Ремонт
Плитка для фасада постройки 8-11-2012, 10:05

Плитка для фасада постройки

Владельцы недвижимости за городом часто задаются вопросом защиты и украшения различных строений от внешних негативных факторов. Сп...

Как проводится отжиг стали


Отжиг сталей. Задачи, виды, параметры процесса

Номенклатура товарных позиций металлической продукции очень широкая. И для выпуска изделий, входящих в каждую из них, необходимо, чтобы материал обладал специфическими свойствами. Меткомбинаты предлагают сырье, соответствующее гостовским требованиям. Но оно обычно подвергается дополнительной обработке на предприятиях, специализирующихся на производстве стальных деталей, в том числе метизов. Отжиг является одной из основных технологических операций такого рода. При ее выполнении металл обретает технические характеристики, требуемые для успешного прохождения последующей обработки и обеспечивающие надежность эксплуатации изготовленных из него изделий.

Необходимость в термообработке металла

Цель проведения данной операции – улучшение технологических характеристик сырья. Ее ключевой фактор – это температура отжига сплава. Требуемое значение данного параметра нужно выдерживать на протяжении определенного временного интервала. В результате достигается:

  • снижение показателя твердости. Благодаря этому предоставляется возможность использования более широкого перечня режущего инструментария, что способствует сокращению времени производственного цикла и заметному уменьшению трудозатрат;

  • улучшение строения металла, то есть его микроструктуры. При воздействии на этот материал высокой температуры в течении определенного отрезка времени в нем происходят значительные преобразования на молекулярном уровне. Сформированная в ходе отжига структура сплава становится наиболее оптимальной для дальнейших операций физического и механического характера;

  • снятие (нивелирование) внутренних напряжений. В металле, прошедшем этап предварительной обработки, возникает явление дисбаланса кристаллического строения. Путем корректного подбора типа отжига этого материала достигаются его необходимые для определенного случая характеристики.

Иногда нужные технологические кондиции обеспечиваются проведением неполного отжига. При желании придать металлу какие-то особые качественные показатели практикуется применение режимов, отличающихся сложностью и большой длительностью.

Например, продолжительность полного отжига крупногабаритных и массивных изделий может превышать сутки. Большая часть данного временного интервала отводится разогреву до требуемой температуры и медленному остыванию. Все это регламентировано ГОСТом, в котором прописаны требования к соответствующей термообработке.

Кроме того, существуют периодические издания и специальная литература, детально описывающие процедуру отжига. Обратившись к этим источникам информации, можно узнать, что ряд подобных операций предусматривает точное соблюдение температурных показателей, когда критичными являются даже несколько градусов, а также временного режима.

Выполнить процедуру качественно можно в муфельной печи. При отсутствии такого оборудования проведение отдельных видов термообработки будет связано с трудностями. Для ориентировки придется принимать во внимание исключительно цветовую гамму раскаленного металла.


Выполнить отжиг стали в бытовых условиях можно на основе упрощенной схемы. Осуществить точный контроль температурных показателей объекта, разогретого с помощью газовой горелки, не удастся. Таким образом, регулировка режимов разогрева с последующим остыванием осуществляется только приблизительно. Когда сталь обрабатывается в бытовых условиях, проведение структурного анализа невозможно. Определение температуры процесса неполного отжига осуществляется исключительно визуально. Цели проведения этой операции в домашних условиях такие:

  • снижение прочностных характеристик изделия;

  • повышение уровня обрабатываемости стальной продукции.

Проведение последующей механической обработки становится возможным ввиду преобразования после отжига микроструктуры металла.

Разновидности отжига

Металлурги подразделяют этот технологический процесс на 2 вида. Рассмотрим их коротко.

Отжиг I-го рода

В этом случае фазовая рекристаллизация не происходит, однако сплав обретает нужные свойства. Отжиг первого рода предназначен для снижения прочности металла с одновременным повышением его пластичности и ударной вязкости. Структура материала преобразуется в более однородную и равновесную. Благодаря частичной рекристаллизации, снижающей уровень внутреннего напряжения, изделия становятся заметно долговечнее, а также надежнее.

Отжиг II-го рода

Отжигу стали второго рода характерны кардинальные преобразования структуры. Здесь происходит фазовая рекристаллизация. Обеспечивается данное явление:

  • разогревом сплава до температуры, превышающей критические точки;

  • точным соблюдением временных и температурных показателей процесса охлаждения.

Необходимо отметить один момент. Критические температуры представляют собой значимые факторы риска. Например, пережог вызывает необратимые структурные трансформации. Тогда металл относят к категории неисправимого брака, и его отправляют на переплавку.

Термическая обработка сталей, их отжиг, а также нормализация – сложный процесс. Он позволяет, используя исходное сырье, получить продукцию, удовлетворяющую требованиям предприятий, выпускающих конечные металлические изделия.

Отжиг полный, неполный

Основным критерием, используемым для подразделения отжига на виды, является температура разогрева обрабатываемого изделия. Так, если значение данного показателя превышает критические точки Ac1 и Ac3, термообработка данного типа бывает неполной и полной.

Полный отжиг

Проводится процедура полного отжига в основном после литья или любой разновидности горячей механической обработки стали углеродистой либо стали, содержащей легирующие добавки. При ее выполнении преследуются следующие цели:

  • устранение имеющихся внутренних напряжений;

  • снижение твердости металла. Благодаря этому улучшится его обработка посредством режущего инструмента;

  • создание мелкозернистой структуры.

Обеспечивается это разогревом сплава до температуры (обозначение Т), превышающей критическую точку Ac3 (768°С ≤Т≤911°С) не больше, чем на 30°С-50°С, выдержкой до всеобъемлющего завершения фазовых преобразований, после чего осуществляется его медленное охлаждение. Требование соблюдения вышеуказанного диапазона превышения температуры в точке Ac3 вполне обосновано. Если данная характеристика процесса термообработки покинет его пределы в большую сторону, структура аустенита изменится с мелкозернистой на крупнозернистую. Таким образом, поставленная цель не будет достигнута, и металл не обретет требуемые качественные показатели.

Еще один важный параметр полного отжига – скорость охлаждения. Она зависит от химического состава сплава. Металл, проявляющий меньшую степень устойчивости переохлажденного перлита, подлежит более быстрому охлаждению. Поэтому стали

  • содержащие легирующие добавки, охлаждают со скоростью 40°С/час…60°С/час;

  • углеродистые нужно охлаждать в 2,5 раза быстрее - 100°С/час…150°С/час.

После прохождения в ферритной области распада аустенита, можно организовать более интенсивное охлаждение. Его реализация допустима даже на открытом пространстве в атмосферном воздухе.

Иной подход актуален, когда требуется нивелировать внутренние напряжения в изделиях, характеризующихся сложной конфигурацией. В данном случае охлаждать нужно в печи, пока их температура не сравняется с этим показателем окружающей среды.

Неполный отжиг

Данный метод термообработки предусматривает разогрев стали до отметки, ненамного превышающей критическую температуру в точке Ac1 (примерно727°С). Неполный отжиг способствует улучшению обработки резанием заготовок, произведенных из заэвтектоидных (содержащих углерод в количестве более 0,8 процентов) сталей углеродистых и сталей с легирующими добавками.

Последовательность этапов этого техпроцесса выглядит так:

  • разогрев стали до температуры (обозначение Т), входящей в диапазон +750°С≤Т≤770°С. Это где-то на 20°С…40°С больше значения данного параметра в критической точке Ac1. Происходит, практически, всеобъемлющая рекристаллизация структуры. При этом пластинчатый перлит обретает сфероидальную конфигурацию. Ввиду этого, данная операция получила еще одно название - сфероидизация;

  • охлаждение. Проводится со скоростью не выше 60°C в час до достижения температуры Т=600°C. С увеличением количества легирующих добавок охлаждение должно протекать медленнее;

  • Остывание на открытом пространстве в условиях воздействия атмосферного воздуха.

Отжиг изотермический

При термообработке этого вида разогрев сплава проводится до той же отметки, что и при полном отжиге. После этого металл подвергается ускоренному охлаждению, пока его температура не опустится ниже точки Ac1 и не войдет в диапазон +660°С≤Т≤680°С. Достигнутое значение данного параметра поддерживается на протяжении порядка 6 часов – до полного распада аустенитной структуры. Далее заготовки охлаждаются благодаря контакту с воздухом окружающей среды.

Плюсом изотермического отжига по сравнении с полным является меньшая длительность выполнения процедуры. Это особенно ощутимо при обработке легированных сплавов. Существует у данного метода и другое преимущество: по всему объему изделия формируется максимально однородная структура. Отжиг заготовок, обрабатываться которые будут резанием, проводится при температуре в пределах +930°С≤Т≤950°С. Такое технологическое решение обеспечивает:

  • небольшое увеличение размеров зерен;

  • облегчение обработки изделий посредством режущего инструмента.

Процедура изотермического отжига чаще всего применяется в отношении сортового металлопроката, произведенного из сталей с легирующими добавками, а также поковок. Для крупных садок (более 20 тонн) этот метод не применяется. Причина – превращения на отдельных фрагментах садки протекают при отличающихся температурных показателях.

Существует также специализированная изотермическая обработка, которая называется патентирование. Она актуальна для среднеуглеродистого пружинного сплава с содержанием элемента углерод в пределах 0,6%…0,9%. Патентированием осуществляется подготовка проволоки к процедуре многостадийного обжатия при холодном волочении. Выполняется это термообработка за два этапа:

  • нагрев изделий примерно до 900°С. При такой температуре происходит всеобъемлющая аустенизация структуры;

  • погружение в соляной расплав с температурой в диапазоне +450°С≤Т≤600°С.

В результате образовываются структуры тонкопластинчатого троостита либо сорбита. Такое строение обеспечивает:

  • высокие прочностные показатели после заключительного волочения;

  • прохождение холодных деформаций без возникновения разрывов;

  • возможность существенных обжатий в ходе протяжки.

Отжиг диффузионный

Это отжиг имеет еще одно общепринятое название – гомогенизационный. С его использованием термически обрабатываются слитки стали с легирующими добавками. Отжиг диффузионный обеспечивает снижение уровня внутрикристаллитной неоднородности либо дендритной ликвации, из-за которых у металла образуются следующие негативные свойства:

  • склонность к излому, как к слоистому, так и хрупкому;

  • неравномерность характеристик по разным направлениям;

  • понижение пластичности;

  • снижение уровня вязкости;

  • трещинообразование.

Отжиг диффузионный выполняется так: изначально металл подвергается нагреву до высокой температуры (+1200°С). При этом его структурные параметры выравниваются по любому направлению. Затем сплав выдерживается в течение пятнадцати-двадцати часов. Охлаждение проводится в 2 этапа – сначала ускоренное до +800°С≤Т≤820°С, а потом – медленное на атмосферном воздухе.

Результатом гомогенизации является формирование отдельных крупных зерен. В дальнейшем они измельчаются термообработкой либо обработкой давлением.


Отжиг низкотемпературный

У термообработки данного вида имеются и другие названия – «отпуск высокий», а также «отжиг низкий». Этот метод отличается достаточно большой сложностью. Он предусматривает медленный разогрев сплава, так, чтобы его температура не превысила критическую точку; выдержку с поддержанием достигнутой температуры, пока металл полностью не прогреется; его медленное охлаждение в печи.

Предназначение

Тепловая обработка в виде низкотемпературного отжига предназначена для улучшения степени обрабатываемости легированных хромистых (содержат примеси элемента Сr) и хромоникелевых (помимо элемента Сr в состав входит элемент Nі) путем:

Еще одна цель проведения низкого отжига – получение зернистого перлита. Наличие в структуре этой доэвтектоидной смеси цементита с ферритом обеспечивает сталь улучшенными показателями удлинения и повышает порог прочности.

Характеристики процесса

Необходимость соблюдения технологической точности – это основная особенность низкого отжига. Если условия термообработки будут нарушены, не исключен факт появления повторных внутренних напряжений.

Начальный этап данного техпроцесса – медленный разогрев изделий до температуры, принимающей значения из диапазона +600°С≤Т≤680°С, то есть ниже точки Ac1. Для определения точных температурных показателей нужно использовать специальные формулы, учитывающие температуры, при которых происходит плавление и рекристаллизация металла.

Структурные изменения являются также характеристикой производной от:

  • химического состава материала;

  • исходной структуры;

  • времени выдержки.

Необходимо отметить, что с увеличением температуры разогрева на выдержку отводится меньший временной интервал. Его предельные значения такие: минимум 2, а максимум 8 часов. И еще один момент: обработка металла методом низкотемпературного отжига характеризуется отсутствием фазовой перекристаллизации. Происходит формирование сорбитной структуры, сопровождающееся повышением уровня ударной вязкости, но снижением твердости.

Отжиг рекристаллизационный

В ходе обработки стальных заготовок давлением осуществляется деформационное упрочнение сплава, которое принято называть наклепом либо нагартовкой. Для повышения уровня пластичности и одновременного снижения жесткости применяется метод, получивший название рекристаллизационный отжиг.

Этот способ термообработки предусматривает разогрев металла до отметки, превышающей температуру кристаллизации не меньше, чем на сто-двести градусов (у стали углеродистой это где-то в районе 700 ºC) и выдержку на протяжении определенного отрезка времени. Финишным этапом данной процедуры является охлаждение сплава.

Когда проводится холодная штамповка, рекристаллизационный отжиг может выступать, как:


Заключение

При выполнении процесса термообработки осуществляются сложные преобразования, носящие структурный характер. Их достоверный анализ проводится с помощью специальных приборов и устройств. Содержащиеся в Государственных стандартах рекомендации и требования разрабатывались на основе научных данных, и они обязательны к выполнению в условиях промышленного производства. Структура, формируемая при отжиге, собственно, как и иные характеристики строго регламентированы. В бытовых условиях они, практически, нереализуемы. Однако произвести изменение строения сплава, придать ему мягкость и податливость домашний мастер может. С точки зрения применимости в быту качество металла будет приемлемым. При этом исполнителю даже не придется задумываться, со сплавом какого типа он работает – аустенитного, заэвтектоидного или другого вида.


Товары каталога:



Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

Отжиг стали: виды, технология, режимы отжига

Отжигом называют термообработку, в результате которой в сплаве получают равновесную структуру. Существует несколько видов этой операции, но все они включают нагрев до температуры, зависящей от марки стали, выдержку и охлаждение с небольшой скоростью. Назначение отжига стали – снижение внутренних напряжений и повышение пластичности, сопровождаемые некоторым уменьшением прочности.

Виды отжига стали первого рода

Для такой термообработки не характерны фазовые превращения. Выделяют несколько типов технологий отжига первого рода.

Гомогенизация

Этот вид отжига направлен на снижение химической неоднородности, возникающей в результате рекристаллизации.

Определение! Рекристаллизацией называют процесс появления новых (чаще всего равноосных) зерен за счет других фаз. Этот процесс особенно интенсивно проходит в пластически деформированных материалах.

Гомогенизация производится при высоких температурах с длительными выдержками: от 2-х до 48 часов. После этого сталь приобретает повышенные пластические свойства.

Рекристаллизационный отжиг

Изготовление проката способом холодной прокатки является причиной вытягивания зерен в направлении главной деформации. В результате этого появляется наклеп (нагартовка).

Определение! Наклепом (нагартовкой) называют упрочнение стали из-за трансформации структуры в процессе пластического деформирования при температурах менее температуры рекристаллизации.

Если сталь, для которой уже характерен наклеп, подвергать дальнейшему деформированию, она разрушится. Поэтому для ликвидации этого эффекта применяют рекристаллизационный отжиг, режим которого определяется химическим составом сплава, нагрев в этом случае производится выше температур рекристаллизации. Начальные температуры рекристаллизации составляют:

  • для чистых металлов – 0,4Тпл,
  • для обычных сплавов – 0,6Тпл,
  • для сложных термопрочных сплавов – 0,8Тпл.

Время отжига определяется геометрией изделия и составляет обычно от получаса до двух часов. Во время этой термообработки происходит:

  • появление зародышей новых зерен;
  • рост новых зерен;
  • исчезновение деформированных зерен;
  • устранение наклепа;
  • возврат металла в равновесное состояние.

Внимание! Размер зерна после отжига зависит от степени деформации, которой был подвергнут прокат. Если она приближалась к критической, то зерна после отжига будут крупными, что крайне нежелательно. Поэтому степень деформации перед термообработкой не должна превышать 60%. После рекристаллизационного отжига образуется мелкозернистая однофазная структура, обеспечивающая оптимальное сочетание прочности и пластичности.

