- Gietijzeren
- Grijs gietijzer heeft een hoge dempende capaciteit en een lagere thermische uitzetting dan staal, wat bijdraagt aan zijn dimensionele stabiliteit onder thermische cycli. Spanningsarme gloeien tussen 550–650 °C is gebruikelijk om interne spanningen uit het gieten te verminderen zonder de sterkte en hardheid te verliezen. De gangbare graadsoorten grijs gietijzer zijn GG-15, GG-20 en GG-25.
- Nodulair (ductiel) gietijzer kan eveneens goede stabiliteit bieden. Bovendien vertonen lage-uitzetting ductiele gietijzer-series (bijv. B1, B2, B3) met een hoog gehalte aan nikkel en kobalt dimensieveranderingssnelheden van slechts 0,005–0,026% en 0–0,044% langs de transversale en longitudinale assen, wat aanzienlijk lager is dan bij gewoon ductiel gietijzer (0,086% en 0,485%) of roestvrij staal (0,188% en 0,682%).
- Gietstaal
Hoewel vervorming bij gietstalen over het algemeen hoger is vanwege faseovergangen, zijn bepaalde laag-vervormende vlamgeharde gietstalen ontwikkeld. Vlamharden wordt toegepast omdat de lagere transformatietemperatuur van deze specifieke legeringen helpt significante vervorming te voorkomen en koudebarsten te vermijden.
- Aluminiumlegeringen
- Aluminiumlegeringen vereisen zorgvuldige procesbeheersing vanwege hun hoge thermische geleidbaarheid, laag smeltpunt (~660 °C) en neiging tot doorbuigen onder invloed van zwaartekracht bij verhoogde temperaturen.
- ADC12 (Al-Si-Cu) is een drukgietlegering die goede dimensionele stabiliteit biedt. De warmtebehandeling moet nauwkeurig worden gecontroleerd, omdat deze legering expansiestress veroorzaakt door de precipitatie van elementen zoals silicium.
- A356 en A365 zijn legeringen met goede giet- en warmtebehandelings-eigenschappen. Hun vervorming kan geminimaliseerd worden door geoptimaliseerde verwarmings- en afkoelingsprocessen, waardoor barsten worden voorkomen en de precisie behouden blijft.
- Legeringen met lage uitzetting
Deze speciale legeringen zijn ontworpen voor toepassingen die nagenoeg nul thermische uitzetting en hoge dimensionele stabiliteit over een breed temperatuurbereik vereisen.
- Invar 36 (Fe-36% Ni) heeft een extreem lage thermische uitzettingscoëfficiënt (CTE), waardoor de afmetingen vrijwel constant blijven van cryogene temperaturen tot 260 °C.
- Super Invar (Fe-32% Ni-5% Co) biedt zelfs een nog lagere thermische uitzettingscoëfficiënt dan standaard Invar, geschikt voor de meest veeleisende toepassingen.
- Kovar (Fe-Ni-Co) is een ander legering met een lage CTE, die minimale afmetingsveranderingen ondervindt bij temperatuurschommelingen.
- Andere legeringen
- Zamak (Zn-Al) legering heeft een laag smeltpunt (ongeveer 390 °C), waardoor thermische spanningen op mallen en gereedschap worden geminimaliseerd, wat bijdraagt aan langdurige dimensionele nauwkeurigheid.
- Sommige superlegeringen, zoals GH242 (Ni-Mo-Cr), beschikken van nature over lage thermische uitzettingscoëfficiënten in combinatie met hoge temperatuursterkte, wat stabiliteit garandeert.
Algemene principes voor warmtebehandeling met weinig vervorming
Naast de selectie van materialen zijn er algemene principes die u in uw proces dient te volgen om vervorming tijdens de warmtebehandeling tot een minimum te beperken:
- Voer altijd vóór elke warmtebehandeling bij hoge temperaturen een spanningsarme gloeibehandeling uit om resterende gietspanningen te verwijderen.
- Optimaliseer de legeringssamenstelling om het Ms-punt te verlagen, zodat de transformatie geleidelijker verloopt en het volumeverandering en de spanning tijdens het harden worden verminderd.
- Reguleer de snelheid van het harden om hoge thermische gradiënten te voorkomen (bijvoorbeeld door luchtgekoeld te kiezen wanneer dit toepasselijk is), aangezien snelle afkoeling een van de belangrijkste oorzaken van vervorming is.