Преимущества термической обработки металловТермическая обработка может сделать конечный продукт более эффективным при выполнении своих задач и более устойчивым к износу, а значит, более конкурентоспособным. Итак, ниже мы перечислим преимущества термической обработки металлов.1. Повышение прочности и выносливостиТермическая обработка может изменить микроструктуру металла, уменьшить размер зерна и увеличить количество зерен; при определенных условиях может изменяться и кристаллическая структура зерен (полиморфное превращение), что приводит к изменению механических свойств металла.Например, при закалке металл нагревается до высокой температуры, а затем быстро охлаждается. Это приводит к увеличению размера кристаллов и образованию мартенсита, микроструктуры с плотно упакованными атомами, которая является основой закаленных металлических сплавов. Такая структура обеспечивает большую твердость и прочность металла.Еще один способ повысить прочность металла — закалить его. После закалки металл нагревают до определенной температуры, а затем охлаждают. Этот процесс снижает чрезмерную жесткость металла, которая может возникнуть после закалки, и сохраняет его прочность.Существует также множество других методов термической обработки, способных повлиять на микроструктуру металла и его механические свойства. Например, цикл нагрева и охлаждения можно изменить для достижения желаемого результата. В результате правильно применяемых процессов термообработки можно увеличить прочность стали на растяжение до 50%.2. Термическая обработка может сделать сталь мягчеЗдесь нет ничего парадоксального. Изменение режимов в цикле нагрева и охлаждения может оказать существенное влияние на конечный результат, поэтому понятно, что рычаги воздействия на структуру материала можно применять таким образом, чтобы добиться более низкой прочности металла, если это желаемый результат. . Примером этого является упрочнение поверхности металла, в то время как металл, находящийся глубже в изделии, остается мягким. таким образом создавая тонкий слой твердого металла снаружи. Этот мягкий сердечник делает деталь устойчивой к поломке, поглощая напряжения без растрескивания, обеспечивая при этом достаточную износостойкость поверхности детали.3. Повышенная гибкость, снижение ломкостиОдним из методов термической обработки для повышения гибкости металла является отпуск. Обычно его выполняют после закалки металла, чтобы уменьшить его жесткость и повысить гибкость. Во время закалки металл нагревают до высокой температуры и быстро охлаждают, чтобы изменить его микроструктуру и повысить прочность. Однако этот процесс также может сделать металл хрупким и легко разрушаемым. Отпуск осуществляется путем нагревания металла до умеренной температуры (обычно 300 ° C или 572 ° F) и выдержки при этой температуре в течение определенного периода времени. Этот процесс снижает жесткость и увеличивает гибкость, пластичность и прочность металлического образца. Отпуск используется в тех случаях, когда важно, чтобы металл имел определенный уровень прочности, но был достаточно гибким и пластичным, чтобы избежать разрыва или ломкости во время эксплуатации. Эта процедура также может снять напряжение и облегчить дальнейшую обработку.4. Повышенная износостойкостьШестерни, валы, фрезы, подшипники, кузовные детали автомобилей, инструменты, такие как отбойные молотки, — вот лишь краткий перечень изделий, где закаленный металл придает дополнительную прочность и износостойкость, позволяя работать в условиях высоких нагрузок без потери своих функциональных свойств. Операции термической обработки повышают сопротивление усталости, позволяя таким стальным компонентам работать более эффективно в течение более длительного периода времени.Чрезвычайно твердые стали часто используются в качестве режущих инструментов, для которых требуются острые кромки – термическая обработка здесь является критической операцией для достижения длительного срока службы и сохранения формы. Как уже отмечалось, твердые поверхности с пластичными материалами основы также могут быть получены с помощью термической обработки. Поэтому термическая обработка возвращает значительный экономический эффект за счет длительного срока службы получаемых изделий.5. Модификация поверхностиВ процессе термической обработки металла поверхность может контактировать с воздухом или другими внешними газами и теплоносителями различной температуры. Это неизбежно приводит к изменению его свойств, что также используется в металлообработке. В процессе корпусной закалки металл нагревают до высоких температур в атмосфере газа, содержащего углерод (эндотермический газ, природный газ и т. д.) или азот (аммиак), которые вступают в реакцию с поверхностью металла, вызывая его упрочнение. В результате этого процесса образуется твердый износостойкий поверхностный слой, который также повышает устойчивость к коррозии и истиранию, в то время как сердцевина