Эта термическая обработка может быть:

  • предварительной – перед холодным деформированием, если исходная сталь уже обладает некоторой степенью упрочнения;
  • промежуточной – используется между операциями холодной прокатки, если суммарная степень деформаций слишком велика и есть вероятность, что запасов пластичности стали может не хватить;
  • окончательной – если в результате должен получиться полуфабрикат с высокой степенью пластичности.

Отжиг для снятия внутренних напряжений

Эти напряжения могут быть:

  • термическими – образованными во время неравномерного нагрева или охлаждения с различной скоростью отдельных элементов изделия, после сварки, литья, механообработки;
  • структурными – появившимися в результате фазовых превращений, которые реализовались в различных частях металла с разной скоростью.

Внутренние напряжения при эксплуатации детали могут превысить предел прочности и стать причиной разрушения. Отжиг, позволяющий избежать негативных последствий, осуществляется при температурах ниже температуры кристаллизации и составляющих 0,2-0,3Тпл.

Режимы отжига второго рода

Этот вид термообработки предназначен для образования равновесной структуры в металлах и сплавах путем фазовых превращений. В данном случае происходит как частичная, так и полная замена начальной структуры.

Такой вид отжига разделяют на полный и неполный:

  • при полном происходит общая рекристаллизация;
  • при неполном – частично сохраняется исходная структура, неполный отжиг широко востребован для заэвтектоидных (содержащих более 0,8% углерода) углеродистых и нержавеющих сталей.

Патентирование является специфическим процессом, но по характеру фазовых превращений его можно отнести к отжигу второго рода. Этот вид изотермической обработки применяется для получения высококачественной канатной, пружинной и рояльной проволоки с содержанием углерода 0,45-0,8%. Проволока при патентировании проходит следующие этапы:

  • нагрев в проходной печи;
  • пропуск через соляную или свинцовую ванну, температура которой – 450-550°C;
  • намотку на приводной барабан.

В результате этих операций образуется структура тонкопластинчатого троостита или сорбита. Эти микроструктуры позволяют получать при волочении степень обжатия более 75%. 

Цели и виды отжига стали

Целью диффузионного отжига является выравнивание путём диффузии химической неоднородности зёрен твёрдого раствора и улучшение обрабатываемости резанием. Этот вид отжига применяется главным образом для крупных фасонных стальных отливок и крупных слитков из легированной стали, характеризующихся значительной химической неоднородностью.  [c.477]

Нормализация. Особенностями режима этого вида термообработки являются температура нагрева (на 30—50° выше линии С5Е, см. рис. 5.6) и охлаждение на спокойном воздухе. Эти особенности обусловлены специфическими целями нормализации. Применительно к доэвтектоидным сталям, особенно низкоуглеродистым (0,05—0,25% С), нормализация за более короткое время и при большей простоте режима охлаждения позволяет получить те же результаты, что и при отжиге, т. е. весьма эффективное измельчение зерна у литых и кованых заготовок.  [c.112]


Отжиг и нормализация стали. Отжиг стали является разновидностью термической обработки и представляет собой процесс нагревания металла до заданной температуры и вы держки его с последующим медленным охлаждением. Цель отжига— получить равновесную структуру стали, снять остаточные напряжения и, следовательно, повысить ее механические и технологические свойства. Имеется несколько видов отжига  [c.88]

При холодной штамповке-вытяжке в металле возникает наклеп. Повышенное содержание в стали фосфора и углерода, а также крупнозернистая структура металла способствуют увеличению наклепа. Без удаления последнего путем отжига дальнейшая механизация обработки (раскатка, обрезка, закатка бортов) затруднительна. При использовании холоднокатаного металла для изготовления некоторых видов изделий (тазы, кастрюли), не требующих глубокой вытяжки, наклеп в металлических заготовках практически не возникает и их отжиг обычно не производится. Заготовки таких изделий, как цельнотянутые чайники, бидоны, кувшины, требуют отжига, который производится в муфельных и газовых конвейерных печах в последние годы для этой цели применяют высокочастотные установки. Обычно после отжига производят травление, нейтрализацию и сушку полуфабриката для снятия окалины.  [c.110]

Нормализация, отличающаяся от полного отжига большей скоростью охлаждения. Повышенная скорость охлаждения в первые моменты после нагрева позволяет получить мелкозернистое строение металла. С этой целью при нормализации сварное изделие после нагрева до температуры на 20—30° выше критической и выдержки вынимают из печи и охлаждают на воздухе. В результате металл шва получается несколько более прочным, но менее пластичным, чем после обычного отжига. Чем мягче сталь, тем понижение ее пластичности при нормализации будет менее заметно оно тем больше, чем больше углерода и марганца содержит сталь. Мягкую низкоуглеродистую сталь, содержащую меньше 0,2% углерода, следует подвергать, как правило, нормализации вместо отжига. Для улучшения качества сварных конструкций нормализация является наилучшим видом термической обработки.  [c.55]

Отжиг — термическая обработка, заключающаяся в нагреве до определенной температуры, выдержке и последующем медленном охлаждении с целью получения более равновесной структуры (состава сплава) вызывает уменьшение прочности и твердости стали, повышение пластичности и снятие остаточных напряжений. Используют несколько видов и разновидностей отжига сплава [13]. Для жестяницких изделий с целью устранения наклепа, вызванного пластической деформацией и затрудняющего дальнейшее деформирование, выполняют рекристаллиза-ционный отжиг. Он используется как промежуточный между операциями холодного деформирования. Температура рекристаллизационного отжига для различных материалов, используемых при изготовлении жестяницких изделий, °С стали 600—700 меди 450—500 латуни 400—500 алюминия 250—350 титана 540—760.  [c.107]


Для снятия остаточных напряжений в деталях из сталей и сплавов с целью повышения эксплуатационных свойств (сопротивления усталости, коррозионного растрескивания под напряжением и др.) применяется объемная термическая обработка в виде отжига или высокого отпуска.  [c.257]

В самом деле, что представляет собой обработка стали в горячем состоянии Это либо термическая обработка — закалка, отпуск, отжиг и прочее,— связанная только с тепловым фактором и происходящая без участия механических сил внешнего воздействия, либо это горячая механическая обработка, связанная с приложением к нагретому металлу, доведенному до пластичного состояния, внешних деформирующих усилий. Либо, наконец, это сочетание ковки, т. е. внешних механических воздействий, с последующей тепловой обработкой. Общее для всех этих видов то, что они преследуют цели улучшения механических свойств металла путем изменения его структуры.  [c.79]

Наиболее распространенной разновидностью отжига является обыкновенный отжиг, который производится с целью умягчить сталь перед механической обработкой и подготовить ее структуру к окончательной обработке, состоящей из закалки и отпуска. Этому отжигу подвергаются имеющие неблагоприятную грубозернистую структуру литые заготовки, а также заготовки, прошедшие ковку, штамповку и другие виды обработки давлением, также нуждающиеся в исправлении структуры.  [c.110]

Термическая обработка заключается в нагреве изделий и заготовок до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с заданной скоростью с целью изменения структуры и свойств стали. Основные виды термической обработки отжиг, закалка, отпуск и старение.  [c.35]

Ингибиторы в паровой фазе и вещества, связывающие кислород, по-видимому, являются до некоторой степени эффективными в предотвращении коррозии при механических напряжениях. Однако лучшим способом для предотвращения этого вида коррозии является проведение всех мер предосторожности, относящихся к расположению и Конструкции соответствующих агрегатов, проведению отжига с целью снятия напряжений в металле, применению стабилизированных сталей и обеспечению очень малого содержания хлора и кислорода.  [c.169]

Виды термической обработки. Термическая обработка стали имеет целью изменение механических свойств ее путем последовательного нагрева и охлаждения без изменения химического состава и с сохранением формы детали. Виды термической обработки (отжиг, нормализация, закалка, отпуск) различают в зависимости от температуры нагрева, режима и скорости охлаждения.  [c.274]

Если по условиям производства необходимо иметь деталь с гладкими стенками (цилиндрический колпачок без фланца) или получить высоту колпачка, большую, чем можно получить в результате ударного выдавливания, после отжига, имеющего цель восстановить пластичность материала, производят вытяжку с утонением. Опыт работы ряда заводов показывает, что рассмотренным способом можно получить детали из латуни толщиной до 9 мм, а из углеродистой стали марки 10 — толщиною от 2,5 до 4,5 мм. Большой интерес представляет процесс изготовления ударным выдавливанием ролика комбайновой цепи, показанный на фиг. 282,а. Первая операция — вырубка шестигранной заготовки и вытяжка колпачка — производится на обычном вертикальном кривошипном прессе. Полученные из шестигранной заготовки колпачки имеют вид коронок с шестью выступами. Прямое выдавливание производится на вертикальном прессе двойного действия. Последовательность выдавливания показана на фиг. 282,6. В начальном положении (положение I) работает трубчатый пуансон / во время его работы пуансон 2 перемещается вместе с выдавливаемой заготовкой, не отрываясь от ее дна, но не оказывает на него давления. Затем пуансон 2 начинает давить на дно заготовки и проталкивает ее через рабочее отверстие матрицы 3 (положение II). В положении III цикл выдавливания заканчивается. Оба пуансона возвращаются в исходное положение, а выдавленная заготовка, задевая торцем о края съемки 4, снимается с пуансона 2. Последующие операции — вытяжка и штамповка дна, обрезка, пробивка и снятие фасок очевидны.  [c.423]


Целью нагрева стали при осуществлении таких видов термической обработки, как закалка," отжиг, нормализация, является перевод исходной структуры в аустенит и создание возможно более мелкого зерна.  [c.103]

Высокий отпуск (низкотемпературный отжиг). При этой обработке нагрев производится до температуры, лежащей несколько ниже точки Асх (650—680°). Этот вид обработки применяется главным образом для легированных сталей с целью снижения их твердости и снятия внутренних напряжений.  [c.157]

Катаную сталь подвергают другим видам термической обработки — нормализации или отжигу с целью уменьшения твердости, улучшения обрабатываемости, измельчения зерна, создания однородной структуры и т. д. Готовые детали подвергают сложной термической обработке — закалке и отпуску — для придания им разнообразных свойств, требуемых условиями эксплуатации.  [c.349]

Термическая и химико-термическая обработка стали. Термической обработкой называется процесс тепловой обработки металлов и сплавов с целью изменения их структуры, а следовательно, и свойств, заключающийся в нагреве до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с заданной скоростью. В зависимости от температуры нагрева и способа охлаждения различают следующие виды термической обработки закалку, отпуск, отжиг и нормализацию.  [c.84]

Значительная часть автомобильных деталей подвергается различным видам термической обработки с целью сообщения им физических и механических свойств, обеспечивающих необходимую прочность. Для подготовки структуры металла к последующим видам термической обработки применяются главным образом нормализация и отжиг. Улучшение углеродистых сталей производится закалкой и отпуском. Основные детали автомобиля, как, например, коленчатые валы, после штамповки подвергаются нормализации, затем механической обработке, после чего шейки их закаливаются токами высокой частоты.  [c.53]

Первые 10 сталей в табл. 3 относятся к первой группе. Эти стали отливаются в виде слитков, куются, отжигаются и обрабатываются резанием. Для придания магнитных свойств готовое изделие закаливается на мартенсит. В сталях 5—9 перед окончательной закалкой применяется закалка с 1 20Ь° и отпуск при 750°. Цель этих операций — перевести все примеси в аустенит (у-раствор)  [c.404]

Гомогенизирующий (диффузионный) отжиг применяют для слитков легированных сталей с целью уменьшения дендритной или внутрикристал-лической ликвации (неоднородности). Дендритная ликвация понижает пластичность и вязкость легированных сталей. Данный вид отжига проводится при температурах 1100-1200 °С, так как в этом случае более полно протекают диффузионные процессы, необходимые для выравнивания химического состава слитка. Продолжительность огжига может достигать 100 часов, а время выдержки 15-20 часов.  [c.272]

Отжиг для выравнивания состава твердого раствора (гомогенизация). Такой отжиг, очевидно, доллсеи применяться в тех случаях, когда в сплаве наблюдается дендритная нли внутрикристаллическая ликвация. Здесь используется процесс диф( зузии в твердом растворе, приводящий к выравниванию концентрации как углерода, так и примесей в железе, поэтому этот вид отжига называется диффузионным. Иногда его называют гомогенизацией, потому что цель такого отжига — сделать сталь однородной (гомогенной).  [c.209]

Диффузионный (гомогенизационный) отжиг применяют для слитков и фасонных отливок крупных сечений, обычно из легированных сталей с целью устранедия в них ден-дритной ликвац.ии. При диффузионном отжиге сталь нагревают до высокой температуры — порядка 1000—1150° С, выдерживают при этой температуре значительное вpe я (12—15 ч) и затем медленно охлаждают в печи. Высокая температура нагрева и длительная вы- держка нужны для полного протекания диффузионных процессов в стали. При этом виде отжига вследствие большого времени выдержки происходит увеличение зерна, что не опасно для слитков, подлежащих в дальнейшем горячей обработке давлением. Что касается фасонных отливок, то для получения мелкозернистой структуры после диффузионного отжига их подвергают полному отжигу. Диффузионный отжиг — длительная операция. Для сокращения ее проводят отжиг не полностью остывших слитков, что значительно сокращает время нагрева.  [c.127]

II группа. Отжиг второго рода (с фазовыми превращениями). Применяется для получения равновесной структуры с целью сниженрм твердости повышения пластичности и вязкости стали улучшения обрабатываемости измельчения зерна. Так как все стали, кроме эвтектоидной, имеют две критические точки Ai и Аз, то для них возможны два вида фазовых отжига (полный отжиг с температурой нагрева выше Асз и неполный отжиг, когда температура выше Ad, но ниже Асз).  [c.77]

Гомогенизация диффузионный отжиг). Диффузионный отжиг применяют для слитков легированной стали с целью уменьшения дендритной или внутрикристаллитной ликвации, которая повышает склонность стали, обрабатываемой давлением, к хрупкому излому, к анизотропии свойств и возникновеЕшю таких дефектов, как шифер-ность (слоистый излом) и флокены (тонкие внутренние трещины, наблюдаемые в изломе в виде белых овальных пятен), Диффузионный отжиг способствует более благоприятному распределению некоторых неметаллических включений вследствие частичного растворения и коагуляции.  [c.191]

Наиболее распространенные контролируемые атмосферы и их применение для защиты стали от окисления и обезуглероживания приведены в табл. 6 и 7. Для таких видов термической обработки, как закалка, отжиг и нормализация, применяют эндотермическую контролируемую атмосферу (20% СО, 40% Hj, 40% Nj), получаемую в генераторе пропусканием смеси углеводородных газов и воздуха через катализатор при температуре 1000—1200° С. При отсутствии контролируемых атмосфер изделия для нагрева упаковывают в ящики с отработанным карбюризатором, в пережженный асбест, чугунную стружку (г-еокисленную) или наносят на деталь (инструмент) обмазку. Так. например, инструмент из быстрорежущей стали с целью предохранения его от обезуглероживания погружают перед нагревом в насыщенный раствор буры, которая при высокой температуре образует защитную пленку, или предварительно подогретый до 800—850 С инструмент перед окончательным нагревом покрывают порошком обезвоженной буры.  [c.121]


Гомогенизация (диффузионный отжиг). Диффузионному отжигу подвергают слитки легированной стали с целью уменьшения дендритной или внутрикристаллитной ликвации, которая повышает склонность стали, обрабатываемой давлением, к хруп-кому излому, к анизотропии свойств и возникновению таких дефектов, как шиферность (слоистый излом) и флокены (топкие внутренние трещишл, наблюдаемые в изломе в виде белых овальных пятен).  [c.192]

Применительно к сварному соединению в целом, имея в виду и предотвращение ножевой коррозии, эффективным средством оказался так называемый стабилизирующий отжиг, предусматривающий нагрев сварного соединения при 850—900° С в течение 2—3 ч с последующим охлаждением на воздухе. Особенно важно то, что предварительный стабилизирующий отжиг полностью предотвращает возможное отрицательное действие длительного нагрева в области критических температур на коррозионную стойкость сварных соединений. Соответствующие данные (авторов Н. А. Лангера и Н. Н. Нефедова), касающиеся сварных соединений стали 1Х18Н10Т, подвергшихся изотермическому нагреву в течение 10 тыс. ч при 500° С, приведены на рис. 115 и в табл. 75.  [c.284]

