Виды отжига


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%. 

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

Что такое отжиг? Назначения и виды отжига стали | Disneyland

Вид термической обработки, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении до комнатной температуры.

В результате отжига в стали получаются равновесные структурные составляющие в соответствии с диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов. С помощью отжига можно изменить форму и размеры зерен структуры стали, устранить неоднородность ее по химическому составу, уменьшить вредные внутренние напряжения, устранить наклеп и благодаря этому значительно улучшить свойства стали.

Отжиг чаще всего является предварительной операцией термической обработки, цель которой либо устранение дефектов предыдущих операций (литья, ковки и др.), либо подготовка структуры для последующей обработки резанием или закалки. В зависимости от того какую цель преследует отжиг, устанавливают различные режимы его проведения (температуру нагрева, время выдержки, скорость охлаждения).

Виды отжига:

-Отжиг первого вида. Фаза перекристаллизации отсутствует. Такой отжиг применяется для приведения металла в равновесное структурное состояние: понижается твердость, снимается наклёп. Возрастает пластичная и ударная вязкость, снимается внутреннее напряжение металла.

Отжиг второго вида. Фаза перекристаллизации присутствует. Сталь нагревают до температуры выше критических точек. Затем идет выдержка и медленное охлаждение.

Также отжиг делится на полный и неполный.

При полном отжиге сталь нагревают на 30-50 °С выше верхней критической точки. При этом структура стали превращается в аустенит – структурную составляющую углеродистых и легированных сталей и чугунов, возникающую при термической обработке сплавов в соответствии с диаграммой состояния железо-углерод. Далее идет медленное охлаждение до 500-600°С, это необходимо для образования феррита и перлита. Углеродистые стали охлаждаются со скоростью 50-100°С/ч. В случае охлаждения стали на воздухе произойдет нормализация.

При неполном отжиге сталь нагревают до температур между верхней и нижней критической точками. Далее медленно охлаждают. Неполный метод отжига применяется для получения структуры зернистого перлита (снижают твердость и улучшают обрабатываемость резанием).

Изотермический отжиг:

Суть изотермического отжига заключается в нагреве материала выше верхней критической точки, последующей выдержке и охлаждении до температуры ниже нижней критической точки. Выдерживается материал до превращения аустенита в перлит - продукт эвтектоидного распада аустенита при медленном охлаждении железоуглеродистых сплавов. Данный метод применяется для легированных сталей.

Диффузионный отжиг:

Суть диффузионного отжига заключается в нагревании стали до температур, превосходящих критические точки. Затем следует продолжительная выдержка, необходимая для выравнивания неровностей структуры изделия. Гомогенизационный отжиг.

Термическая обработка металла, целью которой является получения равновесной структуры.

Процессы, проходящие во время гомогенизационного отжига:

1. выравнивание химического состава до равновесного;

2. растворение избыточных фаз;

3. выделение фаз из пересыщенного твердого раствора - особый случай - гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;

4. рост зерна;

5. образование и рост пор.

Если Вам понравилась статья, поделитесь с друзьями в соц. сетях. Благодарю Вас!

Отжиг сталей. Виды отжига - презентация онлайн

Отжиг сталей. Виды отжига.
Осиповой Т.А. МТО-20-1б
• Отжиг – это термическая обработка
материалов, заключающаяся в нагреве до
определенной температуры, выдержке и
медленном охлаждении.
Отжиг стали применяют
для устранения хрупкости
и повышения вязкости
металла после волочения
или вальцевания; снятия
внутренних напряжений
в металле (например,
после ковки) и снижения
его способности к
образованию трещин при
последующей обработке
При отжиге первого рода не
происходит структурных
изменений, связанных с
фазовыми превращениями,
однако за счет возрастания
подвижности атомов при
нагреве частично или
полностью устраняется
химическая неоднородность,
медленное охлаждение после
отжига позволяет снизить
внутренние напряжения. В
металлах и сплавах при таком
отжиге снимается наклеп,
понижается твердость,
возрастают пластичность и
ударная вязкость
Отжиг 2-го рода
осуществляется с фазовой
перекристаллизацией:
металл нагревается до
температуры
выше критических точек,
затем следует выдержка
различной
продолжительности и
последующее сравнительно
медленное охлаждение.
Диффузионный отжиг применяется
в основном для слитков и крупных
отливок из легированной стали для
выравнивания химической
неоднородности и уменьшения
ликвации. Отжиг осуществляется
путем нагрева от 150 до 250°С,
длительной выдержки при этой
температуре и последующего
охлаждения с заданной скоростью.
При диффузионном отжиге
получается крупнозернистая
структура. Для получения
мелкозернистой структуры после
диффузионного отжига приходится
производить обычный полный
отжиг. Недостаток: крупное зерно
приводит к повышению хрупкости.
Нормализация проводится
с целью получения
мелкозернистой феррита перлитной
микроструктуры. Таким
образом, крупнозернистые
и неравномерные
микроструктуры,
например, литые, сварные,
и подвергнутые наклепу
стали можно превратить в
стали с новой, однородной
и тонкой структурой. После
термообработки материал
медленно охлаждают на
воздухе.
Рекристаллизационный отжиг
применяется, в основном, для
металлов и сплавов,
подвергшихся деформационным
воздействиям. Холодная
пластическая деформация
вызывает изменение структуры
металла и его свойств. Сдвиговая
деформация вызывает
увеличение плотности дефектов
кристаллической решетки,
возникает наклеп или нагартовка
(процесс, при котором
уплотняются верхние слои
металла). Металл нагревают до
температур выше начала
кристаллизации, выдерживают и
затем медленно охлаждают.
Деформация сопровождается
образованием дефектов
различного типа и характера
Этот вид обработки применяется главным образом для легированных сплавов.
Изометрический отжиг стали заключается в нагревании металла до аустенитного
состояния с последующим ускоренным охлаждением до 660-680° C. Затем
заготовку выдерживают при этой температуре, пока аустенит не превратится в
перлит. После этого металл охлаждают на воздухе естественным способом.
•Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней
критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и
последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования
феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50—
100 °C/час. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
•Неполный отжиг заключается в нагреве до температуры между нижней и
верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Отжиг стали как вид термической обработки. Технология металлов

Создание новых материалов и управление их свойствами – это искусство технологии металлов. Одним из ее инструментов является термическая обработка. Эти процессы позволяют изменять характеристики и соответственно, сферы использования сплавов. Отжиг стали – широко распространённый вариант для устранения производственных дефектов изделий, повышения их прочности и надежности.

Задачи процесса и его разновидности

Операции отжига производятся с целью:

  • оптимизации внутрикристаллической структуры, упорядочения легирующих элементов;
  • минимизации внутренних искажений и напряжений вследствие стремительных технологических температурных перепадов;
  • повышения податливости объектов к последующей обработке резанием.

Классическую операцию называют «полным отжигом», однако существует целый ряд его разновидностей, в зависимости от заданных свойств и особенностей выполнения задач: неполный, низкий, диффузионный (гомогенизация), изотермический, рекристаллизационный, нормализационный. Все они схожи по принципу, однако режимы термообработки сталей значительно отличаются.

Термическая обработка на основе диаграммы

Все преобразования в черной металлургии, которые основаны на игре температур, четко соответствуют диаграмме железоуглеродистых сплавов. Она является наглядным пособием для определения микроструктуры углеродистых сталей или чугунов, а также точек преобразования структур и их особенностей под влиянием нагрева или охлаждения.

Технология металлов регламентирует этим графиком все виды отжига углеродистых сталей. Для неполного, низкого, а также для рекристаллизации «отправными» температурными значениями служит линия PSK, а именно ее критическая точка Ас1. Полный отжиг и нормализация стали термически ориентированы на линию диаграммы GSE, ее критические точки Ac3 и Асm. Также диаграмма четко устанавливает связь определенного способа термической обработки с видом материала по содержанию углерода и соответствующую возможность ее проведения для конкретного сплава.

