne umyté a vyčistené kefou s kovovou hromadou. Až potom môžete pristúpiť k samotnej dekorácii.

    - Kyselina dusičná pomôže starnúť mosadz a meď. Hlavnou vecou je dodržiavanie bezpečnostných opatrení (všetky práce by sa mali vykonávať vonku), pretože táto kyselina emituje nebezpečné výpary. Bavlnený tampón sa musí navinúť na drevenú tyčinku. Týmto zariadením je kovový povrch ošetrený kyselinou dusičnou alebo jej roztokom. Potom (po dokončení reakcie) by mal byť predmet zahrievaný až do zastavenia odparovacej reakcie.

    - Koncentrácia kyseliny, doba spracovania kovu a stupeň následného zahrievania sú hlavnými faktormi, ktoré určujú budúcu farbu povrchu.

    - Ak sa vyberie v prospech výrobkov zo železa, potom sa musia ihneď po vyčistení ošetriť sušiacim olejom. Potom sa predmet zahrieva na teplotu 300 až 450 ° C. Pri použití pece sa dosiahne rovnomernejší povrch. Ľahšie povrchové tóny sa dajú získať pomocou kyseliny dusičnej.

    - Na ozdobenie alebo starnutie hliníkového povrchu by ste mali používať sadze alebo petrolej. Tieto látky maximálne zdôraznia všetky znaky reliéfu a dodajú povrchu jedinečný charakter.

    Tepelné starnutie

    K vytvrdzovacej kovovej fáze počas tepelnej expozície dochádza v maximálnom bode. V zóne Guinier-Preston tu prechádza metastabilná medzera riešenia. Tento typ kalenia kovov a zliatin sa zvyčajne nazýva disperzia.

    Závislosť sily od času a teplotného starnutia

    Pri dlhšej expozícii sa začína varenie, to znamená zníženie pevnostných charakteristík. Toto je ovplyvnené:

    • koagulácia,
    • Čiastočná výmena častíc za nesúdržné častice.

    Druhy tepelného starnutia kovu:

    • Dvojstupňové ochladenie, potom starnutie pri substitučnej teplote a potom starnutie pri zvýšenej teplote, aby sa získala jednotnosť tuhého roztoku.
    • Kalenie - kalenie a jednofázové udržiavanie pri prirodzenom chladení.
    • Prírodné - pre zliatiny hliníka.
    • Umelé - pre zliatiny neželezných kovov zahrievaním na teplotu vyššiu ako je teplota použitá na prirodzené ničenie.
    • Stabilizácia - vysoká teplota starnutia a dlhá doba expozície pomáhajú udržiavať rozmery a vlastnosti dielca.

    Mechanické starnutie kovu

    K deštrukcii ocele pomocou deformujúcich síl dochádza v teplotnom rozsahu pod procesom rekryštalizácie. Je to kvôli formovaniu a pohybu dislokácií. Počas plastickej deformácie za studena zvyšuje hustotu dislokácií, ktoré sa ďalej zvyšujú so zvyšujúcim sa zaťažením.

    Meniace sa mechanické vlastnosti kovu spôsobujú dislokácie pohybu atómov uhlíka a dusíka, ktoré sú umiestnené v alfa roztoku. Po dosiahnutí dislokácií atómy tvoria oblaky (Cotelllova atmosféra). Tieto zoskupenia bránia pohybu dislokácií, v dôsledku čoho dochádza k zmene vlastností. Objavujú sa vlastnosti, ktoré sú súčasťou tepelne ošetrených častí.

    Ak je účinok starnutia deformáciou silne ovplyvnený dusíkom, niklom a meďou, potom s prídavkom vanádu, titánu a niobu tento účinok úplne zmizne. Preto sa odporúča používať oceľ s obsahom hliníka 0,02-0,07%.

    Odporúčané režimy starnutia

    • v prípade ocelí s vysokým obsahom uhlíka: teplota približne 130 ° C až 150 ° С, udržiavacia doba približne 25 - 30 hodín,
    • pre zliatiny neželezných kovov: teplota asi 250 ° C, udržiavacia doba asi 1 hodina.

    • pre prirodzený proces: teplota rádovo 20 ° C,
    • pre umelý prietok procesu: teplota asi 250 ° C, udržiavacia doba asi 1 hodina.

    Teplota zahrievania a doba zdržania sa volia individuálne pre každú triedu a zliatinu kovu v závislosti od ich zloženia.

    Ak nájdete chybu, vyberte časť textu a stlačte Ctrl + Enter.

    Pozrite si video: Hammerite - Železo stárne (November 2019).