В связи с этим вначале целесообразно с помощью специального классификатора (рис. 1) установить вид термической обработки, а затем назначить режим (температуру иагрева, выдержку, охлаждение и т. д.), воспользовавшись соответствующим разделом настоящей работы. Например, при проектировании аппарата простой формы, без резких переходов сечения из стабилизированной аустенитной стали, не содержащей молибден, исходя из условий эксплуатации необходимо обеспечить для аппарата высокую стойкость против коррозионного растрескивания, т. е. провести термическую обработку для снятия напряжений. По приведенной классификации (рис. 1) конструктор устанавливает, что этой цели лучше всего удовлетворяет стабилизирующий отжиг режим отжига приведен ниже (см. стр. 669). Это же самое требование для изделия сложной формы может быть удовлетворено при нспользованни ступенчатой термической обработки по режиму, указанному иа стр. 670.  [c.666]

В инструментальном производстве применяют два вида данной обработки (см. табл. 2). Первым из них является так называемый рекристаллизационный отжиг, заключающийся в медленном нагреве до 600—700° С, выдержке в течение 1—2 ч и охлаждении с печью, реже — на воздухе этот отжиг применяют после холодной механической обработки инструмента, имеющего сложную форму или большое отношение длины к диаметру или толщине, с целью снятия наклепа, возникшего при обработке. Вторым видом является отпуск, осуществляемый путем нагрева заготовок в соляной вэнне при 760—780° С в течение 15— 30 мин и охлаждения на воздухе. Этот отпуск применяют для заготовок сверл диаметром 16—50 мм из быстрорежущей стали, изготовленных методом секторного проката.  [c.743]

Процесс термической обработки стали состоит из трех последовательных стадий нагрев до требуемой температуры с определе Н-ной скоростью, выдержка в течение требуемого времени и охлаждение с заданной скоростью. Различные виды тер М1И1че1с ой обработки преследуют две цели конструктивную — придание детали необходимой (Механической прочности и износостойкости и технологическую— улучшение обрабатываемости заготовки или снятия напряжения, 1получившвго1СЯ в результате обработки. Различают следующие виды термической обработки закалка, отжиг, нормализация, отпуск, старение.  [c.11]

Промежуточная 1ермическая обработка имеет целью снятие нак.тена и устранение внутренних напряжений, возникающих в трубах при волочении. Наиболее целесообразным видом промежуточной обработки является рекристаллизационный отжиг с нагревом ниже критической точки Асх на 20—40° ("680—700°). Рекристаллизацион яый отжиг (высокий отпуск), обеспечивая возврат стали пластических свойств, сопровождается значительно меньшим образованием окалины.  [c.180]

Если по каким-либо условиям в наплавленном металле не допустимо содержание первичного феррита, то прибегают к целому ряду других средств снижают в металле шва содержание фосфора, кремния и серы, повышают содержание углерода, титана и ниобия применяют различные технологические меры, обеспечивающие уменьшение доли участия основного металла в шве и уменьшение коэффициента формы проплавления применяют фторидные флюсы и др. Основной особенностью требований, предъявляемых к сварным соединениям из стали Х18Н9Т, является высокая стойкость против межкристаллитной коррозии. При воздействии на сталь критических температур (650—850° С) на границах зерен выпадают комплексные карбиды хрома и железа. Вследствие этого пограничные слои зерен обедняются хромом (ниже 10—12%), что приводит к снижению коррозионной стойкости металла. Такое явление наблюдается в зоне тер.мического влияния сварного соединения. Для борьбы с межкристаллитной коррозией в околошовной зоне применяют снижение содержания углерода в основном металле до 0,02—0,03% легирование стали титаном или ниобием, которые имеют большее сродство к углероду, чем хром некоторые виды термообработки (закалка,. стабилизирующий отжиг) и др.  [c.176]

При работе в условиях ползучести >500 °С стабилизирующий отжиг недостаточен, так как не устраняет в ЗТВ опасность развития локальных разрушений и коррозионного растрескивания в некоторых средах. В этих случаях проводят аустенитизацию (закалку) при температуре 1100... 1150 °С, при которой растворяются все упрочняющие фазы в матрице, а при последующей стабилизации или отпуске выделяются вторичные фазы в виде, требуемом для получения оптимальных свойств в ЗТВ и сварного соединения в целом. Наиболее высокая вязкость и коррозионная стойкость достигаются двойной аустенитиза-цией (при 1150... 1200 и 1000 °С), при которой обеспечивается коагулирование карбидов на границах зерен. При сварке с малой погонной энергией (электронно-лучевая и др.) сверхниз-ко)тлеродистых жаропрочных сталей, легированных молибденом (Х16Н9М2 и др.), послесварочная термообработка не обязательна.  [c.64]

Гомогенизационный отжиг - отжиг с длительной выдержкой при определенной температуре с целью выравнивания химического состава. Гомогенизацию, например, применяют к слиткам легированной стали для уменьшения различных видов ликвации, повышающих склонность стали, обрабатываемой давлением, к хрупкому и слоистому (шиферность) изломам, внутренним трещинам (фло-кенам), к анизотропии свойств. Гомогенизация способствует более благоприятному распределению неметаллических включений вследствие частичного растворения и коагуляции.  [c.430]

Наибольшего эффекта отжиг достигает при температуре 1150°, сталь стано-штся мягкой и приобретает начальные данные, т, е. К, = 60—70 kz mm и = = 60—50% — в этом виде сталь является находкой для целого ряда самолетных (еталей, где требуется большая вытяжка или усадка материала.  [c.542]


Отжиг стали - температура нагрева, свойства стали после термической обработки

Главная страница » Металлообработка

Для изменения эксплуатационных свойств металлов используется метод термической обработки. Он позволяет повлиять на структуру исходного сырья с последующей корректировкой начальных характеристик. Под воздействием высокой температуры улучшается степень обрабатываемости заготовок и снимается остаточное напряжение с деталей.

Обработка металла.

Историческая справка

Первые упоминания о термической обработке металлов появились в далеком прошлом. В Средневековье кузнецы отправляли заготовки для оружия в специальные печи, а затем остужали их водой.

В XIX в. появились первые технологии обработки чугуна. Для этого исходное сырье погружалось в резервуар со льдом, поверх которого высыпался сахар.

После этого начинался цикл равномерного разогрева, который занимал до 20 часов. Дальше разогретый металл подвергался ковке с получением требуемой формы.

В середине XIX в. металлург из Российской империи Д.К. Чернов опубликовал статью, в которой указал, что при нагревании металлических сплавов происходит изменение их технических характеристик. Ему присвоили звание автора новой науки — материаловедения.

Отжиг на зернистый перлит

Для получения структуры зернистого перлита осуществляется маятниковый отжиг, после которого эвтектоидные и заэвтектоидные стали обеспечивают хорошую обрабатываемость резанием, повышается cкорость процесса резания и улучшается качество поверхности. Этот вид т/о подходит для тонких листов перед холодной штамповкой и прутков перед холодным волочением. Результат – улучшение пластических свойств.

Режим маятникового отжига состоит из нескольких циклов нагрева выше критической точки А3 с медленным охлаждением до +670…+700°C. Три таких цикла позволяют получить структуру со 100% зернистого перлита. Финальное охлаждение – на воздухе.

Назначение термической обработки

Изделия для оборудования и коммуникационные узлы, выполненные из металла, часто оказываются под воздействием больших нагрузок. Кроме этого, они могут эксплуатироваться в условиях критических температур, которые негативно сказываются на рабочих свойствах.

С целью защиты деталей от быстрого износа, повышения их надежности и долговечности применяется цикл термической обработки.

В процессе нагрева и после него химический состав материала не меняется, при этом эксплуатационные свойства становятся другими. Такая процедура увеличивает устойчивость заготовки к коррозии, износу и разрушению от механических нагрузок.

Закалка

Закалка используется для повышения ударной вязкости сплавов железа, особенно стали. Сталь без закалки очень твердая, но она слишком хрупкая для большинства применений. Закалка обычно проводится после закалки, чтобы уменьшить избыточную твердость.

Закалка используется для изменения:

  • твердости
  • тягучести
  • прочности
  • структурной устойчивости

Закалка включает нагревание металла до точной температуры ниже критической точки, и часто это происходит на воздухе, в вакууме или в инертной атмосфере.

Температура регулируется в зависимости от степени твердости, которую необходимо уменьшить. Хотя он варьируется в зависимости от типа металла, обычно низкие температуры уменьшают хрупкость, сохраняя при этом большую часть твердости, в то время как более высокие температуры уменьшают твердость, что повышает упругость и пластичность, но приводит к потере некоторого предела текучести и прочности на растяжение.

Необходимо постепенно нагревать металл, чтобы избежать растрескивания стали. Затем металл выдерживают при этой температуре в течение фиксированного периода. Грубый ориентир составляет один час на дюйм толщины. За это время внутренние напряжения в металле снимаются. Затем металл охлаждают на воздухе.

« Предыдущая запись

Принципы термообработки

Термообработка подразумевает фазовые изменения внутренней структуры материала при подогреве или охлаждении.

Вся процедура включает в себя такие этапы:

  1. Нагрев, который влияет на структуру кристаллической решетки заготовки.
  2. Охлаждение, позволяющее зафиксировать изменения, которые были достигнуты во время предыдущего этапа.
  3. Отпуск, устраняющий напряжение и выравнивающий готовую структуру.

Ключевой особенностью термической обработки стальных изделий является то, что под воздействием температуры в 727 °C они приобретают форму аустенита — твердого расплава. В таком состоянии атомы углерода начинают проникать внутрь структурных ячеек железа, формируя равномерное соединение.

При постепенном охлаждении материал возвращается к прежнему состоянию, а при интенсивном — остается в виде аустенита или прочей структуры.

В зависимости от технологии охлаждения и последующего отпуска определяются конечные свойства закаленного металла. В данном случае применяется принцип: чем быстрее охлаждается исходное сырье, тем выше твердость и хрупкость готового продукта.

Термообработка является незаменимым технологическим процессом при работе со сплавами железа и углерода. Для примера, чтобы сформировать ковкую чугунную основу, нужно выполнить термическую обработку белого чугуна.

График термической обработки.

Отжиг сталей

По книжному определению, отжиг — это нагрев стали до температуры выше критической, выдержка при этой температуре и медленной охлаждение вместе с печью. На самом деле это общее определение, под которое попадают не все виды отжига. Режимы отжига зависят в первую очередь от конечных требований к стали или изделию, в первую очередь это требования по механическим или технологическим свойствам металла.

Содержание

Отжиг первого рода (І-го рода)

Отжиг І рода – термическая операция, состоящая в нагреве металла в неустойчивом состоянии, полученном предшествующими обработками, для приведения металла в более устойчивое состояние. Этот вид отжига может включать в себя процессы гомогенизации, рекристаллизации, снижения твердости и снятия остаточных напряжений. Особенность этого вида отжига в том, что указанные процессы протекают независимо от того происходят ли фазовые превращения при термообработке или нет. Различают гомогенизационный (диффузионный), рекристаллизационный отжиг и отжиг, уменьшающий напряжения и снижающий твердость.

Гомогенизационный отжиг

Гомогенизационный отжиг – это термическая обработка, при которой главным процессом является устранение последствий дендритной и внутрикристаллитной ликвации в слитках сталей. Ликвация повышает склонность стали, обрабатываемой давлением, к хрупкости, анизотропии свойств и таким дефектам, как шиферность (слоистый излом) и флокены. Устранение ликвации достигается за счет диффузионных процессов. Для обеспечения высокой скорости диффузии сталь нагревают до высоких (1000–1200 °С) температур в аустенитной области. При этих температурах делается длительная (10–20 час.) выдержка и медленное охлаждение с печью. Диффузионные процессы наиболее активно протекают в начале выдержки. Поэтому во избежание большого количества окалины, охлаждение с печью обычно проводят до температуры 800 — 820°С, а далее на воздухе. При гомогенизационном отжиге вырастает крупное аустенитное зерно. Избавиться от этого нежелательного явления можно последующей обработкой давлением или термической обработкой с полной перекристаллизацией сплава. Выравнивание состава стали при гомогенизационном отжиге положительно сказывается на механических свойствах, особенно пластичности.

Рекристаллизационный отжиг стали

Рекристаллизационный отжиг, применяемый для сталей после холодной обработки давлением, – это термическая обработка деформированного металла или сплава. Может применять как окончательная, так и промежуточная операция между операциями холодного деформирования. Главным процессом этого вида отжига являются возврат и рекристаллизация соответственно. Возвратом называют все изменения в тонкой структуре, которые не сопровождаются изменениями микроструктуры деформированного металла (размер и форма зерен не изменяется). Возврат сталей происходит при относительно низких (300–400°С) температурах. При этом процессе наблюдается восстановление искажений кристаллической решетки.

Рекристаллизацией называют зарождение и рост новых зерен с меньшим количеством дефектов кристаллического строения. В результате рекристаллизации образуются совершенно новые, чаще всего равноосные кристаллы. Между температурным порогом рекристаллизации и температурой плавления имеется простое соотношение: ТР ≈ (0,3–0,4)ТПЛ., что составляет для углеродистых сталей 670–700°С.

Отжиг для снятия напряжений

Отжиг для снятия напряжений – это термическая обработка, при которой главным процессом является полная или частичная релаксация остаточных напряжений. Такие напряжения возникают при обработке давлением или резанием, литье, сварке, шлифовании и других технологических процессах. Внутренние напряжения сохраняются в деталях после окончания технологического процесса и называются остаточными. Избавиться от нежелательных напряжений можно путем нагрева сталей от 150 до 650°С в зависимости от марки стали и способа предыдущей обработки.

Высокий отжиг стали

Эта операция часто называется высоким отпуском. После горячей пластической деформации сталь имеет мелкое зерно и удовлетворительную микроструктуру. Такое состояние сталь получает при ускоренном охлаждении после пластической деформации. Однако в структуре могут быть составляющие: мартенсит, бейнит, троостит и т. д. Твердость металла при этом может быть достаточна высока. Для повышения пластичности и соответственно снижения твердости делается высокий отжиг. Его температура ниже критической Ас1 и зависит от требований к металлу для следующей операции обработки.

Отжиг второго рода (ΙΙ-го рода)

Отжиг ΙΙ рода основан на использовании фазовых превращений сплавов и состоит в нагреве выше температуры превращения с последующим медленным охлаждением для получения устойчивого структурного состояния сплавов.

Полный отжиг

Полный отжиг производится для доэвтектоидных сталей. Для этого стальную деталь нагревают выше критической точки А3 на 30–50°С и после прогрева проводят медленное охлаждение. Как правило, детали охлаждают вместе с печью со скоростью 30–100°С/час. Структура доэвтектоидной стали после отжига состоит из избыточного феррита и перлита.

Основные цели полного отжига:

— устранение пороков структуры, возникших при предыдущей обработке (литье, горячая деформация, сварка, термообработка), – крупнозернистости и видманштеттовой структуры;

— смягчение стали перед обработкой резанием – получение крупнозернистости для улучшения качества поверхности и большей ломкости стружки низкоуглеродистых сталей;

— уменьшение напряжений.

Неполный отжиг

Неполный отжиг отличается от полного тем, что нагрев производится на 30–50 °С выше критической точки А1 (линия РSК на диаграмме «Железо – цементит»). Неполный отжиг доэвтектоидных сталей проводят для улучшения обрабатываемости резанием. При неполном отжиге происходит частичная перекристаллизация стали — вследствие перехода перлита в аустенит. Избыточный феррит лишь частично превращается в аустенит. Такой отжиг проводится при температуре 770 — 750°С с последующим охлаждением со скоростью 30 — 60°С/с до 600°С, далее на воздухе.

Неполный отжиг широко применяется для заэвтектоидных углеродистых и легированных сталей. Нагрев этих сталей на 10 — 30°С выше Ас1 вызывает практически полную перекристаллизацию сплава и позволяет получить зернистую (сферическую) форму перлита вместо пластинчатой. Такой отжиг называют сфероидизацией. Частицы цементита, не растворившегося при нагреве, или области аустенита с повышенной концентрацией углерода за счет неполной его гомогенизации после растворения цементита, служат центрами кристаллизации для цементита, выделяющегося при последующем охлаждении до температуры ниже А1 и принимающего в этом случае зернистую форму. В результате нагрева до температуры значительно выше А1 и растворения большей части цементита и более полной гомогенизации аустенита последующее выделение цементита ниже А1 происходит в пластинчатой форме. Если избыточный цементит находился в виде сетки, то перед этим отжигом нужно сделать нормализацию с нагревом выше Асm (желательно с охлаждением в направленном потоке воздуха).

Стали, близкие к эвтектоидному составу, имеют узкий температурный интервал нагрева (750 — 760°С) для отжига на зернистый цементит, для заэвтектоидных сталей интервал рсширяется до 770 — 790°С. Легированные заэвтектоидные стали можно нагревать до более высоких температур 770 — 820°С. Охлаждение и сфероидизация цементита происходит медленно. Охлаждение должно обеспечить распад аустенита на феррито-карбидную структуру, сфероидизацию и коагуляцию образовавшихся карбидов до 620 — 680°С.