Полный отжиг

Объекты: отливки и поковки из доэвтектоидного сплава, при этом состав стали должен наполнять карбон в количестве до 0,8%.

Цель:

  • максимальное изменение микроструктуры, полученной литьем и горячим давлением, приведение неоднородного крупнозернистого ферритно-перлитного состава в однородный мелкозернистый;
  • снижение твердости и повышение податливости для последующей обработки резанием.

Технология. Температура отжига стали на 30-50˚С выше критической точки Ас3. По достижении металлом заданных термических характеристик их поддерживают на этом уровне на протяжении некоторого времени, позволяющем завершить всех необходимые превращения. Крупные перлитные и ферритные зерна полностью переходят в аустенит. Следующий этап – медленное охлаждение вместе с печью, в процессе которого из аустенита снова выделяются феррит и перлит, имеющий мелкое зерно и однородную структуру.

Полный отжиг стали позволяет устранить наиболее сложные внутренние дефекты, однако является очень длительным и энергоемким.

Неполный отжиг

Объекты: доэвтектоидные стали, не имеющие серьёзных внутренних неоднородностей.

Цель: измельчение и смягчение перлитного зерна, без изменения ферритной основы.

Технология. Нагрев металла до температур, попадающих в промежуток между критическими точками Ас1 и Ас3. Выдержка заготовок в печи при стабильных характеристиках способствует завершению необходимых процессов. Охлаждение производится медленно, вместе с печью. На выходе получают ту же перлитно-ферритную мелкозернистую структуру. При таком термическом влиянии перлит превращается в мелкозернистый, феррит же остается неизменным кристаллически, а может лишь меняться структурно, также измельчаясь.

Неполный отжиг стали позволяет уравновесить внутреннее состояние и свойства несложных объектов, он менее энергоемкий.

Низкий отжиг (рекристаллизация)

Объекты: все виды проката из углеродистой стали, легированная сталь с содержанием углерода в пределах 0,65% (например, шарикоподшипниковая), детали и заготовки из цветных металлов, которые не содержат серьёзных внутренних дефектов, однако нуждаются в неэнергоемкой коррекции.

Цель:

  • снятие внутренних напряжений и наклепа вследствие влияния как холодной, так и горячей деформации;
  • ликвидация негативных последствий неравномерного охлаждения сварных конструкций, повышение пластичности и прочности швов;
  • придание однородности микроструктуре продукции цветной металлургии;
  • сфероидизация пластинчатого перлита – придание ему зернистой формы.

Технология.

Нагрев деталей производится на 50-100˚С ниже критической точки Ас1. Под действием таких влияний устраняются незначительные внутренние изменения. Весь технологический процесс занимает около 1-1,5 часа. Примерные значения температурных интервалов для некоторых материалов:

  1. Углеродистая сталь и медные сплавы - 600-700˚С.
  2. Никелевые сплавы - 800-1200˚С.
  3. Алюминиевые сплавы - 300-450˚С.

Охлаждение производится на воздухе. Для мартенситных и бейнитных сталей технология металлов предусматривает иное название этого процесса – высокий отпуск. Является простым и доступным способом улучшения свойств деталей и конструкций.

Гомогенизация (диффузионный отжиг)

Объекты: крупные продукты литья, особенно отливки из легированной стали.

Цель: равномерное распределение атомов легирующих элементов по кристаллическим решеткам и всему объему слитка в результате высокотемпературной диффузии; смягчение структуры заготовки, снижение ее твердости перед выполнением последующих технологических операций.

Технология. Нагрев материала производят до высоких температур 1000-1200˚С. Стабильные термические характеристики необходимо удерживать на протяжении длительного времени – около 10-15 часов, в зависимости от размеров и сложности литой конструкции. По завершении всех этапов высокотемпературных превращений следует медленное охлаждение.

Трудоемкий, однако высокоэффективный процесс выравнивания микроструктуры крупных конструкций.

Изотермический отжиг

Объекты: листовой прокат углеродистой стали, изделия из легированных и высоколегированных сплавов.

Цель: улучшение микроструктуры, снятие внутренних дефектов с меньшими затратами времени.

Технология. Металл изначально нагревают до температур полного отжига и выдерживают время, необходимое для превращений всех имеющихся структур в аустенит. Далее медленно охлаждают погружением в раскаленную соль. По достижению теплоты на 50-100˚С ниже точки Ас1 помещают в печь с целью поддержания ее на данном уровне на протяжении времени, необходимого для полного превращения аустенита в перлит и цементит. Завершающее охлаждение происходит на воздухе.

Метод позволяет достичь необходимых свойств заготовок из легированной стали, при этом экономит время, в сравнении с полным отжигом.

Нормализация

Объекты: отливки, поковки и детали из низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и низколегированной стали.

Цель: упорядочение внутреннего состояния, придание нужной твердости и прочности, улучшение внутреннего состояния перед последующими этапами термообработки и обработки резанием.

Технология. Сталь нагревают до температур, которые лежат немного выше линии GSE и ее критических точек, выдерживают и охлаждают на воздухе. Таким образом, скорость завершения процессов увеличивается. Однако с помощью этой процедуры можно достичь рациональной спокойной структуры лишь в том случае, когда состав стали определен углеродом в количестве не более 0,4%. С повышением количества карбона имеет место повышение твердости. Та же сталь после нормализации имеет большую твердость вместе с равномерно расположенным мелким зерном. Методика позволяет значительно повысить сопротивление сплавов разрушению и податливость обработке резанием.

Возможные дефекты отжига

Во время выполнения операций термической обработки необходимо придерживаться заданных режимов температурных нагревов и охлаждений. В случае нарушения требований могут возникнуть различные дефекты.

  1. Окисление поверхностного слоя и образование окалины. Во время проведения операции раскаленный металл вступает в реакцию с кислородом воздуха, что приводит к образованию окалины на поверхности заготовки. Подлежит очищению механическим способом или с помощью специальных химических реактивов.
  2. Выгорание углерода. Также происходит в результате влияния кислорода на горячий металл. Снижение количества углерода в поверхностном слое приводит к снижению его механических и технологических свойств. С целью предотвращения этих процессов, отжиг стали необходимо производить параллельно со вводом внутрь печи защитных газов, основная задача которых – не допустить взаимодействий сплава с кислородом.
  3. Перегрев. Является последствием длительной выдержки в печи при высокой температуре. Имеет следствием чрезмерный рост зерен, приобретение неоднородной крупнозернистой структуры, повышение хрупкости. Подвергается исправлению путем осуществления еще одного этапа полного отжига.
  4. Пережег. Происходит в результате превышения допустимых значений нагрева и выдержки, приводит к разрушению связей между некоторыми зернами, полностью портит всю структуру металла и не подвергается исправлению.

Для предотвращения сбоев важно четко выполнять задачи термообработки, обладать профессиональными навыками и строго контролировать процесс.

Отжиг стали является высокорезультативной технологией приведения микроструктуры деталей любой сложности и состава к оптимальному внутреннему строению и состоянию, которое требуется для последующих этапов термических влияний, обработки резанием и введения конструкции в эксплуатацию.

Отжиг 1 рода стали | Мир сварки

 Введение

Отжига I рода в зависимости от температурных условий выполнения устраняет химическую или физическую неоднородность, созданную предшествующими обработками. Характерная особенность этого отжига состоит в том, что устранение неоднородности происходит независимо от того, протекают ли в сплавах при этой, обработке фазовые превращения или нет, поэтому отжиг I рода можно производить при температурах выше или ниже температур фазовых превращений.

 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 разрушению, к анизотропии свойств и возникновению таких дефектов, как шиферность (слоистый излом) и флокены (тонкие внутренние трещины, наблюдаемые в изломе в виде белых овальных пятен).