является относительно прочной, что позволяет стали выдерживать ударные нагрузки.6. Изменения теплопроводностиЧем мельче зерно, тем больше теплопроводность. Повышение теплопроводности металла обычно является побочным эффектом термической обработки, направленной на повышение твердости металла. Однако, когда теплопроводность является ключевым свойством, закалка может быть использована для ее целенаправленного улучшения. Для алюминиевых сплавов, используемых при созданиирадиаторов используется метод вторичного фазового упрочнения - планарное упрочнение. Этот метод заключается в термической обработке сплава таким образом, что в нем образуются вторичные фазы, расположенные в виде плоских дислокационных стенок. Эти стенки обеспечивают отличную теплопроводность материала.7. Изменения электропроводностиУменьшение размера зерна в целом также улучшает электропроводность. Поэтому методы закалки и отпуска применяют при создании проводов, контактов, паяльников, электронных компонентов и других изделий, где важна высокая электропроводность. Кроме того, процессы термической обработки используются в производстве электронных компонентов для повышения электрической стойкости и стойкости к окислению или для производства термопар, где важна точность измерения температуры, которая зависит от электропроводности металла.8. Магнитные свойстваТермическая обработка может изменить магнитные свойства металлов. Для изготовления постоянных магнитов используются специальные материалы, которые проходят термическую обработку для улучшения их магнитных свойств.Термообработку также можно использовать для уменьшения магнитной проницаемости металлов, что важно в электрических устройствах, где магнитные поля могут вызывать нежелательные эффекты, такие как индуктивность и магнитные потери.9. Ремонтная термообработкаТермическая обработка может использоваться для восстановления структуры металла после его износа или повреждения. Износ металла представляет собой сложный процесс, в результате которого снижается прочность и устойчивость деталей под действием внешних факторов, таких как трение, коррозия, удары и др. Кроме того, в процессе эксплуатации металлических изделий из закаленной стали может происходить постепенное разрушение мартенситной структуры, что приводит к снижению прочности.Процесс восстановительной термической обработки может включать в себя закалку, нормализацию, отпуск и др. Он применяется для восстановления металлических изделий, таких как шестерни, валы, насосные колеса и других сложных деталей, подверженных износу или повреждению в процессе эксплуатации. Рациональное использование этого метода позволяет значительно повысить долговечность и надежность многолетней эксплуатации металлических изделий.10. Вариативность процедур и комбинаций методовТермическая обработка металлов предоставляет множество подходов, которые кажутся бесчисленными. Однако их можно настроить для достижения конкретных результатов. Кроме того, этот процесс хорошо сочетается с другими методами, такими как механическая или химическая обработка. В некоторых случаях металлическая деталь может пройти несколько процедур термообработки и другие виды обработки. Однако выбор идеального метода действительно зависит от типа металла и требуемых свойств, но в любом случае необходимо проверить эти свойства, чтобы оценить влияние термической обработки на механические свойства материалов. 

Испытания автомобильных материалов Огромное разнообразие специализированных задачПочему испытания материалов для автомобильной промышленности настолько сложны?В автомобильной промышленности используются сложные продукты, которые должны быть тщательно спроектированы, чтобы обеспечить безопасность и производительность множества важнейших подсистем. Этот императив тщательного проектирования только усиливается высоким уровнем конкуренции в отрасли, который подталкивает производителей автомобилей к постоянным инновациям в стремлении к постоянному совершенствованию продукции. В данном контексте, тестирование материалов приобретает дополнительное значение. Материалы должны быть указаны как можно точнее, чтобы обеспечить оптимальную стоимость, вес и производительность. И результаты тестирования должны быть самого высокого качества, чтобы избежать ошибок, которые могут привести к дорогостоящим отзывам (или, что еще хуже, к проблемам с безопасностью). Производители автомобилей сталкиваются с необходимостью поддерживать надежные, точные, точные и воспроизводимые процедуры в огромном количестве необходимых тестов. Мы рассмотрим некоторые из наиболее важных из нескольких категорий ниже. Этот список только начинает охватывать огромное количество тестов, которые в конечном итоге требуются производителям автомобильной промышленности, но он помогает проиллюстрировать, насколько сложны требования к тестированию для OEM-производителей автомобилей.’s. Испытание автомобильных материалов: кузовКузова