Отжиг на зернистый перлит (маятниковый отжиг)

Для получения зернистого перлита применяют отжиг с различными вариациями термоциклирования в надкритическом и межкритическом интервале температур, маятниковые виды отжига с различными выдержками и количеством циклов.

Сталь с зернистым перлитом имеет более низкую твердость, временное сопротивление разрыву и соответственно более высокие значения характеристик пластичности. Например эвтектоидная сталь с пластинчатым перлитом имеет твердость 228НВ, а с зернистым 163НВ и соответственно временное сопротивление 820 и 630МПа, относительное удлинение 15 и 20%.

Микроструктура стали после отжига на зернистый перлит (ОЗП) выглядит следующим образом

После отжига на зернистый перлит стали обладают наилучшей обрабатываемостью резанием, при этом достигается более высокая чистота поверхности. В ряде случаев, отжиг на зернистый перлит является обязательной предварительной операцией. Например для избежания трещинообразования при высадке болтов и заклепок.

Изотермический отжиг

Изотермический отжиг заключается в нагреве стали до температуры Ас3 + (30–50°С), последующего ускоренного охлаждения до температуры изотермической выдержки ниже точки А1 и дальнейшего охлаждения на спокойном воздухе. Изотермический отжиг по сравнению с обычным отжигом имеет два преимущества:

— больший выигрыш во времени, т. к. суммарное время ускоренного охлаждения, выдержки и последующего охлаждения может быть меньше медленного охлаждения изделия вместе с печью;

— получение более однородной структуры по сечению изделий, т. к. при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения.

Патентирование

Патентирование — операция отжига, как правило назначаемая для пружинной проволоки, с содержанием углерода 0,65 — 0,9%, перед волочением. Процесс заключается в аустенитизации металла и последующим пропускании его через расплав солей с температурой 450 — 550°С (на ДИПА это температуры изотермической выдержки в области минимальной устойчивости аустенита). Это приводит к образованию тонкопластинчатого троостита или сорбита, который позволяет получать степени обжатия более 75% для волочения и окончательное временное сопротивление 2000 — 2250МПа после ХПД.

Нормализационный отжиг (нормализация стали)

Нормализационный отжиг или нормализацию стали применяют как промежуточную операцию для смягчения стали перед обработкой резанием и для общего улучшения ее структуры перед закалкой. При нормализации доэвтектоидную сталь нагревают до температур Ас3 + (30–50°С), заэвтектоидную до Асм + (30–50°С) и после выдержки охлаждают на спокойном воздухе.

Ускоренное охлаждение по сравнению с отжигом обуславливает несколько большее переохлаждение аустенита, поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит) и более мелкое эвтектоидное зерно.

Прочность стали после нормализации несколько выше, чем после отжига. В заэвтектоидной стали нормализация устраняет грубую сетку вторичного цементита. При нагреве выше точки Асм вторичный цементит растворяется, а при последующем ускоренном охлаждении на воздухе не успевает образовать грубую сетку, понижающую свойства стали. В доэвтектоидной стали, как говорилось выше, нормализация позволяет устранить крупное зерно после перегрева и видманштетт после нарушения цикла ГПД.

heattreatment.ru

Ключевые преимущества

При производстве деталей для продолжительной эксплуатации термообработка является обязательным этапом.

Популярность технологии обусловлена ее следующими преимуществами:

  1. Улучшение устойчивости к износу металлической заготовки.
  2. Увеличение срока эксплуатации готовых изделий и снижение количества брака.
  3. Повышение коррозийной стойкости.

Обработанные конструкции справляются с большими нагрузками, а срок их службы увеличивается в несколько раз.

Чередование циклов подогрева и охлаждения положительно сказывается на твердости, износостойкости и ударной вязкости. Также подобная процедура позволяет вносить структурные изменения в поверхностном слое или оказывать воздействие на часть заготовки.

Совмещение термообработки и горячей обработки под давлением повышает твердость материала намного лучше, чем нагартовка или закалка.

Оборудование для проведения работ дешевле, чем установки механообрабатывающих и литейных предприятий.

Параметры твердости и ее показатели

Твердость является важной характеристикой для оценки технических характеристик материала и деталей на его основе. С учетом этого параметра вычисляется прочность, обрабатываемость и износостойкость конечной продукции.

В металлургии используются несколько вариантов проверки твердости:

  1. По Роквеллу. Наиболее быстрый автоматизированный способ испытаний. Для определения твердости применяется специальное приспособление со сферической или конической конфигурацией, которое изготовляется из сверхпрочных материалов, например алмаза или твердого сплава. Под воздействием давления от инструмента проверяется глубина проникновения.
  2. По Бриннелю. Технология распространена при диагностике конструкций с низкой и средней твердостью. Она подразумевает выбор закаленного стального шарика. Финальные показатели определяются прикладываемым усилием, диаметром шарика и конечного отпечатка.
  3. По Виккерсу. Метод одинаково эффективен при любой твердости металла. Его применяют при обработке заготовок, прошедших термическую и химическую обработки. В качестве приспособления для оценки показателей используют алмазную пирамиду с углом 136°.

Расчет твердости по Роквеллу.

Классификация и виды термической обработки

В металлургической отрасли распространено несколько методов обработки стали.

Среди них:

  1. Технический.
  2. Термомеханический.
  3. Химико-термический.

Каждый вариант представлен несколькими разновидностями.

Отжиг

Принцип сводится к нагреву материала до заданной температуры, удерживанию в таком режиме в течение нужного времени и последующему охлаждению до комнатных показателей.

В большинстве случаев отжиг применяется для:

  1. Улучшения механических свойств металла.
  2. Получения однородной консистенции материала.
  3. Повышения пластичности и степени сопротивляемости.
  4. Уменьшения внутреннего сопротивления заготовки.

В зависимости от специфики проведения работ отжиг бывает изотермическим, полным или неполным, диффузионным и т.д.

Цикл полного отжига позволяет улучшить технические характеристики исходного сырья для последующей обработки. В таком варианте изделие разогревается до критической температуры, а затем постепенно охлаждается.

Неполный отжиг подразумевает получение более пластичного и мягкого материала. Его осуществляют при температуре до 770°C.

Цикл охлаждения разделен на 2 этапа:

  1. В специальной печи.
  2. На открытом пространстве.

Изотермический отжиг популярен при подготовке сталей с высоким содержанием хрома. Технология позволяет уменьшить затраты времени на производство, т.к. она проводится с использованием ускоренного охлаждения.

Процесс отжига металла.

Отпуск

В зависимости от интенсивности нагрева разделяется на 2 типа:

  1. Низкий.
  2. Высокий.

В первом случае изделие подвергается нагреву до 120-200°C. С помощью технологии можно производить детали и инструменты с ювелирной точностью. После разогрева сырье удерживается в таком состоянии в течение заданного промежутка времени, а затем охлаждается естественным путем.

Под воздействием такой обработки сталь не только удерживает первичную твердость, но и становится более прочной. Это обусловлено разрушением отдельных остаточных компонентов.

В некоторых случаях измерительное оборудование и различные механизмы производят при температуре до 160°C. Подобная обработка получила название «искусственное старение».

При высоком отпуске заготовку нагревают до температуры 350-600°C. Цикл охлаждения выполняется на открытом воздухе. Технология популярна при подготовке углеродистой стали.

Отпуск металла.

Нормализация

С помощью нормализации можно сформировать мелкозернистую структуру. При обработке сталей с низким содержанием углерода получается феррито-перлитная структура, легированных — сорбитоподобная. Степень твердости конечного изделия достигает 300 НВ.

Процессу нормализации можно подвергать горячекатанные стали. Это приводит к увеличению сопротивления излому, прочностных свойств и вязкости.

Нормализация стали.

Закалка

Используется нагрев исходного сырья до критических значений. Охлаждение выполняется принудительным путем, а не постепенно. Для этой процедуры подходит сжатый воздух, водяной туман или жидкая закалочная среда. Помимо повышения прочностных свойств, металл становится менее эластичным и вязким.

Закалка может проводиться с использованием нескольких способов:

  1. Одной среды. Технология отличается простотой, но имеет ряд ограничений по типу исходного сырья. Она подразумевает быстрое охлаждение для получения неравномерности температур. Метод не подходит для обработки высокоуглеродистых металлов, т.к. они подвергаются разрушению при агрессивном тепловом воздействии.
  2. Многоступенчатой закалки. Изначально материал подвергается термообработке, а после нагрева — перемещению в соляную ванну. Когда температурный режим нормализуется, заготовку охлаждают с помощью воздуха, тумана или масла.
  3. Светлой закалки. Этот вариант подразумевает выдерживание металла в соляной ванне с включением хлористого натрия. Затем деталь остужается в резервуаре с едким калием и натрием.

Закалка металла.

Криогенное воздействие

Метод сводится к охлаждению стали до критически низких температур, после чего кристаллическая решетка подвергается тем же изменениям, что и при закалке на мартенсит.

Заготовку помещают в емкость с жидким азотом, имеющим температуру -195°C и удерживают там нужный промежуток времени (точный интервал определяется маркой стали и массой конструкции).

Затем деталь помещается в условия комнатной температуры, где разогревается естественным путем. Подобный цикл способствует повышению прочности и твердости. Кроме этого, изделие менее подвергается износу и становится долговечным.

Заморозка металла.

Химико-термическая

Метод совмещает несколько технологий и придает материалу твердость, прочность, вязкость и эластичность.

Вся процедура состоит из 3 этапов:

  1. Диссоциация.
  2. Адсорбция.
  3. Диффузия.

Величину диффузионного слоя определяют с учетом температуры и временного промежутка выдержки материала.

Среды, в которые погружается заготовка, бывают жидкими, твердыми и газовыми. Наиболее часто используется последний вариант, что обусловлено повышенной интенсивностью его нагрева.

Химико-термическая обработка металлов.

Термомеханическое воздействие

Под механическим давлением посредством нагартовки материал уплотняется и становится прочным. Эта особенность востребована при подготовке изделий комбинированным путем — с использованием горячей прокатки, волочения или штамповки.

Если нагартованный металл мгновенно погрузить в охлаждающую среду, его структура не успеет поменять свои свойства, а твердость будет повышена путем закалки.

Существуют 2 технологии термомеханической обработки:

  1. Высокотемпературная.
  2. Низкотемпературная.

В 2 случаях нужно проводить повторную термообработку с отпуском в температуре 200-300°C.

Изотермический отжиг — Отжиг сталей — Отжиг второго рода

Малая степень переохлаждения аустенита, необходимая при отжиге, может быть получена не только при непрерывном охлаждении стали с печью.

Другой путь — ступенчатое охлаждение с изотермической выдержкой в интервале перлитного превращения (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Такая термообработка называется изотермическим отжигом. После нагрева до температуры выше А

3 сталь ускоренна охлаждают до температуры изотермической выдержки, которая находится ниже точки А1. Затем проводят ускоренное охлаждение на воздухе; мелкие изделия простой конфигурации можно охладить в подогретой воде.

Время изотермической выдержки должно быть несколько больше времени полного изотермического превращения аустенита, определяемого по С-диаграмме.

Чем ближе температура изотермической выдержки к точке А1, тем больше межпластиночное расстояние в перлите и мягче сталь, но больше «и время превращения. Так как основное назначение изотермического отжига — смягчение стали, то практически выбирают такую температуру изотермической выдержки (на 30 — 100 град ниже А1), при которой получается достаточное смягчение стали за сравнительно небольшой промежуток времени.

Изотермический отжиг по сравнению с обычным отжигом имеет два преимущества. Прежде всего он может дать выигрыш во времени, если суммарное время ускоренного охлаждения, изотермической выдержки и последующего ускоренного охлаждения меньше времени медленного непрерывного охлаждения изделия вместе с печью.

Особенно большой выигрыш времени можно получить при изотермическом отжиге легированных сталей с устойчивым переохлажденным аустенитом.
Другое преимущество изотермического отжига — получение более однородной структуры, так как при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения.
Изотермический отжиг проводят или в одной печи, продувая ее и захолаживая до необходимой температуры, или в двух печах. После нагрева в одной камерной печи до температуры выше А3 садку стали переносят в другую камерную печь с температурой ниже А1. Последний способ более экономичен.

Можно также использовать проходные печи непрерывного действия с различными зонами температур. Экономически эффективен изотермический отжиг легированных сталей с температур ковочного нагрева. Учитывая большое увеличение времени распада аустенита с приближением температуры к точке А1, изотермический отжиг может конкурировать с обычным практически в тех случаях, когда не требуется предельно смягчать сталь и можно выбрать достаточно низкую температуру изотермической выдержки.

«Теория термической обработки металлов», И.И.Новиков

Для получения высокопрочной канатной, пружинной и рояльной проволоки применяют изотермическую обработку, которая известна с 70-годов XIX в. и получила название патентирования. Проволоку из углеродистых сталей, содержащих от 0,45 до 0,85%С, нагревают в проходной печи до температуры на 150 — 200 °С выше Ас3, пропускают через свинцовую или соляную ванну с температурой 450 — 550 °С…

При нормализации сталь нагревают до температур на 30 — 50 °С выше линии GSE и охлаждают на воздухе (смотрите рисунок Температура нагрева сталей для отжига 2-го рода). Ускоренное по сравнению с отжигом охлаждение обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида…

Для режима сфероидизирующего отжига заэвтектоидных сталей характерен узкий температурный «интервал отжигаемости». Нижняя его граница должна находиться немного выше точки А1, чтобы образовалось большое число центров выделения карбида при последующем охлаждении. Верхняя граница не должна быть слишком высокой, так как иначе из-за растворения в аустените центров карбидного выделения при охлаждении образуется пластинчатый перлит. Так как точки…

Для заэвтектоидных сталей полный отжиг с нагревом выше Аст (линия ES) вообще не используют, так как при медленном охлаждении после такого нагрева образуется грубая сетка вторичного цементита, ухудшающая механические и другие свойства. К заэвтектоидным углеродистым сталям широко применяют отжиг с нагревом до 740 — 780 °С и последующим медленным охлаждением. После такого нагрева в аустените…

Легирующие элементы оказывают чрезвычайно важное для практики влияние на кинетику распада аустенита. За исключением кобальта, все широко используемые легирующие элементы, растворенные в аустените (Cr, Ni,Mn, W, Mo, V и др.), замедляют перлитное превращение, сдвигая верхнюю часть С-кривой вправо. Природа увеличения устойчивости переохлажденного аустенита под влиянием легирующих элементов довольно сложная. Если в углеродистых сталях перлитное превращение…

www.ktovdome.ru

Особенности термообработки цветных сплавов

Работая с цветными металлами, важно учитывать специфику строения их кристаллических решеток, степень теплопроводности и химическую активность в отношении водорода и кислорода.

Так, у металлургов не возникает сложностей при обработке сплавов алюминия или меди. А теплопроводность титана в 15 раз ниже, чем у алюминиевых заготовок.

При подготовке конструкций из деформируемых сплавов алюминия нужно придерживаться заданной температуры в пределах 450-500°C.

36. Отжиг II-го рода. Отжиг и нормализация сталей; режимы и назначение отжига и нормализации

36. Отжиг II-го рода. Отжиг и нормализация сталей; режимы и назначение отжига и нормализации

Отжигом называют нагревание и медленное охлаждение стали. Отжиг второго рода – изменение структуры сплава с целью получения равновесных структур; к отжигу второго рода относится полный, неполный и изотермический отжиги.

Перекристаллизационный отжиг основан на фазовой перекристаллизации, т. е. является отжигом II рода. Основное его назначение – полное изменение фазового состава. Температура нагрева и время выдержки должны обеспечить нужные структурные превращения, скорость охлаждения выбирают такой, чтобы успели произойти обратные диффузионные фазовые превращения. После отжига получают однородную мелкозернистую структуру, твердость понижается, пластичность повышается и отжиг II рода применяют в качестве предварительной термической обработки и перед обработкой стальных деталей на металлорежущих станках.

В зависимости от температуры нагрева различают полный и неполный отжиг.

Полный отжиг применяют для доэвтектоидной стали. Изделия нагревают, чтобы обеспечить полную перекристаллизацию – превращение исходной ферритно-перлитной структуры в аустенит. Назначение его – улучшение структуры стали для облегчения последующей обработки резанием, штамповкой или закалкой, а также получение мелкозернистой равновесной перлитной структуры в готовой детали.

Неполный отжиг связан с фазовой перекристаллизацией, он применяется после горячей обработки давлением, когда у заготовки мелкозернистая структура.