Дендритная ликвация понижает пластичность и вязкость легированной стали, поэтому не только слитки, но и крупные отливки нередко подвергают гомогенизации. Нагрев при диффузионном отжиге должен быть высоким (1100–1200 °С), так как только в этом случае более полно протекают диффузионные процессы, необходимые для выравнивания в отдельных объемах состава стали.

Общая продолжительность диффузионного отжига (нагрев, выдержка и медленное охлаждение) больших садок металла достигает 50–100 ч и более. В зависимости от состава стали и массы садки продолжительность выдержки составляет 8–20 ч.

Для удаления поверхностных дефектов слитки после отжига иногда подвергают нагреву при 670–680° в течение 1–16 ч, что снижает твердость. Фасонные отливки после гомогенизации подвергают полному отжигу или нормализации для измельчения зерна и улучшения свойств.

 Рекристаллизационный отжиг

Под рекристаллизационным отжигом понимают нагрев холоднодеформированной стали выше температуры рекристаллизации, выдержку при этой температуре с последующим охлаждением. Этот вид отжига применяют перед или после холодной обработки давлением и как промежуточную операцию для снятия наклепа между операциями холодного деформирования.

Температура отжига для достижения рекристаллизации по всему объему и сокращения времени процесса превышает температуру порога рекристаллизации. Для углеродистых сталей с 0,08–0,2 % С, чаще подвергаемых холодной деформации (прокатке, штамповке, волочению), температура отжига 680–700 °С. Отжиг калиброванных прутков (холодная протяжка) из высокоуглеродистой легированной стали (хромистой, хромокремнистой и др.) проводят при 730 °С. Продолжительность нагрева составляет от 0,5 до 1,5 ч.

При отжиге стали, кроме рекристаллизации феррита может протекать процесс коагуляции и сфероидизации цементита, в результате которого повышается пластичность стали и облегчается обработка давлением.

 Отжиг для снятия остаточных напряжении

Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, деталей после обработки резанием и д. р., в которых в процессе предшествующих технологических операций из-за неравномерного охлаждения, неоднородной пластической деформации и. т. п. возникли остаточные напряжения.

Остаточные напряжения могут вызвать изменение размеров, коробление и поводку изделия в процессе его обработки (например, резанием), эксплуатации или хранении. При резании за счет удаления части металла происходит нарушение равновесия остаточных напряжений, влекущих за собой деформацию изделия. Изменение размеров в процессе хранения связано с перераспределением остаточных напряжений при их релаксации. Отжиг стальных изделий для снятия напряжений проводится при температуре 160–700 °С с последующим медленным охлаждением. Например, многие детали прецизионных станков (ходовые винты, высоконапряженные зубчатые колеса, червяки и д. р.) нередко проходят отжиг (отпуск), после ос¬новной механической обработки при 570–600 °С в течение 2-3 ч и после окончательной механической обработки для снятия шлифовочных напря¬жений при 160–180 °С 2–2,5 ч. Отжиг для снятия сварных напряжений проводится при 650–700 °С.

Остаточные напряжения снимаются и при проведении других видов отжига, например рекристаллизационного, с фазовой перекристаллизацией, а также при отпуске (особенно высоком) закаленной стали.

Отжиг стали - что это такое, виды

На прочностные и технологические свойства стали влияет ее микроструктура, которая напрямую зависит от применяемой термической обработки. В зависимости от методов, используемых в производственном процессе, сталь может проявлять различные свойства, что приводит к ее использованию во многих отраслях промышленности. С помощью физико-химических явлений, происходящих при максимальном нагреве и охлаждении сырья, значительно повышается прочность конечного продукта.Проверить, что такое отжиг стали.

Отжиг стали - что это такое?

Одним из наиболее часто используемых процессов, связанных с термической обработкой, является отжиг стали, включающий повышение температуры сырья, его нагрев при определенных условиях и быстрое или медленное охлаждение. Затем создается характерная структура, которая воплощается в последующем использовании конечного продукта. Процесс отжига чаще всего приводит к аллотропным изменениям, хотя это и не является правилом.

Виды отжига стали - важнейшая информация

В промышленности существует множество способов отжига стальных сплавов, которые напрямую зависят от свойств, которые хочет получить производитель. Температурный диапазон и длительность процесса очень широки.

Гомогенизационный отжиг

Гомогенизационный отжиг включает процесс нагревания сырья до температуры около 1200°С, отжига при этой температуре, а затем быстрого охлаждения.

Отжиг для снятия напряжений

Отжиг для снятия напряжений включает нагрев до высокой температуры, отжиг, заканчивающийся медленным охлаждением.В результате этого процесса литейные, термические и сварочные напряжения снимаются. Происходит процесс, называемый приправой, то есть длительное спонтанное расслабление. Важно отметить, что этот процесс занимает до нескольких лет. Производитель определяет продолжительность процесса, так как она зависит от свойств, которые он хочет получить в конечном итоге.

Нормализующий отжиг

Нормализующий отжиг заключается в нагреве сплава, его отжиге и последующем охлаждении при поддержании небольшого расхода воздуха.В результате получается однородная мелкозернистая структура, а металл имеет лучшие механические свойства. Как правило, этот процесс обычно применяют для нелегированных конструкционных сталей и стального литья.

Полный отжиг

Полный отжиг — метод обработки легированных сталей. Проводят нагрев, отжиг, медленное снижение температуры и, наконец, сталь подвергают воздействию воздуха.

Изотермический отжиг

Изотермический отжиг используется, в частности, для легированных сталей, поскольку эти сырьевые материалы после полного отжига очень твердые.Патентование проволоки или ленты включает нагрев и отжиг стали при температуре 900-1100°С, изотермическое охлаждение при температуре около 550°С и обработку холодом.

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг (также называемый рекристаллизацией). Температура отжига в этом случае составляет около 550-650°С. Популярный метод устранения последствий дробления, он используется для изделий, ранее подвергнутых холодной обработке.

Мягкий отжиг или сфероидизация

Мягкий отжиг или сфероидизация. Происходит при температуре, близкой к температуре аустенитного превращения. В отличие от других методов, он сначала отжигается, а затем очень медленно охлаждается. В результате пластинчатый цементит трансформируется в сфероидальную форму, что приводит к непосредственному повышению обрабатываемости.

Графитизирующий отжиг или графитирование

Графитирование или графитирование.Процесс получения непрерывного чугуна из белого чугуна. В процессе превращения цементит распадается на феррит и графит.

Сварные соединения и процесс отжига

Сварные соединения склонны к разрушению в основном из-за их структурной нестабильности. Чтобы соединения были прочными и устойчивыми к вредному воздействию внешних факторов, используется процесс нормализации и снятия напряжений . Затем сустав стабилизируется и становится более прочным.В случае связующих отжиг может быть частичным или полным . Частичный отжиг заключается в нагреве с помощью газового или электрического нагревательного оборудования. Частичный процесс используется, когда риск дополнительных напряжений сведен к минимуму. Полный отжиг проводится в специально приспособленных печах, он включает в себя нагрев всей конструкции до соответствующего уровня температуры.

В следующих статьях мы описали:

Науглероживание стали - что это такое, о чем идет речь, методы науглероживания

Фрезерование стали - выбор параметров и скорости резания классификация и стандарты

Закалка стали - как закалить сталь?

Сталь 316L (1ст.4404) свойства, состав, применение

Легированная сталь - что это такое, виды, применение

ТЭГИ
Виды отжига стали - Отжиг стали
.

Металлургический склад MULTISTAL Познань 61 894 48 00 Катовице Варшава

РЕГЕНЕРИРУЮЩИЙ 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 Аксм, 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

включает 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, покрывая их медными или никелевыми элементами или покрывая 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

.

Отжиг как один из методов термической обработки стали - Хром-система

Отжиг, как один из методов термической обработки стали, применяется для изменения физико-химических свойств этого железоуглеродистого сплава. Благодаря этому процессу получается материал с характеристиками, которые позволяют его широкое применение. Без него было бы невозможно создание таких стальных изделий, как балюстрады, стержни, трубы, профили, которые очень нужны в промышленности или строительстве.