транспортных средств становятся все более сложными, в них используются высокопрочные материалы, включая сталь, алюминий и пластик, армированный волокном. Инженеры сталкиваются с постоянной конкуренцией за использование максимально легких материалов без ущерба для безопасности пассажиров. Репрезентативные решения для испытаний автомобильных кузовов включают машины для испытания характеристик штамповки листового металла и конструкций на столкновение. Машины для испытаний автомобильных материалов: шассиАвтомобильное шасси играет важную роль в общей безопасности автомобиля, комфорте вождения и топливной экономичности. Следовательно, они находятся в центре внимания проверок, и материалы должны быть тщательно спроектированы для каждого компонента шасси. Репрезентативные потребности в тестировании автомобильных шасси включают: Испытание пружин: основные требования к испытаниям пружин распространяются на цилиндрические пружины сжатия, пневматические пружины и гидравлические амортизаторы. Для оценки таких характеристик, как трение, износ и срок службы, необходимы различные возможности тестирования пружин (включая платформы для измерения силы, сервогидравлические испытательные машины и многоосевые испытания). Испытания колес, дисков и шин: колеса, диски и шины, являясь прямым связующим звеном между шасси автомобиля и дорогой, передают все силы и крутящие моменты, испытываемые автомобилем. Все эти компоненты имеют свои собственные требования к испытаниям, начиная от испытаний на растяжение/разрыв эластомеров шин до испытаний на сжатие фланцев обода и тормозных колодок и испытаний всего колеса в сборе. Системы рулевого управления: характеристики систем рулевого управления, такие как эффект прерывистого скольжения, максимальный угол кручения рулевых валов и надежность регуляторов высоты рулевой колонки, должны быть тщательно проверены для этой критически важной для безопасности системы управления. Тестирование автомобильных материалов: компоненты интерьера и безопасностиКаждая часть салона автомобиля, от ремней безопасности до подголовников и педалей тормоза, должна быть спроектирована так, чтобы обеспечивать оптимальное удобство использования, комфорт и безопасность. Автопроизводителям приходится тестировать широкий спектр компонентов, включая: Сиденье и внутренние компоненты: важнейшие компоненты сидений должны работать в условиях интенсивного длительного использования в рабочих условиях, которые могут варьироваться от минусовых арктических температур до палящего солнца пустыни. Процессы испытаний должны охватывать такие атрибуты, как усталостная прочность материалов сидений, испытания на твердость пены для подголовников и других мягких поверхностей, а также жесткость подголовников. Компоненты безопасности: системы безопасности, включая ремни безопасности (испытания которых строго регламентированы UN/ECE-R16), ткани и соединители подушек безопасности, а также системы герметизации дверей/окон, предотвращающие защемление, требуют обширного набора возможностей тестирования для обеспечения надежной работы даже после лет использования. Органы управления: педали (сцепления/тормоза/газа), рычаги аварийного останова и переключатели управления должны быть точно спроектированы, чтобы обеспечить простоту использования с оптимальной тактильной, оптической и акустической обратной связью для соответствующих действий пользователя. Для успешного выполнения этой задачи требуются специализированные средства тестирования, такие как криволинейные приводы для педалей и специальные рукоятки сервоприводов для испытаний рычагов экстренного торможения. Испытание автомобильных материалов: двигатели и приводыДвигатели и узлы привода играют важную роль в определении производительности, эффективности и выбросов. Автопроизводители вынуждены разрабатывать более легкие и быстрые двигатели, даже когда функции (такие как наддув и гибридизация) становятся все более сложными. Компоненты двигателя: важнейшие возможности испытаний компонентов двигателя включают усталостные испытания шатунов, коленчатых валов и пружин клапанов при различных температурах. Дополнительные возможности тестирования необходимы для связанных с двигателем систем, таких как эластомерные подшипники, выхлопные системы и маты каталитического нейтрализатора.Привод: приводиспытания поезда должны фиксировать определенные свойства при высоких скоростях, крутящих моментах и температурах. Основные возможности испытаний трансмиссии включают испытания сцепления, испытания на кручение приводных валов, испытания на твердость/усталость шестерен и испытания на кручение резино-металлических элементов.Альтернативные приводы: по мере распространения гибридных автомобилей производители автомобилей вкладывают средства в повышение эффективности тяговых двигателей, что требует специальных возможностей для тестирования таких компонентов, как системы хранения энергии/водорода и электромагнитные приводы.