После охлаждения получится грубая структура, состоящая из крупных зерен феррита и перлита. Сталь обладает пониженной пластичностью. Получению зернистого цементита способствует предшествующая отжигу горячая пластическая деформация, при которой цементитная сетка дробится. Сталь с зернистым цементитом лучше обрабатывается режущим инструментом и приобретает хорошую структуру после закалки.

С целью экономии времени проводят изотермический отжиг. При изотермическом отжиге в процессе выдержки происходит выравнивание температуры по сечению изделия. Это способствует получению более однородной структуры и однородных свойств. Легированные стали подвергают такому отжигу. При отжиге легированных сталей увеличивается не только продолжительность нагрева и выдержки, но и продолжительность охлаждения. Высоколегированные стали охлаждают с малой скоростью вследствие большей устойчивости легированного аустенита. Их твердость остается после отжига высокой, что ухудшает обрабатываемость режущим инструментом.

Нормализацией называют термическую обработку стали, при которой изделие нагревают до аустенитного состояния и охлаждают на спокойном воздухе. Отличие нормализации от полного отжига для доэвтектоидных сталей заключается только в скорости охлаждения. В результате нормализации получается более тонкое строение эвтектоида, уменьшаются внутренние напряжения, устраняются пороки, возникшие в процессе предшествующих обработок изделий. Твердость и прочность выше, чем после отжига. Нормализацию применяют как промежуточную операцию, улучшающую структуру. Особенностями режима этого вида термообработки являются температура нагрева и охлаждение на спокойном воздухе. Эти особенности обусловлены специфическими целями нормализации. Применительно к доэвтектоидным сталям, особенно низкоуглеродистым, нормализация за более короткое время и при большей простоте режима охлаждения позволяет получить те же результаты, что и при отжиге.

Охлаждение на воздухе обеспечивает высокую степень переохлаждения аустенита, чем при отжиге, продукты его распада оказываются более дисперсными, а плотность генерируемых дислокаций приближается к 108 см2, вследствие этого нормализацией можно получить более благоприятную мелкозернистую структуру стали, обладающую повышенными прочностными свойствами.

В ряде случаев, когда от материала изделия не требуется повышенных прочностных свойств, нормализация заменяет закалку. Особенно это касается деталей из низкоуглеродистой стали, для которых применение закалки исключается из-за очень высокой критической скорости закалки. При нормализации заэвтектоидных сталей из-за ускоренного выделения из аустенита избыточного (вторичного) цементита нежелательная цементитная сетка вокруг перлитных зерен не образуется. В связи с этим одной из целей нормализации является разрушение упомянутой сетки у заэвтектоидных сталей.

Рекристаллизационный отжиг (рекристаллизация) стали происходит при температурах 500–550 °C; отжиг для снятия внутренних напряжений – при температурах 600–700°. Эти виды отжига снимают внутренние напряжения в отливках от неравномерного охлаждения их частей и в заготовках, обработанных давлением при температурах ниже критических.

Диффузионный отжиг применяется в случаях, когда в стали наблюдается внутрикристаллическая ликвация. Выравнивание состава в зернах аустенита достигается диффузией углерода и других примесей в твердом состоянии, наряду с самодиффузией железа. В результате сталь становится однородной по составу (гомогенной), поэтому диффузионный отжиг называют также гомогенизацией.

Температура гомогенизации должна быть достаточно высокой, но нельзя допускать пережога зерен.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Отжиг / Термическая обработка / Конспекты / Учебные материалы

Ниже приведены источники, использованные при составлении конспекта по теме «Отжиг»

Лекции по курсу «Материаловедение». Лекция 13. Основы теории термической обработки стали (продолжение). Технологические особенности и возможности отжига и нормализации.

Отжиг, снижая твердость и повышая пластичность и вязкость за счет получения равновесной мелкозернистой структуры, позволяет:
- улучшить обрабатываемость заготовок давлением и резанием;
- исправить структуру сварных швов, перегретой при обработке давлением и литье стали;
- подготовить структуру к дальнейшей термической обработке.

Характерно медленное охлаждение со скоростью 30…100°С/ч.

Отжиг первого рода

1. Диффузионный (гомогенезирующий). Применяется для устранения ликвации, выравнивания химического состава. В его основе – диффузия. В результате нагрева выравнивается состав, растворяются избыточные карбиды. Применяется, в основном, для легированных сталей.

2. Рекристаллизационный отжиг проводится для снятия напряжений после холодной пластической деформации. Продолжительность зависит от габаритов изделия.

3. Отжиг для снятия напряжений после горячей обработки (литья, сварки, обработки резанием, когда требуется высокая точность размеров).
Температура нагрева выбирается в зависимости от назначения, находится в широком диапазоне: Т=160…700°С. Продолжительность зависти от габаритов изделия.

Отжиг второго рода

Предназначен для изменения фазового состава.

Является подготовительной операцией, которой подвергают отливки, поковки, прокат. Отжиг снижает твердость и прочность, улучшает обрабатываемость резанием средне- и высокоуглеродистых сталей.

В зависимости от температуры нагрева различают отжиг:
1. полный, с температурой нагрева на 30…50°С выше критической температуры А3.
Тк=А3+(30…50)°С

Проводится для доэвтектоидных сталей для исправления структуры.

При такой температуре нагрева аустенит получается мелкозернистый, и после охлаждения сталь имеет такую же мелкозернистую структуру.

Нормализация – разновидность отжига.

Термическая обработка, при которой изделие нагревают до аустенитного состояния, на 30…50°С выше А3 или АСТ с последующим охлаждением на воздухе.
Тк=А3+(30…50)°С
Или
Тк=АСТ+(30…50)°С

Нормализацию чаще применяют как промежуточную операцию, улучшающую структуру.

Для низкоуглеродистых сталей нормализацию применяют вместо отжига. Для среднеуглеродистых сталей нормализацию или нормализацию с высоким отпуском применяют вместо закалки с высоким отпуском. В этом случае механические свойства несколько ниже, но изделие подвергается меньшей деформации, исключаются трещины.

2. неполный, с температурой нагрева на 30…50°С выше критической температуры А1.
Тк=А1+(30…50)°С

Применяется для заэвтектоидный сталей.

Неполный отжиг является обязательным для инструментальных сталей.

Богодухов С.И., Гребенюк В.Ф., Синюхин А.В. Курс материаловедения в вопросах и ответах: учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп.. – М.: Издательство “Машиностроение”, 2005. – 288 с.

Отжиг состоит в нагреве металла, выдержке и последующем медленном охлаждении (вместе с печью). Отжиг приближает металл к равновесию.

Отжиг первого рода проводят для получения более равновесной, чем исходная, структуры, не связывая эту цель с наличием или отсутствием фазовой перекристаллизации. Примерами отжига первого рода являются рекристаллизационный отжиг, диффузионный отжиг.

При рекристаллизационном отжиге деформационной упрочненный металл нагревают несколько выше температурного порога рекристаллизации. В результате отжига материал приобретает такие же механические свойства, какие он имел до деформации.

Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг проводят при нагреве до высоких температур (применительно к сталям – значительно выше Ас3 или Аст), предполагающих интенсивную диффузию атомов. Такому отжигу подвергают, например, отливки для устранения дендритной ликвации (гомогенизации сплава). При отжиге второго рода непременно протекает, хотя бы частичная, фазовая перекристаллизация. К отжигу второго рода относятся неполный отжиг, полный отжиг.

При неполном отжиге нагрев ведут до температуры Ас1 (ниже Ас3 или Аст). Происходит частичная перекристаллизация сплава (меняется перлитная соствляющая). Чаще неполный отжиг применяют для заэвтектоидных сталей (сфероидизирующий отжиг).

При полном отжиге сталь нагревают до Ас3 или Аст. Происходит полная перекристаллизация сплава.

Если при полной закалке (полном отжиге) охлаждение нагретой заготовки ведут на спокойном воздухе, то такая термическая обработка называется нормализацией.

 

 

Процесс отжига стали

Термическая обработка (термообработка) стали, цветных металлов — процесс изменения структуры стали, цветных металлов, сплавов при нагревании и последующем охлаждении с определенной скоростью.
Термическая обработка (термообработка) приводит к существенным изменениям свойств стали, цветных металлов, сплавов. Химический состав металла не изменяется.

Блок: 1/15 | Кол-во символов: 352
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Виды отжига стали первого рода

Для такой термообработки не характерны фазовые превращения. Выделяют несколько типов технологий отжига первого рода.

Гомогенизация

Этот вид отжига направлен на снижение химической неоднородности, возникающей в результате рекристаллизации.

Определение! Рекристаллизацией называют процесс появления новых (чаще всего равноосных) зерен за счет других фаз. Этот процесс особенно интенсивно проходит в пластически деформированных материалах.

Гомогенизация производится при высоких температурах с длительными выдержками: от 2-х до 48 часов. После этого сталь приобретает повышенные пластические свойства.

Рекристаллизационный отжиг

Изготовление проката способом холодной прокатки является причиной вытягивания зерен в направлении главной деформации. В результате этого появляется наклеп (нагартовка).

Определение! Наклепом (нагартовкой) называют упрочнение стали из-за трансформации структуры в процессе пластического деформирования при температурах менее температуры рекристаллизации.

Если сталь, для которой уже характерен наклеп, подвергать дальнейшему деформированию, она разрушится. Поэтому для ликвидации этого эффекта применяют рекристаллизационный отжиг, режим которого определяется химическим составом сплава, нагрев в этом случае производится выше температур рекристаллизации. Начальные температуры рекристаллизации составляют:

  • для чистых металлов – 0,4Тпл,
  • для обычных сплавов – 0,6Тпл,
  • для сложных термопрочных сплавов – 0,8Тпл.

Время отжига определяется геометрией изделия и составляет обычно от получаса до двух часов. Во время этой термообработки происходит:

  • появление зародышей новых зерен;
  • рост новых зерен;
  • исчезновение деформированных зерен;
  • устранение наклепа;
  • возврат металла в равновесное состояние.

Внимание! Размер зерна после отжига зависит от степени деформации, которой был подвергнут прокат. Если она приближалась к критической, то зерна после отжига будут крупными, что крайне нежелательно. Поэтому степень деформации перед термообработкой не должна превышать 60%. После рекристаллизационного отжига образуется мелкозернистая однофазная структура, обеспечивающая оптимальное сочетание прочности и пластичности.

Эта термическая обработка может быть:

  • предварительной – перед холодным деформированием, если исходная сталь уже обладает некоторой степенью упрочнения;
  • промежуточной – используется между операциями холодной прокатки, если суммарная степень деформаций слишком велика и есть вероятность, что запасов пластичности стали может не хватить;
  • окончательной – если в результате должен получиться полуфабрикат с высокой степенью пластичности.

Отжиг для снятия внутренних напряжений

Эти напряжения могут быть:

  • термическими – образованными во время неравномерного нагрева или охлаждения с различной скоростью отдельных элементов изделия, после сварки, литья, механообработки;
  • структурными – появившимися в результате фазовых превращений, которые реализовались в различных частях металла с разной скоростью.

Внутренние напряжения при эксплуатации детали могут превысить предел прочности и стать причиной разрушения. Отжиг, позволяющий избежать негативных последствий, осуществляется при температурах ниже температуры кристаллизации и составляющих 0,2-0,3Тпл.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 3240
Источник: https://metallz.ru/articles/process_otzhiga_stali/

Виды термической обработки стали

Отжиг

Отжиг — термическая обработка (термообработка) металла, при которой производится нагревание металла, а затем медленное охлаждение. Эта термообработка (т. е. отжиг) бывает разных видов (вид отжига зависит от температуры нагрева, скорости охлаждения металла).

Закалка

Закалка — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, основанная на перекристаллизации стали (сплавов) при нагреве до температуры выше критической; после достаточной выдержки при критической температуре для завершения термической обработки следует быстрое охлаждение. Закаленная сталь (сплав) имеет неравновесную структуру, поэтому применим другой вид термообработки — отпуск.

Отпуск

Отпуск — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах, повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла.

Нормализация

Нормализация — термическая обработка (термообработка), схожая с отжигом. Различия этих термообработок (нормализации и отжига) состоит в том, что при нормализации сталь охлаждается на воздухе (при отжиге — в печи).

Блок: 2/15 | Кол-во символов: 1149
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Неполный отжиг

Неполный отжиг доэвтектоидной стали проводят при нагреве до температур выше Ас1, но ниже Ас3. Этот отжиг для доэвтектоидных сталей применяют ограниченно. При температуре неполного отжига избыточный феррит не исчезает. Следовательно, неполный отжиг не может устранить указанных выше пороков стали, которые связаны с нежелательными размерами и формой избыточного феррита.

Неполный отжиг доэвтектоидной стали используют для смягчения ее перед обработкой резанием, так как в результате эвтектоидного превращения при неполном отжиге образуется мягкий перлит. Неполный смягчающий отжиг позволяет сэкономить время и снизить стоимость обработки.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Для получения высокопрочной канатной, пружинной и рояльной проволоки применяют изотермическую обработку, которая известна с 70-годов XIX в. и получила название патентирования. Проволоку из углеродистых сталей, содержащих от 0,45 до 0,85%С, нагревают в проходной печи до температуры на 150 — 200 °С выше Ас3, пропускают через свинцовую или соляную ванну с температурой 450 — 550 °С…

Малая степень переохлаждения аустенита, необходимая при отжиге, может быть получена не только при непрерывном охлаждении стали с печью. Другой путь — ступенчатое охлаждение с изотермической выдержкой в интервале перлитного превращения (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Такая термообработка называется изотермическим отжигом. После нагрева до температуры выше А3 сталь ускоренна охлаждают до температуры…

При нормализации сталь нагревают до температур на 30 — 50 °С выше линии GSE и охлаждают на воздухе (смотрите рисунок Температура нагрева сталей для отжига 2-го рода). Ускоренное по сравнению с отжигом охлаждение обусловливает несколько большее переохлаждение аустенита (смотрите рисунок Основные разновидности отжига 2-го рода доэвтектоидной стали). Поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида…

Для режима сфероидизирующего отжига заэвтектоидных сталей характерен узкий температурный «интервал отжигаемости». Нижняя его граница должна находиться немного выше точки А1, чтобы образовалось большое число центров выделения карбида при последующем охлаждении. Верхняя граница не должна быть слишком высокой, так как иначе из-за растворения в аустените центров карбидного выделения при охлаждении образуется пластинчатый перлит. Так как точки…

Для заэвтектоидных сталей полный отжиг с нагревом выше Аст (линия ES) вообще не используют, так как при медленном охлаждении после такого нагрева образуется грубая сетка вторичного цементита, ухудшающая механические и другие свойства. К заэвтектоидным углеродистым сталям широко применяют отжиг с нагревом до 740 — 780 °С и последующим медленным охлаждением. После такого нагрева в аустените…

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 3020
Источник: https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/81/10950.html

Пережог

Пережог — неисправимый брак. При ковке изделий из низкоуглеродистых сталей требуется меньше число нагревов, чем при ковке подобного изделия из высокоуглеродистой или легированной стали.

При нагреве металла требуется следить за температурой нагрева, временем нагрева и температурой конца нагрева. При увеличении времени нагрева — слой окалины растет, а при интенсивном, быстром нагреве могут появиться трещины. Известно из опыта, что на древесном угле заготовка 10-20 мм в диаметре нагревается до ковочной температуры за 3-4 минуты, а заготовки диаметром 40-50 мм прогревают 15-25 минут, отслеживая цвет каления.

Блок: 4/15 | Кол-во символов: 622
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Химико-термическая обработка

Химико-термическая обработка (ХТО) стали — совокупность операций термической обработки с насыщением поверхности изделия различными элементами (углерод, азот, алюминий, кремний, хром и др.) при высоких температурах.

Поверхностное насыщение стали металлами (хром, алюминий, кремний и др.), образующими с железом твердые растворы замещения, более энергоемко и длительнее, чем насыщение азотом и углеродом, образующими с железом твердые растворы внедрения. При этом диффузия элементов легче протекает в решетке альфа-железо, чем в более плотноупакованной решетке гамма-железо.

Химико-термическая обработка повышает твердость, износостойкость, кавитационную, коррозионную стойкость. Химико-термическая обработка, создавая на поверхности изделий благоприятные остаточные напряжения сжатия, увеличивает надежность, долговечность.

Блок: 5/15 | Кол-во символов: 854
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Цементация стали

Цементация стали — химико-термическая обработка поверхностным насыщением малоуглеродистой (С<0,2%) или легированных сталей при температурах 900…950°С — твердым (цементация твердым карбюризатором), а при 850…900°С — газообразным (газовая цементация) углеродом с последующей закалкой и отпуском. Цель цементации и последующей термической обработки — повышение твердости, износостойкости, также повышением пределов контактной выносливости поверхности изделия при вязкой сердцевине, что обеспечивает выносливость изделия в целом при изгибе и кручении.