Что такое отжиг стали?

Большинство людей не знают, что такое отжиг стали, поэтому стоит в самом начале пояснить, что это один из наиболее часто используемых видов термической обработки металлов. По сути, речь идет о нагреве материала до определенной высокой температуры и последующем ее удерживании. Наконец, горячий металл постепенно охлаждают. В момент отжига могут происходить некоторые аллотропные изменения, т.е. может возникнуть ситуация, когда сталь в одном и том же агрегатном состоянии будет содержать разные разновидности одного и того же химического элемента, которые будут отличаться по физико-химическим свойствам. .Иногда эти аллотропные изменения влияют, а иногда совершенно нейтральны на весь процесс. В других случаях аллотропных изменений при этом виде термообработки не наблюдается. Также стоит иметь в виду, что в момент нагрева и охлаждения стали происходят физико-химические явления, благодаря которым получаются лучшие структурные компоненты, отвечающие за исключительную прочность металла. По этой причине каждая сталь имеет разные параметры. Некоторые его виды более твердые, а другие более гибкие.Термическая обработка, помимо того, что влияет на прочностные и технологические свойства металла, определяет еще и его цену, что затем выливается в более высокую стоимость металлопродукции.

Виды отжига стали

Существуют различные виды отжига стали. Каждый из них направлен в большей или меньшей степени на приведение сплава к заданному термодинамическому равновесию. В зависимости от потребности и назначения стали различают следующие способы отжига:

Отжиг для снятия напряжения - иначе известный как отжиг для снятия напряжения.В этом случае материал нагревают до температуры примерно 600-650°С, нагревают при этой температуре и затем медленно охлаждают. Эти мероприятия направлены на снижение остаточных напряжений, но без изменения структуры и свойств металла. Этот метод термической обработки применяют для снятия напряжений со сварных деталей и стальных отливок.

Полный отжиг - нагрев и постепенное охлаждение стали в этом случае приводит к устранению остаточных напряжений, в результате чего получается металл с пониженной твердостью и большей пластичностью и обрабатываемостью.Чаще всего применяется для крупнозернистых структур отливок или для проката и поковок.

Нормализующий отжиг – его целью является получение стали с однородной мелкозернистой структурой, которая, следовательно, будет иметь лучшие механические свойства.

Гомогенизирующий отжиг - этот вид отжига заключается в нагреве стали до температуры 1000-1200°С и длительном нагреве ее при этой температуре до получения равного химического состава.Наконец, как и при других видах отжига, нагретый материал медленно остывает. Этот процесс обычно применяется к стяжкам перед пластиковой обработкой и различными отливками.

Сфероидизирующий (размягчающий) отжиг – получение стали, содержащей цементит. Его присутствие в металле делает его идеальным материалом для штамповки, протяжки или холодной прокатки.

Термическая обработка стали изменяет ее свойства.В зависимости от потребностей мы можем подвергать его различным видам отжига, которые делают его более или менее твердым и гибким.

.

Отжиг | cojawiem.pl

ВЫПУСКИ:

  1. Отжиг: нормализующий, размягчающий (сфероидизация), рекристаллизирующий, релаксирующий, полный.
  2. Температурный диапазон для сплавов железа и "что мы хотим"
  3. Термическая обработка
  4. Дисперсионное твердение
  5. Разница между закалкой и пересыщением?
  6. Термохимическая обработка (вещество)
  7. Цель науглероживания (науглероживание)
  8. Структура после науглероживания и медленного охлаждения
  9. Термообработка после науглероживания
  10. Закалка непосредственно при темп.carburizing
  11. Purpose of nitriding (structure - nitrides)
  12. Immersion coatings (diffusion)
  13. Galvanizing and hot-dip aluminizing
  14. Electroplating coatings
  15. Diffusion and electroplating chromium plating (similarity and differences)
  16. 9000 .1 Annealing : нормализующее, размягчающее (сфероидизация), рекристаллизующее, снимающее напряжение, комплексное.

    ОТЖИГ: Отжиг – это термическая обработка, заключающаяся в нагреве сплава до соответствующей температуры, нагреве его при этой температуре и охлаждении до температуры окружающей среды.например, благодаря одному из методов отжига (полный отжиг) мы получаем сплав с регенерированной структурой, предварительно перегретый и измельченный. Скорость охлаждения после отжига при температуре выше температуры превращения должна быть низкой, поскольку быстрое охлаждение предотвратило бы образование фаз, соответствующих равновесному состоянию сплава. После отжига в области субпереходных температур скорость охлаждения может быть практически произвольной, поскольку в этой области фазовых переходов не происходит.На практике в зависимости от назначения различают следующие виды отжига: • гомогенизация • нормализация • расслабляющий • смягчение • перекристаллизация • перевод • старение.

    Для термической обработки стали применяют два вида отжига в зависимости от цели обработки и способа ее проведения: • Проведены с подогревом выше критических температур: • нормализующий отжиг • мягкий отжиг • Осуществляется при нагреве ниже критических температур: o отпускной отжиг для предварительно закаленных сталей o отжиг для снятия напряжений

    Процессы отжига без рекристаллизации.Рекристаллизационный отжиг проводят после холодной обработки давлением. Он заключается в нагреве материала до температуры выше температуры рекристаллизации, нагревании его при этой температуре и охлаждении. Целью рекристаллизационного отжига является устранение последствий наклепа и восстановление исходных свойств материала. Температуру рекристаллизации можно приблизительно определить: Тр »(0,35-0,6) Тт [К] где: Тр - температура рекристаллизации, Тт - температура плавления. Отжиг для снятия напряжений заключается в нагреве материала до температуры ниже Ас1, обычно 600-650°С, нагреве при этой температуре и медленном охлаждении.Целью отжига для снятия напряжений является снижение остаточных напряжений без явных изменений структуры и свойств, полученных в результате предшествующей обработки, его применяют для стальных отливок, сварных элементов и упрочненных пластических деформаций. Стабилизирующий отжиг проводится при температуре до 150°С и направлен на обеспечение размерной стабильности и снижение остаточных напряжений. Чаще всего используется для инструментов, калибров, чугунных отливок, металлургических валков и т. д.Если отжиг происходит при температуре окружающей среды в течение периода от нескольких месяцев до нескольких лет, его называют выдержкой.

    Процессы отжига с рекристаллизацией. Гомогенизирующий отжиг заключается в нагреве материала до температуры 1000-1200°С (примерно на 100-200°С ниже температуры солидуса), длительном нагреве при этой температуре до выравнивания химического состава и медленном охлаждении. Целью обработки является снижение неоднородности (микросегрегации) химического состава.Нормирующий (нормализирующий) отжиг заключается в нагреве до аустенитного состояния, т. е. на 30-50 °С выше температуры линии ЭГЭ (Ас3, Асм) и последующем охлаждении на воздухе. Целью операции является получение однородной мелкозернистой структуры и, таким образом, улучшение механических свойств стали. Он используется для нелегированных конструкционных сталей и стального литья - часто перед дальнейшей термообработкой для гомогенизации структуры. Полный отжиг состоит из нагрева стали, как при нормализационном отжиге, и медленного охлаждения (например,с печкой). Целью обработки является снижение твердости, снятие остаточных напряжений и повышение пластичности стали. Этот процесс обычно применяется к легированным сталям, для которых скорость охлаждения на спокойном воздухе при нормализации слишком высока и может привести к закалке стали. МЯГКИЙ ОТЖИГ (сфероидизация) Проводят при температуре, близкой к температуре аустенитного превращения. Обычно отжиг сначала примерно на 15°С выше линии PSK графика железо-углерод, затем на 15°С ниже этой температуры с последующим медленным охлаждением.Такая операция вызывает превращение пластинчатого цементита в шаровидную (сфероидальную) форму, что повышает обрабатываемость сплава. Такому отжигу подвергают стали, стальное литье и чугун.