Детали, предназначенные для цементации, сначала очищают. Поверхности не подлежащие науглероживанию, покрывают специальными предохранительными противоцементными обмазками.

1-ый состав простейшей обмазки: огнеупорная глина с добавлением 10% асбестового порошка, вода. Смесь разводят до консистенции густой сметаны и наносят на нужные участки поверхности изделия. После высыхания обмазки можно производить дальнейшую цементацию изделия.

2-ой состав применяемой обмазки: каолин — 25%, тальк — 50%: вода — 25%. Разводят эту смесь жидким стеклом или силикатным клеем.

Цементацию делают после полного высыхания обмазки.

Вещества, которые входят в состав обмазки, называют карбюризаторами. Они бывают твердые, жидкие и газообразные.

В условиях домашней небольшой мастерской удобнее осуществлять цементацию с помощью пасты. Это цементация в твердом карбюризаторе. В состав пасты входят: сажа — 55%, кальцинированная сода — 30%, щавелевокислый натрий — 15%, вода для образования сметанообразной массы. Пасту наносят на нужные участки изделия, дают высохнуть. Затем изделие помещают в печь, выдерживая при температуре 900-920°С в течение 2-2,5 часов. При использовании такой пасты цементация обеспечивает толщину науглероженного слоя 0,7-0,8 мм.

Жидкостная цементация также возможна в небольшой мастерской при наличии печи-ванной, в которой и происходит науглероживание инструментов и других изделий. В состав жидкости входят: сода — 75-85%, 10-15% хлористого натрия, 6-10% карбида кремния. Печь-ванну наполняют этим составом и погружают изделие или инструмент. Процесс протекает при температуре 850-860°С в течение 1,5-2 часов; толщина науглероженного слоя достигает при этом 0,3-0,4 мм.

Газовую цементацию производят в смеси раскаленных газов, содержащих метан, окись углерода в специальных камерах при температуре 900-950°С и только в производственных условиях. После цементации детали охлаждают вместе с печью, затем закаляют при 760-780°С е окончательным охлаждением в масле.

Блок: 6/15 | Кол-во символов: 2540
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Азотирование стали

Азотирование стали — химико-термическая обработка поверхностным насыщением стали азотом путем длительной выдержки ее при нагреве до б00…650°С в атмосфере аммиака NН3. Азотированные стали обладают очень высокой твердостью (азот образует различные соединения с железом, алюминием, хромом и другими элементами, обладающие большей твердостью, чем карбиды). Азотированные стали обладают повышенной сопротивляемостью коррозии в таких средах, как атмосфера, вода, пар.

Азотированные стали сохраняют высокую твердость, в отличие от цементованных, до сравнительно высоких температур (500…520°С). Азотированные изделия не коробятся при охлаждении, так как температура азотирования ниже, чем цементации. Азотирование сталей широко применяют в машиностроении для повышения твердости, износостойкости, предела выносливости и коррозионной стойкости ответственных деталей, например, зубчатых колес, валов, гильз цилиндров.

Блок: 7/15 | Кол-во символов: 929
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Нитроцементация (цианирование) стали

Нитроцементация (цианирование) стали — химико-термическая обработка с одновременным поверхностным насыщением изделий азотом и углеродом при повышенных температурах с последующими закалкой и отпуском для повышения износо- и коррозионной устойчивости, а также усталостной прочности. Нитроцементация может проводиться в газовой среде при температуре 840..860°С — нитроцианирование, в жидкой среде — при температуре 820…950°С — жидкостное цианирование в расплавленных солях, содержащих группу NaCN.

Нитроцементация эффективна для инструментальных (в частности, быстрорежущих) сталей; она используется для деталей сложной конфигурации, склонных к короблению. Однако, поскольку этот процесс связан с использованием токсичных цианистых солей, он не нашел широкого распространения.

Блок: 8/15 | Кол-во символов: 813
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Закалка стали

Закалка — это нагрев доэвтектоидной стали на 30-50°С выше Ас3, а заэвтектоидной выше Ас1, выдержка при этой температуре и ускоренное охлаждение в жидкостях (в воде, в водных растворах солей или щелочей, масле) с целью максимального повышения твёрдости и прочности.

В результате закалки у доэтектоидных и эвтектоидных сталей образуется структура мартенсит, а у заэвтектоидных мартенсит + цементит вторичный. Так как углеродистые стали обладают низкой устойчивостью аустенита, то для получения мартенсита необходимы высокие скорости охлаждения, что обеспечивается водой или водными растворами солей и щелочей. Для легированных сталей применяют минеральные масла.

Вода в качестве охлаждающей среды имеет недостатки:

— высокая скорость охлаждения может привести к образованию закалочных трещин, а так же вода быстро нагревается и теряет охлаждающую способность. Наиболее высокой и равномерной способностью обладают водные растворы NaCl и NaOH. Масло обеспечивает невысокую скорость охлаждения, что предотвращает образование закалочных трещин. Однако, оно склонно к воспламенению при температуре 165-300°С и имеет повышенную стоимость.

Дата добавления: 2014-02-02; 8104; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных |

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1334
Источник: https://studopedia.ru/2_20103_vidi-otzhiga.html

Борирование стали

Борирование стали — химико-термическая обработка насыщением поверхностных слоев стальных изделий бором при температурах 900…950°С. Цель борирования — повышение твердости, износостойкости и некоторых других свойств стальных изделий. Диффузионный слой толщиной 0,05…0,15 мм, состоящий из боридов FeB и Fе2В, обладает весьма высокой твердостью, стойкостью к абразивному изнашиванию и коррозионной стойкостью. Борирование особенно эффективно для повышения стойкости (в 2…10 раз) бурового и штампового инструментов.

Блок: 9/15 | Кол-во символов: 531
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Цинкование (Zn), алюминирование (Аl), хромирование (Сr), силицирование (Si) сталей

Цинкование (Zn), алюминирование (Аl), хромирование (Сr), силицирование (Si) сталей выполняются аналогично цементации с целью придания изделиям из стали некоторых ценных свойств: жаростойкости, износостойкости, коррозионной устойчивости. В настоящее время все большее распространение получают процессы многокомпонентного диффузионного насыщения

Блок: 10/15 | Кол-во символов: 429
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Термомеханическая обработка (ТМО) стали

Термомеханическая обработка (ТМО) стали — совокупность операций термической обработки с пластической деформацией, которая проводится либо выше критических точек (ВТМО), либо при температуре переохлажденного (500… 700°С) аустенита (НТМО). Термомеханическая обработка позволяет получить сталь высокой прочности (до 270 МПа). Формирование структуры стали при ТМО происходит в условиях повышенной плотности и оптимального распределения дислокаций. Окончательными операциями ТМО являются немедленная закалка во избежании развития рекристаллизации и низкотемпературный (Т=100…300 °С) отпуск.

Термомеханическая обработка с последующими закалкой и отпуском позволяют получить очень высокую прочность ( s= 2200…3000 МПа) при хорошей пластичности (d = 6…8%, y= 50…60%) и вязкости. В практических целях большее распространение получила ВТМО, обеспечивающая наряду с высокой прочностью хорошее сопротивление усталости, высокую работу распространения трещин, а также сниженные критическую температуру хрупкости, чувствительность к концентраторам напряжений и необратимую отпускную хрупкость.

ВТМО осуществляется в цехах прокатного производства на металлургических заводах, например, при упрочнении прутков для штанг, рессорных полос, труб и пружин.

Блок: 11/15 | Кол-во символов: 1278
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Антикоррозионная обработка изделий после термической обработки

После термической обработки, связанной с применением солей, щелочей, воды и прочих веществ, могущих вызывать при длительном хранении изделий коррозию, следует провести антикоррозионную обработку стальных изделий, заключающуюся в том, что очищенные, промытые и высушенные изделия погружают на 5 минут в 20 — 30% водный раствор нитрита натрия, после чего заворачивают в пропитанную этим же раствором бумагу.
В таком виде изделия могут храниться длительное время

Блок: 14/15 | Кол-во символов: 526
Источник: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396

Кол-во блоков: 15 | Общее кол-во символов: 17617
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
  1. https://metallz.ru/articles/process_otzhiga_stali/: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 3240 (18%)
  2. https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/81/10950.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 3020 (17%)
  3. http://razvitie-pu.ru/?page_id=4396: использовано 11 блоков из 15, кол-во символов 10023 (57%)
  4. https://studopedia.ru/2_20103_vidi-otzhiga.html: использовано 1 блоков из 3, кол-во символов 1334 (8%)

Металлургический склад MULTISTAL Познань 61 894 48 00 Катовице Варшава

ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЙ ОТЖИГ (Гомогенизация)

заключается в длительном отжиге при температуре 1000 - 1200 С с целью выравнивания химического состава и устранения или уменьшения микросегрегации и слоистой структуры. Гомогенизирующий отжиг применяют к слиткам перед пластической обработкой и отливками.

НОРМАЛИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГ (Нормализация)

заключается в нагреве стали до температуры на 30-50°С выше Ac3 или Accm, нагревании при этой температуре в течение соответствующего времени и медленном, спокойном охлаждении ее на воздухе.Целью обработки является получение однородной мелкозернистой структуры в результате рекристаллизации стали.

ПОЛНЫЙ ОТЖИГ

заключается в нагреве предмета несколько выше Ас или Ассм, нагреве при этой температуре и охлаждении в печи не менее чем до температуры ниже Ар1 с целью полной рекристаллизации и измельчения грубой структуры отливок, проката или поковок. Таким образом, остаточные напряжения и твердость снижаются, а обрабатываемость и пластичность стали повышаются.

СФЕРОИДИЗАЦИЯ (РАЗМЯГЧЕНИЕ)

заключается в нагреве изделия до температуры, близкой к Ас1, нагреве при этой температуре и охлаждении с целью сфероидизации карбидов. Получают зернистый цементит в ферритной матрице. Эта структура характеризуется низкой твердостью, что обеспечивает хорошую подверженность пластической деформации при холодной прокатке, прессовании, вытягивании и т.п.

СНЯТИТЕЛЬНЫЙ ОТЖИГ

используется для снятия напряжений без заметных структурных изменений.Он заключается в нагреве стали до температуры ниже Ас1 (обычно не выше 650°С), нагревании ее при этой температуре и медленном охлаждении. Эта обработка чаще всего применяется для снятия напряжений, возникающих в отливках в результате усадки при затвердевании, в соединениях и гнутых материалах.

ЗАКАЛИВАНИЕ

представляет собой процедуру, заключающуюся в нагреве стали до температуры на 30-50°С выше Ас3 или Ас1, нагреве при этой температуре и последующем охлаждении со скоростью, достаточно высокой для создания мартенситной или бейнитной структуры.Соответствующая температура закалки обеспечивает получение мелкозернистого аустенита, а после быстрого охлаждения - мелкоигольчатого мартенсита. При нагреве заэвтектоидных сталей при температуре выше Accm образуется крупнозернистый аустенит, который после охлаждения образует крупнозернистый мартенсит. Закаленная сталь характеризуется меньшей прочностью и большей хрупкостью. После нагрева заэвтектоидной стали до температуры выше Ас1 в структуре остается цементит, который является очень твердым компонентом и, если он был предварительно измельчен в результате пластической обработки и разупрочняющего отжига, придает стали благоприятные свойства, в частности повышенные стойкость к истиранию.

ИЗОТЕРМИЧЕСКАЯ ЗАКАЛКА

заключается в нагреве изделия до температуры на 30-50°С выше Ас3, нагреве при этой температуре, охлаждении в ванне с температурой выше температуры начала мартенситного образования (Мс), выдержке в этой ванне до окончания бейнитного превращения, а затем охлаждение любым способом до температуры окружающей среды. Получается бейнитная структура, которая характеризуется более низким напряженным состоянием, большей пластичностью и большей ударной вязкостью, чем структура, полученная после мартенсита отпуска.Отпуск после изотермической закалки не применяют.

ЗАКАЛКА

заключается в нагреве предварительно закаленной стали до температуры ниже Ас1, нагреве ее при этой температуре и последующем охлаждении на воздухе, в масле или воде. Охлаждение в масле и воде применяют для сталей, чувствительных к хрупкости отпуска. Напряжения, создаваемые интенсивным охлаждением, снимаются дополнительным нагревом при температуре 200-300°С

  • низкий отпуск
    при температурах 150 - 250°С, применяется для снижения закалочных напряжений при сохранении высокой твердости.
  • средний отпуск
    в интервале температур 250 - 500°С, применяется для обеспечения высокой прочности и эластичности при сохранении достаточной ударной вязкости и пластичности.
  • высокий отпуск
    в интервале температур 500 - Ас1 применяют для значительного снижения твердости и получения хороших пластических свойств.

ТЕПЛОВАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯ

представляет собой комбинированную обработку от средней до высокой закалки и отпуска.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ

предполагает нагрев стали до температуры выше предела растворимости компонентов для обеспечения однородного твердого раствора, а затем ее охлаждение для сохранения растворенного компонента в растворе. Полученная структура пересыщенного твердого раствора неустойчива и может легко достигать равновесного состояния (выделение карбидов, нитридов и др.). Аустенитные стали чаще всего подвергают пересыщению при температурах 1050 - 1150 °С с охлаждением в воде, при этом происходит незначительное снижение прочностных свойств и улучшение пластических свойств.Однако прежде всего повышенная коррозионная стойкость, в частности межкристаллитная коррозия, достигается за счет удержания карбидов в твердом растворе, что приводит к однородной аустенитной структуре.

УГЛЕРОД

— процесс, основанный на обогащении углеродом поверхностных слоев низкоуглеродистых сталей. Это обеспечивает твердый и устойчивый к истиранию поверхностный слой, сохраняя при этом мягкое и пластичное ядро.

АЗОТИРОВАНИЕ

заключается в насыщении поверхностного слоя стали азотом с целью получения очень твердой и устойчивой к истиранию поверхности.Азотирование делает сталь устойчивой к коррозии. После азотирования термическая обработка уже не применяется.

Методы азотирования:

  • соляная ванна
    процесс заключается в нагревании инструмента до температуры примерно 400°С и погружении его в соляную ванну при температуре 520-570°С примерно на 2 часа. Время азотирования зависит от желаемой толщины азотированного слоя.
  • газовое азотирование
    происходит при температуре 480 - 540°С. в течение 15 - 30 часов.В этом методе мы можем исключить части объекта из процесса, покрыв их медными или никелевыми элементами или покрыв поверхность, которую мы не хотим азотировать, специальной пастой.
  • ионное азотирование
    Термохимический процесс, протекающий в вакууме при 400 - 600°С при введении азотсодержащих газов. Под действием напряжения электрического поля газ переходит в плазменное состояние, а электрически заряженные ионы азота ускоряются по направлению к объекту и прилипают путем диффузии к его поверхности.

Примеры символов состояния термической обработки:

Отжиг

КОД

СОСТОЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

+ А мягкий отжиг
+ АС для получения сфероидальных карбидов
+ В перенасыщение
+ С холодная закалка
+ Cnnn холодного отверждения с минимальной прочностью на растяжение Nnn [Н/мм2]
+ CR холоднокатаный
+ УВ горячекатаная, затем холоднокатаная
+ ЛК поверхностно-упрочненные, катаные или холоднотянутые
+ М термомеханически прокатанный, термопластическая обработка
+ N нормализованный или катаный нормализованный
+ Q закалка и отпуск
+ С Холодная нарезка
+ У необработанный
, чтобы избежать путаницы с другими символами, вы можете использовать букву T в качестве символа, предшествующего, например.+ ТП

.

Снятие стресса и смягчение | Дынные инструменты

33 Здравствуйте.

Сегодня знакомлюсь с Снятием Стрессов и Размягчением стали.

При покупке стали на сталелитейном заводе оптовики стали обычно получают полосу/вал в так называемом состоянии. Смягченный. Что это значит снова?

Сталь (в частности, инструментальная) после пластической обработки довольно твердая, плохо поддается механической обработке, трудно поддается холодной штамповке. Вот почему сталелитейные заводы после горячей пластической обработки стали (не только инструментальной) проводят так называемуюРазмягчение, смягчающий отжиг. Как они это делают? Много стали, много денег: специальные зональные печи (очень длинные, часто более 100 м) строятся из множества секций с разными температурами — это эквивалентно тому, чтобы взять печь с определенной температурой и поместить ее в следующую печь с другой температурой. Сталь в размягченном состоянии имеет твердость 180-300НВ (в зависимости от марки стали), легко поддается механической обработке, некоторые марки поддаются холодной штамповке, а главное, она «готова» к закалке.Так что она имеет соответствующую структуру для закалки, не требует от нас никаких особых мероприятий перед закалкой стали. Им (сталеварам) легко, хуже например кузнецам, ведь у них нет огромных зональных печей, а инструменты ковать хотят!