    Ad.2 НЕТ!

    Приложение 3 ТЕРМООБРАБОТКА Термическая обработка — технологический процесс, направленный на изменение механических и физико-химических свойств металлов и сплавов в твердом состоянии, в первую очередь путем вызывания структурных изменений под действием температуры, времени и окружающей среды, а иногда также пластической деформации и магнитного поля.Поэтому термическую обработку делят на: обычную, термохимическую, термопластическую и термомагнитную.

    Объявление. 4. Дисперсионное твердение Дюралюминий дисперсионное твердение Упрочнение в осаждении (дисперсии) заключается в упрочнении твердого раствора путем дисперсионного (тонкодисперсного) осаждения интерметаллических фаз. Чем мельче выделения (меньше расстояния между ними), тем труднее движение дислокаций, а значит, повышается уровень прочностных свойств.Дисперсионное твердение состоит из двух обработок: перенасыщения и старения. Пересыщение – это термическая обработка, которая нарушает равновесие сплава. Дюралюминий нагревается до температуры 500-520°С, при которой в альфа-твердом растворе получается значительно более высокая концентрация меди за счет почти полного растворения частиц тета-фазы. После отжига сплав быстро охлаждают в воде. Малое время охлаждения не позволяет отделить тета интерметаллидную фазу - получается пересыщенный раствор, содержащий больше меди, чем это возможно в равновесных условиях.Стабильность пересыщенного раствора зависит от температуры, т.е. при низких температурах (например, -50°С) раствор стабилен из-за очень ограниченной диффузии. Пересыщенный твердый раствор имеет худшие прочностные свойства, чем равновесный раствор с выделениями тета-фазы, т. е. он мягкий и пластичный. Следовательно, дюралюминий пригоден для пластической обработки в холодном состоянии сразу после пересыщения - он может подвергаться холодной пластической обработке, например, изгибаться, штамповаться и т. д. Хорошим примером является использование заклепок из пересыщенного дюралюминия.Пересыщенный альфа-раствор нестабилен при температуре выше 20°С и стремится к равновесию, высвобождая избыток меди, - становится стареющим. Старение – это длительный процесс, заключающийся в образовании в альфа-растворе скоплений атомов меди, т. е. пресекреторных зон, так называемых Зоны Г-П (Гинье-Престона), из которых образуются выделения неравновесных промежуточных фаз, последовательно тета "и тета", и при соответствующей высокой температуре тета равновесной фазы (CuA12). Как зоны Г-П, так и выделения интерметаллических фаз, полностью или частично связанных с матрицей (связность основана на согласованности кристаллографических решеток осадков и матрицы), упрочняют сплав.Повышение температуры старения увеличивает размер выделений и увеличивает расстояние между ними. Отсюда следует, что упрочнение сплава тем ниже, чем выше температура старения. Старение может быть самопроизвольным, т.е. при комнатной температуре. Тогда это называется спонтанным старением. Структура сплава после нескольких дней старения – сплошная альфа с обособленными зонами Г-П. Естественное старение позволяет добиться наибольшего укрепления. Прочность на растяжение увеличивается примерно с 250 МПа сразу после пересыщения до примерно 420 или даже 450 МПа, затем твердость достигает 115 HB.Для ускорения процесса старения применяют отжиг при температуре около 160°С в течение нескольких-несколько часов. Ускоренное старение называется искусственным старением. После искусственного старения получают более низкую прочность – 400 МПа. Это связано с появлением вместо зон Г-П тета" и тета" перехватов тета" и тета" фаз, упрочняющих сплав в меньшей степени. Длительное выдерживание дюралюминия при температуре выше 200°С приводит к его старению, связанному с выделением равновесной тета-фазы (CuAl2) и ее коагуляцией (коагуляция – увеличение выделений).Затем достигается постоянное размягчение сплава, а предел прочности при растяжении составляет около 210 МПа. Устаревший сплав мягкий; это может быть обработано холодным способом. Объявление. 5 Разница между гашением и пересыщением.

    Разница между закалкой и пересыщением заключается в том, что при пересыщении мартенситного превращения не происходит. Поэтому пересыщение можно применять только для сталей, в которых начало мартенситного превращения ниже температуры окружающей среды, т. е. высокоуглеродистых сталей или сталей, содержащих легирующие добавки, понижающие эту температуру, и стабилизирующие аустенит, например хром.Получение стабильного аустенита повышает коррозионную стойкость стали. Раствор обычно применяют для нержавеющих и кислотоупорных сталей.

    Объявление. 6 ТЕПЛОХИМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (СУЩНОСТЬ) Термохимическая обработка стали Термохимическая обработка заключается во введении инородного элемента в поверхностный слой объекта при повышенной температуре путем диффузии с целью создания требуемых свойств поверхностного слоя. К процессам термохимической обработки относятся: науглероживание, азотирование, цианирование, хромирование, алитирование, силицирование, сульфурирование, азотирование серой и другие.Все процессы термохимической обработки основаны на диффузии, для осуществления этого процесса необходимо выполнение трех условий: Элемент, который должен диффундировать в поверхностный слой основного металла, должен находиться в виде свободных атомов, обладающих в этом состоянии большей активностью. Проникновение элемента в решетку второго металла, согласно теориям механизма диффузии, возможно только тогда, когда элемент находится в виде свободных атомов (не молекул). Первой стадией процесса термохимической обработки является адсорбция атомов, обогащающих поверхностный слой.Адсорбция – это накопление инородных атомов на поверхности твердого тела. Поверхность чистого металла со свободными связями обладает способностью адсорбировать посторонние атомы. Эта способность облегчает инициирование процесса диффузии. Элемент, который должен обогатить поверхность, должен раствориться в основном металле. Только тогда элемент диффундирует в решетку второго компонента, когда он способен растворяться в нем в твердом состоянии. Чем больше растворимость диффундирующего компонента в металле, тем больше вероятность того, что диффузия будет протекать эффективно.Некоторые менее часто используемые виды термохимической обработки основаны на так называемой реактивной диффузии, при которой она образуется в результате химической реакции между металлом и определенным компонентом, обогащающим поверхностный слой, но нерастворимым в металле. продукт химической реакции. Толщина слоя компаунда, покрывающего основной металл, при этом очень мала. 7. Цель науглероживания. Науглероживание заключается в насыщении углеродом поверхностного слоя элементов из углеродистых и легированных сталей с содержанием С 0,05-0,25 %, при температуреналичие аустенита (900-930°С). целью науглероживания является создание слоя, обогащенного С с концентрацией 0,7-1,0% и толщиной 0,6-1,5 мм, который после последующей закалки имеет твердость выше 58 HRC (750 HV). С другой стороны, сердцевина меньшей твердости (25-45 HRC) обеспечивает устойчивость к динамическим нагрузкам.

    1. Структура после науглероживания и медленного охлаждения В науглероженном изделии содержание углерода уменьшается от поверхности к ядру, что также свидетельствует об изменении структуры.Внешняя, наиболее сильнонауглероженная (гипереэвтектоидальная) зона должна состоять из: перлита + возможно небольшое количество цементита. Недопустим перлит с четкой сеткой цементита, так как он вызывает хрупкость и легко ломается при затвердевании. Перлитная (эвтектоидная) зона должна перейти в ферритно-перлитную структуру ядра. В легированных сталях после науглероживания остаются легированные карбиды. Твердость науглероженной и медленно закаленной углеродистой стали составляет 240-280 HV, но ее механические свойства уступают из-за роста зерна.

    2. Термическая обработка после науглероживания / 10. Закалка непосредственно после температуры науглероживания

    Науглероженные изделия подвергаются термической обработке: закалке и низкому отпуску с целью: игла в поверхностном мартенситном слое с карбидами. Там же присутствует остаточный аустенит. * обеспечение высокой пластичности и требуемых прочностных свойств сердечника. Науглероживание с последующей закалкой и низким отпуском обеспечивает высокую поверхностную твердость, стойкость к истиранию и поверхностному давлению, усталостную прочность.После обработки сердечник проявляет высокую пластичность, эластичность и устойчивость к динамическим нагрузкам.

    1. Назначение азотирования (состав - нитриды) Азотирование – термическая обработка, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стального элемента азотом. Этот процесс заключается во введении в поверхностный слой стального предмета азота, который связывается с добавками железа и сплавов, особенно с алюминием, создавая поверхностный слой нитридов. Созданный слой обеспечивает улучшение следующих свойств: • стойкость к истиранию • предел прочности • твердость • антикоррозионные свойства (коррозионная стойкость) В отличие от науглероживания с азотированием поверхностная зона упрочняется без дополнительной термической обработки.Азотирование применяется к сталям, предварительно прошедшим термическую обработку, где температура отпуска должна быть несколько выше температуры самого азотирования. Фазовую структуру азотированного поверхностного слоя можно определить по системе фазового равновесия железо-азот. В процессе азотирования образуются следующие фазы: • азотный феррит • азотный аустенит • нитриды γ’(Fe4N) • нитриды ε (Fe2N) • нитриды ε (Fe2N) Газовое азотирование Для азотирования применяют углеродистые, низколегированные и легированные стали. Среда, используемая в этом процессе, представляет собой газовую среду с использованием аммиака.Сама операция основана на обеспечении соответствующей термодинамической активности азотирующей атмосферы в процессе, определяемой условно величиной азотного потенциала. Во время этого типа лечения происходят три основных процесса: • диссоциация аммиака – заключающаяся в разложении молекул газа, нагретого до температуры 500°С, и выделении активных атомов диффундирующего элемента – азота, по уравнению: 2Нх4 ⇌ Н2 + 3х3, • абсорбция – заключающаяся в поглощении (растворении) образовавшегося азота в металле, который затем реагирует с железом с образованием нитрида, • диффузионный – заключающийся в движении инородных атомов в решетке обрабатываемого металла.После азотирования нитриды металлов, главным образом железа, и других сплавов металлов, в частности алюминия и хрома, образуют на поверхности стали тонкий, не превышающий 0,6 мм, очень твердый и стойкий к истиранию слой. Азотирование — длительный процесс; длится от 10 до 100 часов. Твердость азотированной поверхности достигает 1100 HV и сохраняется при повышенных температурах до 550°С. Другие технологии азотирования Газовое азотирование является наиболее распространенным методом азотирования.Среди других методов можно выделить следующие: • плазменное азотирование (тлеющий разряд) • азотирование в кипящем слое • азотирование в порошках • ионное азотирование – позволяет насыщать сплавы железа азотом при температуре 300 – 600 градусов Цельсия и в течение 0,5 – 30 часов. Это также позволяет производить однофазные диффузионные структуры, состоящие из гамма-нитрида и эпсилона. Процесс ионного азотирования осуществляется в специальном устройстве, оборудованном рабочей камерой, в которую при напряжении 400-1000В (постоянный ток) и давлении (0,1-10)*133,3 Па вводят аммиак, азот и водород или чистый азот в камеру подвергаются ионизации в непосредственной близости от заготовки.Объект является катодом, а корпус рабочей камеры – анодом. В зоне ионизации возникает эффект свечения, а ускоренные в электрическом поле положительные ионы азота внедряются в поверхность, вызывая нагрев заготовки и диффундирование в поверхность, создавая азотирующий слой. На поверхности ионно-азотированных изделий возникает эффект катодного напыления, что позволяет очистить и активировать поверхность перед процессом диффузии. Слои, состоящие из гамма-фазы, получаются в атмосферах, не содержащих соединений углерода, и их толщина невелика, до 0,008 мм.Твердость слоев из гамма-нитрида колеблется в пределах 1200-1400HV. Слои эпсилон-типа образуются, когда в атмосферу добавляется около 0,5 атомных % углерода. Обычно их твердость составляет 1300-1500HV, с небольшой хрупкостью. Ионное азотирование позволяет получить равномерную толщину слоя независимо от формы и размеров изделий, а также в глубоких и глухих отверстиях
    2. Иммерсионные покрытия (диффузионные)

    Иммерсионные (горячие) покрытия Металлические покрытия, наносимые иммерсионным методом, являются эффективной, долговечной и экономичной защитой, в основном сплавов железа, от электрохимической коррозии, а в случае некоторых видов покрытий и от химической коррозии.Покрытие наносится путем погружения металла с покрытием в ванну с расплавленным металлом покрытия, поэтому наносимый металл должен иметь относительно низкую температуру плавления, а металл с покрытием не должен терять своих физических свойств при этой температуре. Этим условиям отвечают: олово (т.пл.=232°С), свинец (т.пл.=372°С), цинк (т.пл.=419°С) и алюминий (т.пл.=660°С), нанесенные на сталь, чугун или медь. Нанесение металлического покрытия осуществляется погружением или протягиванием заготовок через расплавленный металл.Обязательным условием формирования сплошного покрытия окунанием является хорошая смачиваемость металла с покрытием, зависящая как от его свойств и от наносимого металла, так и от состояния покрываемой поверхности. В результате смачивания на поверхности твердого тела образуется тонкий адсорбционный слой жидкости. Если диаметр атома жидкого металла близок к диаметру атома основного металла, то в результате реактивной диффузии образуется слой интерметаллических фаз, отсюда и название этого слоя - диффузионный. Применительно к сплавам железа с покрытием этому условию отвечают: Sn, Zn и Al.Расплавленный свинец не смачивает железо и не образует с ним интерметаллических фаз, а нанесение покрытия окунанием возможно за счет введения, например, олова в ванну расплава. Создание диффузионного слоя – условие хорошего и прочного адгезия покрытия к основанию. Однако интерметаллические фазы являются твердыми и хрупкими и поэтому могут вызвать отслаивание покрытия, если диффузионный слой слишком толстый. Толщина этого слоя регулируется временем погружения в ванну. После удаления объекта внешний слой состава ванны кристаллизуется на диффузионном слое.Толщину этого слоя регулируют, соскребая лишний жидкий металл или сдувая его струей газа непосредственно над местом выхода продукта из ванны.

    1. Цинкование и горячее алюминирование

    3.3. Алюминиевые корпуса Горячее алитирование – это нанесение алюминиевых покрытий на элементы конструкций и устройства из стали, стального литья или чугуна, которые подвергаются коррозии в воде, производственных атмосферах, выхлопных газах и к температурам примерно до 900°С и периодически до 1100°С.Жаропрочные стали с алюминиевым покрытием повышают свои жаропрочные свойства и могут работать в более агрессивных средах, особенно серосодержащих. окислению (коррозии) подвергнется только диффузионный слой, имеющий более высокий электрохимический потенциал, чем алюминий, внешний алюминиевый слой покрытия. В среде морской воды алюминиевые покрытия имеют более низкий электрохимический потенциал, чем стальная подложка, из-за нестабильности пассивного слоя в растворах хлоридов. Однако в этих условиях алюминиевые покрытия становятся анодными по отношению к подложке, обеспечивая лучшую защиту стали по сравнению с цинковыми покрытиями.Алюминиевые покрытия на нелегированных сталях делают их жаростойкими до 600°С. После отжига при температуре около 800°С покрытия становятся устойчивыми к воздействию температур до 900°С и даже выше 900°С, после отжига в интервале до 1100°С. Развитие метода алюминирования погружением идет в сторону технологии легированного алюминирования, которая является более эффективной защитой металлов от все более загрязненной окружающей среды и в настоящее время вытесняет в мире классический процесс алюминиевого покрытия.Алюминирование осуществляется на непрерывных рабочих линиях, аналогичных тем, которые используются для цинкования стали. Существует два типа покрытий: чистый алюминий и сплав Al-Si с примерно 8÷11% Si. В процессе покрытия алюминиевыми сплавами кремний обеспечивает хорошую глубокую вытяжку стали за счет ограничения роста слоя интерметаллидной фазы Fe-Al, а образование тонкого слоя фазы Fe-Al-Si обуславливает хорошую адгезию покрытия к подложке.