СТОП. Даже сталь в размягченном состоянии, подвергнутая механической обработке, наклепу, требует перед закалкой одной процедуры от закалочного устройства: Снятие напряжения. Окупается снятие напряжения с детали перед закалкой, даже если для этого нет причин - правильное снятие напряжения не повредит сталь, а иногда стальной материал имеет некоторое остаточное напряжение.Сталь перед закалкой релаксируют, чтобы уменьшить остаточные напряжения, это снижает риск коробления деталей после закалки. КАК РАССЛАБИТЬСЯ? В общем, это называется отжигом для снятия напряжения и заключается в нагреве стали ниже точек перехода в стали (линия PSK на диаграмме Fe-Fe 3 C). Самое безопасное решение - нагреть сталь с печью до температуры 650-700 градусов С, прогреть в течение часа и медленно охладить с печью (не открывая дверцу печи), практически этот температурный диапазон можно применить к любой стали.Конечно, если вы релаксируете более толстые детали (толщина выше 30мм), то следует учитывать и добавлять время для выравнивания температуры по всему сечению детали. Также при нагреве более двух деталей в топочной камере. Но если кому-то попадется деталь толще 30мм, советую обратиться к специалисту, который назначит вам минимальные сроки снятия напряжения.

Что делать после горячей штамповки? После горячей штамповки необходимо:

  • профилактически Relax,
  • Нормализация стали (только доэвтектоидные стали)
  • затем Смягчите сталь.

Металлическая заготовка при горячей штамповке была:

  • неравномерно нагретый,
  • неравномерно пластически деформированные,
  • неравномерно охлаждаемый,
  • иногда плохо охлаждается: слишком быстро, слишком медленно,
  • , так как мы на слишком быстром: при рекомендованном мною охлаждении деталь могла затвердеть или упрочниться с помощью перлитного превращения (быстроохлажденная сталь, в которой произошло перлитное превращение, тверже той стали, которая более охлаждена медленно, несмотря на то, что такое же превращение происходит в той же стали).

Зачем еще и расслабляться? В случае закалки стали, например, после горячей штамповки (произошло мартенситное превращение), в структуре появляется мартенсит. Твердая, ломкая фаза, но и о дополнительном недостатке, о котором мало кто упоминает, но об этом ниже.

При нагреве стали выше линии PSK на диаграмме Fe-Fe 3 C Феррит и Цементит превращаются в Аустенит (Перлит в Аустенит в Гиперутектоидных сталях) и при этом зерна уменьшаются: от одного Феррит/Перлит зерна образуется много аустенитных зерен.Это все знают, в каждом учебнике пишут о малейшем намеке на металловедение. НО мало кто читал, что при превращении мартенсита в аустенит при нагреве зерен в стали они не уменьшались! То есть при нагреве мартенситно-упрочненной стали выше линии ПСК в диаграмме Fe-Fe 3 С зерна не уменьшаются (!), а при следующем нагреве при высоких температурах только растут. Мелкие зерна являются основой в стали, сталь благодаря мелким зернам обладает большей прочностью, пластичностью (ударной вязкостью), она всегда лучше стали с крупным зерном (исключения можно опустить, их вряд ли кто встретит).

Доп.натяжение после ковки:

  • преобразует мартенсит (если он есть в стали) в феррит + цементит,
  • немного, иногда незаметно размягчает сталь. Дальнейший нагрев стали выше линии PSK на диаграмме Fe-Fe 3 C не приведет к чрезмерному росту зерна.

Теперь пора нормализовать, постковочная сталь должна быть нормализована, все знают! Нормализация - это нагрев стали на 30-50 градусов выше линии GSE на графике Fe-Fe 3 C, нагрев при этой температуре (аустенизация - при этой температуре сталь имеет аустенитную структуру) и медленное охлаждение (часто с печи или в штабелях) ).Кованая сталь имеет неравномерную зернистость (зерна никогда не бывают одинакового размера, но в стали с подходящей структурой размер их одинаков), встречаются мелкие и очень крупные зерна, иногда расположенные рядом друг с другом. А кого беспокоит, что одни зерна крупные, а другие мелкие? Сталь с неравномерным зерном может коробиться, трескаться при закалке, иметь разные свойства в поперечном сечении, что неблагоприятно. Нормализация нормализует размер зерен, после этой операции они имеют схожий размер, деталь имеет лучшие свойства, чем без этой операции.

Для доэвтектоидных сталей (стали C45, 50HF и т. д.) это очень хорошее и мудрое предположение, оно позволяет выровнять свойства стали, иногда зерно может уменьшиться (но это не типичная обработка для уменьшения зерна в стали).

Как насчет заэвтектоидных сталей? СВЕРХЭВЛЕКТИВНЫЕ СТАЛИ НЕ НОРМАЛИЗИРУЮТСЯ! А точнее: если вам нужно нормализовать заэвтектоидные стали, вам следует вызвать специалиста, который умеет это делать. В противном случае можно больше сломать, чем починить.Нагрев гиперутектоидной стали выше линии SE на диаграмме Fe-Fe 3 C (аустенитизация - при этой температуре сталь имеет аустенитную структуру) растворяет имеющуюся (или возможно) карбидную сетку по границам зерен, она растворяет почти всю карбиды в стали. При отжиге при такой высокой температуре зерна в этой стали вырастают до очень больших размеров, даже последующее охлаждение (и превращение аустенита в перлит, уменьшающее размер зерна) не исправит (зерна можно уменьшить, но это дополнительные затраты энергии).Точно, охлаждение. После нормализации происходит медленное охлаждение, обычно с печью. И весь растворенный в стали углерод (в аустените) превратится в карбиды (так и должно быть), но располагаться они будут по границам зерен. И этот недостаток очень сложно устранить.

Нормализация в заэвтектоидных сталях должна производиться Нормализация только тогда, когда это необходимо и необходимо, и известно, что никакая другая процедура не восстановит сталь - то есть когда сталь имеет сплошную карбидную сетку по границам зерен.

Компенсация размера зерна в заэвтектоидных сталях может быть выполнена с помощью обработки, уменьшающей зерно, но подробнее об этом в другом разделе.

Нормализация температуры для доэвтектоидных сталей, где взять эту информацию? Нам поможет знание химического состава, типа стали, учебников и интернета. А если мы не знаем химический состав и марку стали, нам пригодится METCALF TEST. Определенную в этом испытании температуру закалки минус 20-30°С можно принять за температуру нормализации.Для заэвтектоидных сталей температура нормализации в каталогах не приводится - уже известно почему.

После этого длинного вступления пора кое-что смягчить.

Умягчение согласно PN_H_01200_1993

"4.11 смягчающий отжиг - нагрев шихты до температуры ниже А С 1 для углеродистых, низко- и среднелегированных сталей или несколько выше А С 1 для высоколегированных сталей с последующим нагревом и медленным охлаждением до уменьшить твердость и повысить пластичность, улучшая обрабатываемость."

А С 1 - температура эвтектоидного превращения феррита и цементита в аустенит при нагреве

Что такое упомянутое смягчение или отсрочка смягчения? Перлит превращается в сфероидит. И уже. Это кажется простым. Пластины Węglików / Cementite (в перлите) превращаются в сферы (карбиды), довольно равномерно распределенные в стали, структура, называемая сфероидитом. Изменяется только форма карбидов.

перлита:

образуется Сфероидит:

Итак, в доэвтектоидной стали: поля феррита и перлита меняются на феррит с равномерно расположенными карбидными шариками.

В заэвтектоидных сталях перлит разлагается на феррит с равномерно расположенными карбидными шариками.

Кому это нужно, спросит кто-нибудь? Получается, что сталь с перлитной структурой хуже подходит для закалки и скоростной резки стали, чем сфероидит (сталь с перлитом менее гладкая). При закалке сталь со структурой мелкого сфероидита (маленькие шарики) более устойчива к плохой температуре аустенитизации (отжиг стали выше линии ГСК на диаграмме Fe-Fe 3 С), некоторому превышению этого диапазона температур (аустенизация перед закалкой ) существенно не ухудшает свойства стали после закалки (зерна в стали с мелким сфероидитом не так склонны к росту, как в структуре перлитного или крупного сфероидита).

В стандартах написано много важного, теперь важна твердость размягченной отожженной стали:
- по PN_EN_ISO_4957_2004: сталь 90MnCrV8 в размягченном состоянии должна иметь max 217HB
- по PN_EN_ISO_683_17_2002_U: сталь 100Crr6 уже должны иметь размягченное определение. , и максимальную твердость стали после размягчения.

Самый простой метод умягчения – нагрев ниже линии PSK на графике Fe-Fe 3 C, то есть ниже 730 градусов Цельсия.C. Самый простой, но наименее эффективный:

Нагрев на несколько десятков часов!

Для доэвтектоидных сталей Простейший смягчающий отжиг дает достаточно хорошие результаты, ниже А С 1 (линия P-S на диаграмме Fe-Fe 3 С) в течение 12-14 часов.

В каждой книге по термообработке можно найти диаграммы разупрочнения заэвтектоидных сталей:

Но если вдаваться в подробности, то уже не так весело: большие времена, специфический наклон кривой охлаждения и т.д.

Небольшое пояснение, например, для стали Ł25:

  1. Обычный сфероидизирующий отжиг:
  • Аустенитизация при 790°С,
  • охлаждение с температуры 790°С до температуры 750°С
  • контролируемое охлаждение с температуры 750 град С до 670 град С со скоростью охлаждения 6 град С/ч, т.е. время контролируемого охлаждения составляет (750-670)/6 = 13ч

2. Сфероидизация Изотермический отжиг (при постоянной температуре):

  • Аустенитизация при температуре 790 градусов Цельсия.С,
  • максимально быстрое охлаждение до температуры 690 градусов С,
  • вымачивание при температуре 690 градусов С в течение 16 часов.

Как видите, чтобы после ручной ковки получить сталь со свойствами, аналогичными размягченной стали, приобретаемой в сталелитейном заводе, нужно потратить много времени и затратить много сил!

ПРИМЕЧАНИЕ!
Рецепты, данные в мудрых книгах, дающие схему сфероидизации конкретной марки стали, не могут быть перенесены непосредственно на другие стали (например,кто-то придумал описание смягчения Łh25 и применит его для NCV1, NCLV и т. д.). К сожалению, такие приближения не имеют особого смысла, эффект может быть иным, чем предполагалось. Для использования такой схемы Размягчения необходимо знать температуры, характерные для данной стали, а также иметь некоторые знания и опыт в термообработке.

Немногие из авторов книг упоминают другой метод изготовления сфероидита из стали: закалка в сочетании с высоким отпуском (около 700°С). У этого метода есть существенный недостаток: он подходит только для деталей с малым поперечным сечением (допустим до 30 мм), и достоинство — он хорошо работает в заэвтектоидных сталях.Вот и получается, что после ковки выгодно закалить деталь - прямо с наковальни, деталь 850-800 град С для например стали ЛХ25, замочить в горячем масле (мин 70 град С), промыть и отпустить на несколько часов при 700 градусах С. И вот, готово, сталь после ковки и размягчения.Почти как с сталелитейного завода.

Гиперутектоидная сталь также может быть кована (но на это затрачивается большее количество энергии, чем в случае прямой закалки после ковки):

  • Расслабление,
  • Затвердевать при температурах, указанных в руководствах, или определенных по METCALF TEST,
  • Спуск Высокотемпературная сталь.700 градусов С на несколько часов и остудить с плитой.

Еще раз: размягченная сталь с соответствующей структурой (мелкий сфероидит), с соответствующей твердостью (желательно по стандарту):

  • в некоторой степени может подвергаться холодной штамповке методом холодной штамповки,
  • хорошо обработан,
  • Хорошо закалить, простите за чуть более высокую температуру аустенитизации - что окажется весьма важным, когда он прикреплен к закалочным печам :).

Фу, конец (!), скажет кто-то.

К сожалению, нет. Каждый отжиг, будь то снятие напряжения или размягчение, происходит при высоких температурах, когда сталь склонна к обезуглероживанию и окислению. Всегда защищайте сталь от этой неразлучной пары! Поковку (или готовую деталь) нужно защитить, но как?

  • Самый простой и надежный способ – использовать пленку INOX HARDENING. Представляет собой фольгу (толщина 01-0,05 мм, чем толще, тем лучше) из СОНК (коррозионностойкой стали), аустенитной и устойчивой к окислению стали.Заверните деталь в фольгу, сделайте нахлест по «двойному шву», идите в печь и не парьтесь.
  • Насыпать мелкую стружку СЕРЫЙ ЧУГУН (зерно как мука грубого помола) в стальной ящик, вставить деталь, покрыть стружкой. Толщина слоя стружки мин. 2 см от детали. А можно отогреть! Чугунная стружка защищает от обезуглероживания, при котором пальцы окрашиваются в серый цвет. Откуда взялись эти чипсы? От токаря, после точения барабанов или тормозных дисков.
  • Древесный уголь, мелкий (зернистость 0-5 мм), см. выше, стальной ящик, крышка.Защищает места, где окрашивается в черный цвет.
  • Используйте печи БЕЗОПАСНОЙ АТМОСФЕРЫ или ВАКУУМНЫЕ печи. Имея доступ к таким печам, можно ни о чем не беспокоиться: персонал хорошо обучен, обо всем позаботятся.
  • Медь
  • можно использовать для НАПРЯЖЕНИЯ, для размягчающего (многочасового) отжига не рекомендую. Как медить? ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ, достаточно толщины слоя 0,02-0,05 мм.

Литература:

.

Hanomag: Отжиг

Под процессом отжига понимается обработка элемента при заданной температуре с учетом определенного времени выдержки и последующего охлаждения. Различают следующие методы отжига:

Нормальный отжиг в основном проводят после горячей штамповки деталей. Нагрев происходит до температуры чуть выше температуры закалки с последующим охлаждением в спокойной атмосфере.Обычный отжиг приводит к образованию мелкозернистой ферритно-перлитной связи. Это позволяет трансформировать крупнозернистые и неравномерные структуры швов в новые, однородные и мелкозернистые структуры. Этот метод термообработки осуществляется при температуре примерно на 20-50°С выше температуры перехода АС3, при которой происходит аустенитно-ферритное превращение. Отжиг для снятия напряжения используется для уменьшения остаточных напряжений в компоненте из-за холодной штамповки, трансформации соединения, теплового стресса или механической обработки.Отжиг для снятия напряжений обычно проводят при температуре 450-650°С с достаточно длительной выдержкой и последующим охлаждением без существенных изменений соединений и механических свойств.

Мягкий отжиг состоит из отжига при температуре несколько ниже температуры превращения с последующим медленным охлаждением для получения максимально мягкого состояния. Это должно привести к гранулированному перлиту, мягкой связке, демонстрирующей наилучшую обрабатываемость для бесстружечной обработки и механической обработки.Процесс проводят в течение нескольких часов чуть ниже температуры АС1. Умягчающий отжиг, т.е. отжиг на сферическом цементите, также является процессом мягкого отжига, результатом маятникового отжига с последующим медленным охлаждением, максимально возможной степенью карбидообразования. Цель состоит в том, чтобы объединить зерна цементита в ферритную базовую массу, которая обладает наилучшей удобоукладываемостью. Эта обработка важна, например, в случае последующей холодной штамповки.

Отжиг с перегревом происходит при температуре выше температуры отпуска и сочетается с соответствующим охлаждением для получения более крупного зерна. Целью отжига с перегревом является улучшение обрабатываемости деталей, которые претерпевают большие изменения формы в процессе механической обработки. Происходит при температурах от 950 до 1200°С. Время выдержки должно быть достаточным для достижения заданного увеличения зерна. Поскольку рост зерна связан с ухудшением свойств детали, необходимо изменить состояние связки при окончательной термообработке (закалке, закалке, диффузионной закалке и т. д.).) путем фазового превращения обратно в мелкозернистое состояние. Диффузионная закалка представляет собой процесс отжига при очень высоких температурах рекристаллизации. Цель состоит в том, чтобы частично или полностью обратить вспять изменения свойств и соединений, возникающие, например, в результате холодной штамповки. Диффузионный отжиг применяют для компенсации локальных различий химического состава стали и литых материалов, возникающих в результате ликвации, без преобразования соединений. Это делается путем отжига в диапазоне температур 1000–1300°С.