    3.2. Цинковые покрытия Горячее цинкование, также известное как горячее цинкование, является основной технологией получения цинковых покрытий.Цинковые покрытия эффективно защищают поверхности стальных проволок, листов и труб, подвергающихся воздействию погодных условий. Применяются для защиты элементов строительных конструкций, труб для передачи горячей и холодной воды. Свариваемые и поддающиеся глубокой вытяжке оцинкованные стальные листы используются для производства деталей кузова и внутренней отделки автомобилей. Цинковые покрытия являются хорошей основой для лакокрасочных покрытий, значительно продлевая срок их службы. Цинк имеет более низкий электрохимический потенциал, чем железо, поэтому железо защищено реакцией спонтанного окисления цинка, которая и создает это анодное покрытие.Если оцинкованную поверхность покрыть тонким слоем электролита, то радиус защиты открытой поверхности подложки не превышает 20 мм, при более толстых слоях раствора, порядка нескольких миллиметров, радиус защиты увеличивается примерно до 60 мм. мм. В водных средах защитный эффект цинковых покрытий зависит от температуры, а также от состава электролита, покрывающего металл. При температуре окружающей среды около 70 °C цинк может достигать более высокого электрохимического потенциала, чем железо, становясь катодом, а железо — анодом.Это явление изменения полярности, которому способствует присутствие карбонатов, нитратов и растворенного кислорода в электролите. В этих условиях цинковое покрытие покрывается продуктом коррозии в виде оксида цинка, обладающего более высоким электрохимическим потенциалом, чем цинк и железо, что делает это покрытие катодным. При отсутствии герметичности этого покрытия возникает точечная коррозия подложки - железа. Цинковые покрытия особенно полезны в слегка кислых и слабощелочных средах. Увеличение загрязнения окружающей среды и связанное с этим повышение коррозионной агрессивности за счет доли оксидов серы, оксида и диоксида углерода, оксидов азота, хлоридов снижают эффективность антикоррозионной защиты цинковым покрытием.Поэтому все шире внедряется сплавное цинкование, обеспечивающее в несколько раз большую устойчивость к коррозии.

    1. Иммерсионные (диффузионные) покрытия

    ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ

    Гальванические покрытия наносят электролизом на электропроводящую подложку. Гальваническим методом можно осаждать большинство как электроположительных металлов, например Au, Ag, Cu, так и электроотрицательных металлов, например Zn, Sn, Ni, в чистом виде или в виде гальванических сплавов. Применяемые на практике гальванические покрытия можно разделить на следующие группы с точки зрения их целевого назначения:

    1. защитные покрытия - только для защиты основного металла от коррозии,
    2. декоративные покрытия - наносятся для улучшения внешнего вида объекта (цвет, блеск, гладкость),
    3. покрытия защитно-декоративные - используемые в качестве защиты от коррозии при придании и сохранении декоративных свойств поверхности основного металла,
    4. технические (функциональные) покрытия - используемые для получения определенных физических или технологические свойства поверхности.К наиболее важным требованиям, предъявляемым к гальваническим покрытиям, относятся, среди прочего: хорошая адгезия покрытия к подложке, внешний вид, мелкокристаллическая структура, герметичность, соответствующая минимальная толщина для данных условий эксплуатации. Основными факторами, влияющими на величину покрытия, являются: концентрация и интенсивность перемешивания электролита, температура, наличие поверхностно-активных веществ, катодная плотность тока, тип электролита, свойство металла, на который наносится покрытие. Технология нанесения гальванических покрытий включает: подготовку поверхности подложки, электролитическое покрытие, отделку.Гальванические покрытия требуют очень тщательной и тщательной подготовки поверхности основного металла к электролизу. Предметы, подлежащие гальванопокрытию, должны быть полностью отделаны и в отношении обработки поверхности иметь соответствующие размеры, иметь необходимую степень чистоты поверхности и кромки.
    5. Хромирование диффузионное и гальваническое (сходства и различия)

    • Хромирование диффузионное, вид термохимической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя стальных изделий из средне- и высокоуглеродистых сталей хромом с целью повышения их прочности параметры, в основном твердость и стойкость к коррозии, истиранию и высокой температуре Толщина насыщенного слоя до 0,3 мм.

    Диффузионное хроматирование можно проводить в твердом (смесь порошков феррохрома, оксида алюминия и хлорида аммония, необходимая температура 1000°С, время до 20 часов), жидкости (раствор расплавленных солей хлорида натрия и хрома ( II) хлоридная с порошком феррохрома) или газовая (пары хлорида хрома (II), необходимая температура 1000°С, время ок. 4 часа).

    Диффузионное хромирование: диффузионное хромосиликатирование, т.е. одновременное насыщение поверхностного слоя хромом и кремнием в смеси хлоридов хрома (II) и кремния, и диффузионное хромоалюминирование, т.е.насыщение хромом и алюминием, процесс проводят в смеси хлорида хрома (III) и хлорида алюминия (температура ок. 980°С, время 8 часов). Эти два процесса значительно повышают жаропрочность объектов, подвергаемых их воздействию. 2.4.2. Гальваническое хромовое покрытие Хром — металл, широко применяемый в гальванике для декоративно-защитных покрытий, поскольку придает поверхностям привлекательный внешний вид — стойкий зеркальный блеск в атмосферных условиях и значительную коррозионную стойкость, обусловленную пассивными свойствами хрома.В то же время очень высокая твердость слоев хрома, полученная в соответствующих условиях (больше, чем твердость закаленных сталей), используется для технических покрытий. • Защитно-декоративные покрытия тонкие, менее 1 мкм, нанесенные на подложку из меди и никеля или никеля. Технические покрытия наносятся непосредственно на стальную или другую подложку, а их толщина составляет 5÷200 мкм, иногда до 1 мм. • Основным компонентом ванны хромирования является ангидрид хромовой кислоты CrO3, водные растворы которого с добавлением прибл.1%-ную серную кислоту чаще всего применяют при температуре 40÷60°С и плотности катодного тока 35÷50 А/дм2. При хромировании применяют нерастворимые аноды, обычно из свинцово-сурьмяного или оловянного сплава. Хромовые аноды непригодны, так как эффективность их растворения во много раз выше, чем у катодного процесса осаждения хрома, что приводит к быстрому чрезмерному увеличению концентрации ионов хрома в электролите. • Электролитически выделенный хром имеет очень тонкую кристаллическую структуру.• Защитно-декоративные покрытия применяются для предметов быта, деталей техники и автомобильных аксессуаров. • Технические покрытия толщиной более 25 мкм из-за их высокой твердости, около 1000 HV, также называют «твердым хромом», но они хрупкие. Их преимуществом является снижение коэффициента трения по отношению к стали, высокая износостойкость, хорошая теплопроводность и долговечность при высоких температурах. Такой комплекс свойств позволяет использовать хром везде, где требуется стойкость к истиранию, эрозии и высокотемпературной коррозии.Распространено хромирование цилиндров двигателей внутреннего сгорания, поршневых колец и поршневых штоков гидравлических подъемников. Хромирование штампов и штампов дает отличные результаты, особенно при производстве пластиковых, резиновых и кожаных изделий. Высокая гладкость и низкий коэффициент трения этих инструментов обеспечивают безупречный внешний вид изготавливаемых изделий. Режущие инструменты хромируют, используя низкую адгезию обрабатываемых материалов, измерительные приборы и датчики, хромируют авиационные подшипники.• Детали, подверженные истиранию и работающие в условиях недостаточной смазки, такие как цилиндры двигателей внутреннего сгорания, поршневые кольца, штифты клапанов, подвергаются пористому хромированию. На поверхности хромового покрытия имеются поры, в которых скапливается жир, облегчающий скольжение взаимодействующих деталей. Создание пористого слоя хрома предполагает дополнительную анодную обработку хромированных изделий. Хром растворяется в порах и щелях, которые обычно встречаются в слоях хрома, - он расширяет и углубляет эти поры.• Одним из важных применений является регенеративное восполнение потерь на поверхности эксплуатируемых валов, а также покрытие всех видов новых валов.

    Ad.16 СТАЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЕ Сталь - железоуглеродистый сплав, пластически обработанный и термически обработанный, с содержанием углерода не более 2,11 %, что соответствует предельной растворимости углерода в железе (для легированных сталей содержание углерода может быть значительно выше). Наиболее распространен углерод в стали в виде пластинчатого перлита. Однако иногда, особенно при более высоком содержании углерода, цементит имеет сферическую форму вблизи зерен феррита.В дополнение к железу и углероду сталь обычно содержит и другие компоненты. Желательными легирующими элементами в основном являются металлы (хром, никель, марганец, вольфрам, медь, молибден, титан). Такие элементы, как кислород, азот, сера и неметаллические включения, главным образом оксиды серы и фосфора, называются примесями. Сталь получают из чугуна в процессе рафинирования - старинного процесса, в современных металлургических установках преобладают конвертерные печи, дуговые печи, вакуумные печи, позволяющие производить качественную сталь.Сталь поставляется в виде различной металлургической продукции - слитков, круга, квадрата, шестигранника, круглых труб, замкнутых и открытых профилей (полосы, уголки, швеллеры, тавры, двутавры), листов. Чем выше содержание углерода, а следовательно доля твердого и хрупкого цементита, тем больше твердость стали, в низколегированных сталях углерод влияет на твердость, влияя на прокаливаемость стали, чем выше содержание углерода, тем дольше время, необходимое для перлитного превращения, которое, следовательно, приводит к превращению бейнитному и мартенситному.В легированных сталях влияние углерода на твердость обусловлено также склонностью некоторых металлов, главным образом хрома, к образованию соединений с углеродом - главным образом карбидов с очень высокой твердостью

    .

    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. 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. Немаловажна и цена, которая определяется, в том числе, и 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 подвергают гомогенизации.
    • 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.

    .

    Основы технологии изготовления: Отжиг

    Отжиг – это термическая обработка, заключающаяся в нагреве сплава до соответствующей температуры, нагреве его при этой температуре и охлаждении до температуры окружающей среды. Скорость охлаждения после отжига при температуре выше температуры превращения должна быть низкой. Быстрое охлаждение предотвратило бы образование равновесных фаз в сплаве. После отжига в области температур ниже температуры превращения скорость охлаждения может быть любой, так как в этой области фазовые превращения не происходят.На практике различают следующие виды отжига: гомогенизирующий, нормализующий, снимающий напряжение, разупрочняющий, рекристаллизационный и снимающий напряжение.


    • Гомогенизация (гомогенизация)

    Гомогенизирующий отжиг чаще всего применяют для слитков из легированных сталей, которые после разливки обнаруживают неоднородность химического состава, возникающую в результате затвердевания стали. Гомогенизационный отжиг направлен на устранение сегрегации дендритов в областях зерен за счет диффузии в твердом состоянии.Гомогенизация стали достигается нагревом заготовок при температуре 1000÷1250°С в течение 12÷15 часов. После гомогенизирующего отжига, проводимого на сталеплавильном заводе, слиток перерабатывают в виде поковки или прокатки.


    • Нормализация

    Нормирующий отжиг направлен на получение однородной мелкозернистой структуры, обеспечивающей лучшие механические свойства, чем крупнозернистая. Протекание процесса нормализации стали в некоторой степени зависит от ее химического состава.Доэвтектоидные стали при нормализационном отжиге нагревают до температуры, превышающей примерно на 50°С температуру превращения А3. Извлеченные из печи изделия затем охлаждаются на воздухе. Как известно, при превращении перлита в аустенит происходит измельчение зерна.

    Заэвтектоидные стали можно отжигать для нормализации при температуре примерно на 50°С выше температуры Асм или примерно на 50°С выше температуры А1.

    Разновидностью нормализующего отжига является полный отжиг, который отличается от предыдущего способа охлаждения.При нормализации сталь нагревают до температуры, превышающей температуру, указанную в строке ГСЭ, и охлаждают на открытом воздухе. При полном отжиге охлаждение до той же температуры, что и при нормализационном отжиге, происходит в очень медленно охлаждающейся печи. В результате фазовые превращения в стали происходят в соответствии с состоянием равновесия. Этот отжиг приводит к хорошей пластичности стали, низкой твердости и хорошей обрабатываемости. Полный отжиг в основном используется для легированных сталей, которые имеют тенденцию образовывать твердые структуры при более высоких скоростях охлаждения,

    напримермартенсит.
    • Смягчающий отжиг

    Смягчающий отжиг применяют в основном для тех сталей, в которых присутствуют крупные кристаллы цементита в перлите и сетка цементита, окружающая зерна первичного аустенита. Умягчающий отжиг заключается в нагреве стали до температуры, близкой к превращению А1, и последующем ее охлаждении после длительного (несколько часов) нагрева.

    Иногда так наз. стальной свинговый отжиг.Он заключается в нагреве стали до температуры, превышающей температуру превращения Арл, и охлаждении ее до температуры ниже температуры превращения Арл. Этот цикл изменения температуры повторяется несколько раз. Маятниковый нагрев при температуре точки А1 вызывает фрагментацию цементита. При нагреве до температуры, превышающей температуру превращения А1, в заэвтектоидных сталях перлит превращается в аустенит, а при повышении температуры цементит медленно растворяется в аустените.Поскольку сетка из цементита равномерно растворяется в аустените, если цементит не растворится полностью, сетка будет разрушена. В дальнейшем повторные циклы маятникового охлаждения будут способствовать формированию зернистой структуры цементита на ферритном фоне. Термические обработки, направленные на получение ферритного шарикового цементита, иногда называют сфероидизацией.

    • Отжиг для снятия напряжений

    Отжиг для снятия напряжений применяют для снятия или уменьшения остаточных напряжений, возникающих в материале в результате черновой механической обработки, литья, сварки или пластической обработки при температуре ниже температуры рекристаллизации, т.е.холодно. Отжиг, производимый с целью снятия остаточных напряжений, чаще всего применяемый для стали, следует проводить при температуре, не превышающей температуры превращения А1 (обычно 550÷650°).

    Снятие стресса зависит от времени и температуры проведения процедуры. Чем выше температура, тем короче может быть время процесса отжига.

    .

    Снятие стресса и смягчение | Дынные инструменты

    33 Здравствуйте.

    Сегодня я разберусь со снятием стресса и смягчением 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 в печи до температуры 650-700 градусов С, нагревать в течение часа и медленно охлаждать в печи (не открывая дверцу печи), практически этот температурный диапазон можно применить к любому 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 (быстро охлаждаемая 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, вряд ли кто их 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 неравномерный размер зерен (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? ПЕРЕЭЛЕКТИВНЫЕ 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 надо, 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 (мелкие 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 крупнозернистого сфероидита).

    В стандартах прописано много важного, теперь важна твердость 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, т.е. 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 схемы размягчения гиперутектоидных сталей:

    Но если вдаваться в подробности, то становится уже не так весело: большие времена, особый 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 температуры 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,
    • выдерживается 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 затратить очень 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 большой недостаток: он подходит только для деталей с малым поперечным сечением (допустим до 30 мм), и преимущество — он хорошо работает в заэвтектоидных сталях.Вот и получается, что после ковки выгодно закалить деталь - прямо с наковальни деталь имеет 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 ИСПЫТАНИЯМ METCALF,
    • Отпустить 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:

    .

    Смотрите также