Отжиг на твердый раствор в основном используется для аустенитных сталей для растворения выделенных компонентов в смешанных кристаллах и для устранения напряжений от предыдущего деформационного упрочнения. Отжиг на твердый раствор выполняется для получения однородного, однородного материала и связующих свойств. В случае черных металлов отжиг происходит в интервале температур 950-1200°С, в случае цветных металлов в интервале 460-540°С.

Преимущества отжига

  • Улучшение механических свойств
  • Оптимизация механической обработки (бесстружечной и механической)
  • Улучшение состояния соединения при холодной штамповке
  • Снижение механических напряжений
  • Восстановление до исходного состояния
6

Номенклатура тепловых процессов

На этот раз речь пойдет о номенклатуре тепловых процессов, поскольку здесь, как и в случае со стальными делениями, существует множество обобщений и упрощений, которые часто приводят к недоразумениям и кривым взглядам на резцы.

Вернемся к теме номенклатуры тепловых процессов. Сегодня я опишу вам такие термины, как: отжиг, закалка, отпуск, снятие напряжений, размягчение, нормализация, сфероидизация, гомогенизация, термическая обработка, термохимическая обработка... и еще несколько.

Термическая обработка и термохимическая обработка - это самый широкий термин для процесса, осуществляемого с использованием температуры. Если, например, сталь науглероживается или азотируется, т.е. мы меняем ее химический состав, то можно говорить о химико-термической обработке. Тепловая и термохимическая обработка включает такие процессы, как:

  • Закалка/термическая закалка - то есть закалка и отпуск. Некоторые источники связывают с этим процессом так называемуюзамораживание, которое происходит после закалки, но перед отпуском. В некоторых источниках говорится, что UC может относиться только в случае закалки в сочетании с высоким и средним отпуском, а в случае низкого отпуска может относиться к термической закалке (та же аббревиатура UC)

  • Термопластическая обработка - это ковка и горячая прокатка.

  • Термохимическая - т.е. науглероживание, азотирование, цианирование или т.е.диффузионное хромирование (и некоторые другие)

  • Отжиг - термическая обработка, заключающаяся в нагреве до определенной температуры, выдержке ее в течение определенного времени и медленном охлаждении (иногда изотермическом). Таким образом, это, для упрощения, противоположно закалке, которая обычно приводит к быстрому охлаждению.

Есть мудрецы, которые называют низкий и средний отпуск, который обычно заканчивается медленным охлаждением (в отличие от высокого, который всегда должен заканчиваться быстрым охлаждением), отпускным отжигом.И в этом что-то есть. Но мы можем использовать упрощенные названия, такие как закалка, снятие стресса, смягчение, нормализация...

Совсем недавно мне посоветовали стандартизировать нож, который после заточки имел потускневший цвет. Тебе обязательно? Нет! Почему? Потому что речь идет об отдыхе, а не о нормализации. Эти отжиговые работы имеют разные цели и степени сложности. Я уже поясняю для чего конкретный отжиг:

  • Снятие напряжения – направлено на выравнивание или устранение напряжений, вызванных неравномерным нагревом, шлифованием и т. д.Мы используем снятие напряжения после шлифовки, перед закалкой. Нагреваем ниже Ac1p (что поясняем ниже)

  • Размягчение - вопреки видимости, мы редко используем его, потому что он используется для размягчения материала, но это делается путем колебания температуры в пределах Ac1p, или выше Ac1k или Acm с изотермическим охлаждением, поэтому это сложный процесс. Для этого используется либо высокий отпуск (если материал был закален), либо снятие напряжения, которое происходит ниже Ac1p, но относится к незакаленным материалам.

  • Сфероидизация - Процесс отжига для преобразования различных форм цементита (например, карбидной сетки) в шариковый цементит. Это в основном тот же процесс, что и смягчение. Если быть точным, согласно соответствующим стандартам для этих процессов не существует такого понятия, как мягкий отжиг. И все же во многих высоко оцененных источниках можно найти такие термины, как смягчение ниже Ac1 и смягчение выше Ac1. Что имели в виду авторы? Вероятно, размягчение ниже Ac1 было связано с отжигом для снятия напряжения.С другой стороны, смягчение выше Ac1 отличается от простой сфероидизации. Да и само название «смягчение» призвано облегчить понимание конечного результата, т. е. итоговой суммы: деталь гораздо менее жесткая, чем до процесса.
  • Стандартизация - процесс, несколько раз похожий на закалку. Его целью является гомогенизация структуры (зерна) или ее измельчение. Этот процесс связан с нагревом выше Ac1. Он в основном используется для доэвтектоидных сталей (например,50 часов, 50 часов). В случае заэвтектоидных и ледебуритных сталей (например, nc6, łh25 ...) его следует использовать только в случае необходимости, например, из-за неправильной термической и пластической обработки.

  • Гомогенизация – направлена ​​на максимальное снижение ликвации карбида.

  • Рекристаллизация - процесс, аналогичный отжигу, но применяемый, например, после холодной пластической деформации для восстановления конструкции в месте деформации.

  • Отпуск - процесс, направленный на снятие послезакалочных напряжений, превращение тетрагонального (нерегулярного/недетерминированного) мартенсита в правильный/отпущенный и превращение остаточного аустенита в мартенсит отпуска.

Теперь немного важной информации:

  • При отпуске углеродистых и низколегированных инструментальных сталей отпуска обычно проводят при температуре не выше 200 градусов (за небольшими исключениями).Почему? Взгляните на диаграмму ниже. Он показывает пластичность стали в зависимости от температуры отпуска для нескольких инструментальных сталей. Вы можете ясно видеть, как пластичность достигает пика вверх в диапазоне 150-200 и как она затем падает ... конечно, есть небольшие исключения, но исключения не являются правилом.

  • Если вы хотите контролировать твердость ножа, сначала выберите соответствующую сталь. Только тогда вы контролируете твердость с помощью температуры аустенизации.В книге «Инструментальные стали и термообработка инструментов» Жмихорского есть красивые графики, показывающие кривые твердости в зависимости от температуры отжига. Воспользуйтесь этим, и если вы хотите более мягкий нож, просто выберите соответственно более низкую температуру закалки. Но избегайте делать это с помощью температуры отпуска.

  • Вторичный отпуск на твердость – относится к высоколегированным сталям. Мы часто слышим: «вторичное закаливание».Такого нет. Существует «вторичный отпуск на твердость». Он протекает при более высоких температурах (часто в пределах 400-600°С) и направлен на отделение карбидов сплава от мартенситного зерна.

Механические свойства инструментальных сталей в зависимости от температуры отпуска

Хорошо, вот пример.

Сталь NCV1,

Ac1p (начало эвтектоидного превращения) = 730

Ac1k (конец эвтектоидного превращения) = 755

Нагреваем NCV1 до 800 и быстро охлаждаем = закалка

Нагрев до 700 и медленное охлаждение = снятие напряжения (или высокий отпуск, если он уже закален)

Нагреваем свыше 755 и быстро остываем до 500, потом повторяем 3 раза и наконец медленно остываем от 500 вниз = нормализация

Это только примеры.Пожалуйста, не применяйте это. Лучше всего найти конкретные стандарты для данного процесса конкретной стали и следовать им, а не приведенному выше патологическому примеру.

.

Термическая обработка стали - различия между видами отжига

Материал партнера

Работы, выполняемые на сталелитейном заводе, заключаются не только в производстве стальных изделий, но прежде всего в их соответствующей термической обработке, которая происходит на каждом этапе производства. Именно она заставляет изделия из стали оправдывать возложенные на них надежды, гордясь параметрами, которые убеждают нас в их полезности. Именно благодаря этому мы можем идеально подобрать сталь для применения.

На что влияет термическая обработка стали?

Производство изделий из стали требует знания многих процессов, связанных с обработкой, включая термообработку.Последующая дистрибьюция стали, которой занимается, в том числе, компания Kowstal. Оптовая торговля сталью и металлургической продукцией также требует больших знаний. Выбор изделия из соответствующей стали является основой, гарантирующей успех любого проекта. Стали отличаются друг от друга по параметрам - иногда она будет более гибкой, иногда более прочной, и количество требований этого типа может быть многократно увеличено. Важна и цена, и она определяется, в том числе, видом обработки, которой подвергалась стальная продукция.Отжиг является одним из основных его видов. Сам по себе он подразделяется на несколько видов.

Методы отжига стали

  • Отжиг для снятия напряжений - применяется для устранения напряжений с одновременным незначительным структурным изменением. Это особенно полезно при возникновении напряжений в отливке в результате усадки стали при ее затвердевании, в сварных швах и в гибких материалах. Обычно сталь не нагревают до температуры выше шестисот пятидесяти градусов Цельсия.Затем он медленно остывает.
  • Полный отжиг - его цель - полная рекристаллизация и дробление крупнозернистой структуры отливок, поковок и проката. В результате полного отжига получается сталь с высокой обрабатываемостью и пластичностью.
  • Нормализация (нормализация) - как и в случае полного отжига, целью нормализации является получение однородной структуры стали. В случае нормализации она не такая гладкая и продукт имеет более крупную зернистость, что сказывается на его параметрах.
  • Гомогенизирующий отжиг - отжиг при температуре от одной тысячи до одной тысячи двухсот градусов Цельсия. Он выравнивает химический состав и устраняет микросегрегацию, а также правильную структуру. Стяжки перед пластической обработкой, а также отливки гомогенизируют.
  • Сфероидизирующее (размягчающее) выражение – в результате получается сталь, содержащая цементит, что делает сталь чрезвычайно восприимчивой к прессованию, протяжке, холодной прокатке и другим подобным обработкам.

В хорошо укомплектованных оптовых магазинах стали мы можем найти десятки видов стали, прошедших не только отжиг, но и другие виды термической обработки: закалку, отпуск, пересыщение, термическое улучшение, науглероживание или азотирование. Каждый из них будет полезен в другом приложении.

.

Почему отжиг после пластики работает? - cnc.info.pl

Maniak79 пишет: были такие процессы как отжиг после горячей ковки, потом точение, закалка, шлифовка.
Даже в картах технологии термообработки написано материал Лх25Сг - отожженный до сфероидита.
Маньяк какой отжиг зависит от того что вы хотите делать дальше.

Рекомендую книгу «Материалы в машиностроении», там вы найдете несколько страниц о термообработках, о структурах, которые вы получаете, что они дают и т.д. Об этом страниц с десяток, так что вы быстро прочитаете.

Возвращаясь к вашему процессу, он такой:

Горячая ковка позволяет легче сформировать изделие, наряду с измельчением зерен и упрочнением материала поверхность быстро остынет и у вас даже будет закаленная поверхность подшипника.

Вывод:
Легкость формования - хорошо
Мелкие зерна - хорошо, т.к. материал обладает лучшими свойствами
Упрочнение материала - плохо, т.к. дальнейшая обработка будет
Упрочнение поверхности - плохо, т.к. все равно будет подвергаться механической обработке.

Для упрочнения и закалки необходим отжиг.

Почему сфероидизирующий отжиг? Что это?

Это такой отжиг, что цементит (углеродная фаза) превращается в шарики в так называемом шариковый цементит. Цементит очень твердый материал и разрушает инструменты при обработке, поэтому при превращении его в шарики его легче всего удалить (очистить) от материала при точении, теоретически он выпадает сам по себе. Если бы вы проверяли твердость такой стали, индентор измерял бы твердость стали Fe, а не этих карбидов, поэтому говорят, что это размягченная сталь.

Так мало того, что у нас "мягкая сталь", так еще и напряжения сняли - хорошо
Но недостаток в том, что зерна выросли, свойства стали немного ухудшились.

Теперь мы прокатываем, у вас есть лучшая сталь для токарной обработки.

После того, как форма получена, ее необходимо закалить и должным образом отпустить.
Это немного более сложный процесс, и вы должны иметь там свои методы закаливания.

Вообще, если я правильно понимаю, используется постепенный нагрев, т.е.550 градусов, затем 850 градусов и, наконец, от 1100 до 1270 градусов. Смысл в том, чтобы расплавить как можно больше этого ШАРОВОГО ЦЕМЕНТИТА, потому что теперь он будет нам только мешать. Вы наверное охлаждаетесь в масле или на воздухе.

Почему он закален?
Для твердости
Расплавьте сфероиды (шариковый цементит)
Почему высокая температура? Чтобы растворить как можно больше углерода, мы делаем это как можно быстрее, чтобы аустенитные зерна не росли слишком сильно.

Тогда вас тоже наверняка отпускали минимум 2 раза при температуре около 500 - 570 градусов.

Мы отпускаем, чтобы снять стресс.
Твердость уменьшается при отпуске - так происходит с обычными сталями. Но в подшипниковых сплавах есть (может быть) вторичная твердость, поэтому сталь может быть даже тверже, чем после закалки.
Самое главное, нам нужно избавиться от как можно большего количества остаточного аустенита, т.е. того, что не было закалено, потому что аустенит может впоследствии изменить размеры в подшипнике, что изменит допуск подшипника в процессе его эксплуатации.

Я немного "по-крестьянски" объяснил, но легированные стали для подшипников или режущего инструмента, наверное, самые сложные, это не обычная закалка, отпуск, механообработка и т.д.

Советую прочитать книгу, которую я рекомендовал выше, чтобы немного пояснить о сталях, чугунах, литых сталях, термообработках обычных сталей, легированных сталей, инструментальных (подшипниковых) сталей и других материалов.

.

Что стоит знать о технологии отжига стали?

Несомненно, массовое производство стали стало важной вехой в развитии нашей цивилизации. В настоящее время трудно назвать отрасль, в которой не было бы пользы от использования этого уникального материала. Механическая и экологическая стойкость, а также возможность де-факто свободной формовки — это лишь некоторые из самых больших преимуществ. Сталь также является материалом, который легко поддается обработке различными способами, включая, в частности, термическую обработку.Так что же стоит знать об отжиге?

Что такое отжиг?

Среди множества доступных на рынке решений, связанных с термической обработкой металлов, наиболее популярным среди инвесторов является метод отжига. Если придерживаться определяющих критериев, весь процесс можно условно разделить на 3 основных этапа. Сначала сталь нагревают до определенной температуры. Каким он будет, зависит в первую очередь от последующего использования элемента.После этого температуру стали поддерживают в течение определенного периода времени. Заключительный этап – это, конечно же, медленное остывание.

Основной целью обработки является приведение состояния материала к равновесным условиям . Однако возникает принципиальный вопрос о том, что понимается под этим понятием. Правы все те, кто связывает этот термин с физикой. Условия равновесия есть не что иное, как термодинамическое равновесие. Это означает состояние, в котором макроскопические параметры системы, такие как, например,давление и объем неизменны во времени. Термодинамическое равновесие состоит из многих элементов, хотя определенно следует упомянуть химическое, механическое и тепловое равновесие. Что еще стоит знать об этом?

Виды отжига

Для получения наиболее удовлетворительных результатов и придания стали свойств, указанных в предполагаемом проекте, отжиг можно проводить двумя способами. Первый — это аллотропный отжиг, и в этом случае все желающие могут посчитать m.в нет данных

  • гомогенизация,
  • полный отжиг,
  • неполный отжиг,
  • нормализующий отжиг,
  • перлитизирующий отжиг
  • изотермический отжиг.

Термическая обработка методом отжига также может проводиться без аллотропного превращения. Различают отжиг для снятия напряжений, целью которого является снятие литейных и сварочных напряжений, и рекристаллизационный отжиг, вызывающий рекристаллизацию в холоднодеформированной стали .Не может быть исключен и стабилизирующий отжиг, а также естественный стабилизирующий (приправочный) отжиг, применяемый для снятия напряжений с крупногабаритных изделий, не поддающихся традиционному отжигу.

Отжиг стали – к кому обратиться за помощью?

Отжиг стали – сложный и, прежде всего, многостадийный процесс, который под силу только самым современным подрядчикам, годами занимающимся термической обработкой металлов.Steel Trans, безусловно, одна из них, которая благодаря своему огромному опыту и умению подходить к каждому заказу индивидуально, зарекомендовала себя как одна из лучших в стране. Все клиенты могут рассчитывать как на дружелюбную атмосферу обслуживания, так и на очень выгодные ценовые условия. Предложение услуг предназначено как для стратегических, так и для индивидуальных клиентов . Компания предоставляет комплексные услуги, в которых, помимо предоставляемых услуг, вы также можете найти точную оценку и транспортировку заказанных материалов.

.

Смотрите также


 

Опрос
 

Кто вам делал ремонт в квартире?

Делал самостоятельно
Нанимал знакомых, друзей
Нашел по объявлению
Обращался в строй фирму

 
Все опросы
 
remnox.ru © 2012- Строительство и ремонт При копировании материалов ссылка на сайт обязательна!