Отжиг стали

Выбор металлических изделий большой и в любом случае нужны конкретные, часто нестандартные качества материала. Обеспечить полный список марок изготовитель не в состоянии. Металлургические предприятия рекомендуют сырье, соответствующее ГОСТ, которое после дорабатывается на обрабатывающих производствах. Одна из основных операций — отжиг стали. На данной стадии металл приобретает нужные технические характеристики для обработки. Чтобы понимать, что такое отжиг стали, нужно понимать для чего он изготавливается, и какие процессы при этом происходят.

Почему нужна термообработка металла

Операцию проводят для улучшения технологических качеств сырья. Важным фактором становится температура отжига стали, которую нужно держать установленное время. При этом достигаются следующие цели:

1. Снижение твердости. Показатели качества после обработки дают возможность намного уменьшить затраты труда, уменьшить время операций, применяя довольно широкий список инструментов для резки.
2. Улучшение микроструктуры. Под воздействием большой температуры в конкретный промежуток времени происходят значительные изменения на уровне молекул. Полученная гомогенная структура стали после отжига приемлема для механических и физических операций.
3. Для снимания внутренних стрессов. В процессе первой обработки на металлургических фирмах в металле появляется неуравновешенность кристаллической структуры. Правильно выбрав виды отжига стали, могут достигать нужных параметров металла для определенного случая.

Порой достаточен неполный отжиг стали для получения необходимых технологических кондиций. В зависимости от желаемых хороших критериев металла могут применяться непростые и продолжительные по времени режимы. Полный отжиг стали может продолжаться больше 24 часов для больших изделий. Немалую часть данного периода времени занимают нагрев до необходимой температуры и медлительное остывание, регламентированное типом термообработки при заданном стандарте.

Детально режим отжига стали описан в специализированной литературе. Отдельные операции предполагают соблюдение временного режима и точной температуры, вплоть да нескольких градусов. Если есть муфельная печь, то процедуру можно выполнить качественно. Когда данного оборудования нет, то точно провести некоторые виды термические обработки будет трудно. Смотреть придется только по цвету раскаленного металла.

Цвета каления стали

Сделать отжиг стали дома можно по простой схеме. Проверить температуру предмета, нагретого атмосферной горелкой точно не выйдет. Настраивать режимы нагрева и остывания металла можно лищь приблизительно. Во время обработки стали дома сделать структурный анализ невозможно. Устанавливается температура неполного отжига только зрительно. Целями в домашних условиях становятся уменьшение прочности и увеличение обрабатываемости изделия. Микроструктура стали после отжига меняется и можно проводить последующие операции.

Виды отжига

Как правило делят данную операцию на 2 главных вида. Отжиг стали может быть 1-го и 2-го рода. В первом варианте не происходит фазовой рекристаллизации, но металл приобретает необходимые качества. Убираются результаты обработки механическим способом металла на прокатных станах, штампах.

Упрочнение поверхности стали после физического влияния на металлургическом комбинате называют наклепом.

Основное назначение отжига стали 1-го рода — уменьшение прочности и увеличение пластичности, нужной для последующей отделки. Неполная рекристаллизация уменьшает внутренние напряжения, что выполняет изделия более долговечными и надежными.

Отжиг стали 2-го рода отличается радикальными изменением структуры. Фазовая рекристаллизация достигается нагреванием металла выше критических точек и точным выполнением режима охлаждения по температуре и времени. Такие разновидности отжига и их назначение определяются производственными задачами для получения нужных качеств металла. Критические температуры являются серьезным аргументом риска. Во многих случаях, к примеру, при пережоге, появляются необратимые изменения в структуре. Такой металл отправляется на переплавку. Термическая обработка, отжиг и нормализация сталей непростой процесс позволяющий получить из начального сырья продукцию, отвечающую по заданным свойствам запросы изготовителей конечных изделий.

Полный, неполный отжиг

Используют термообработку для достижения нужных качеств металла. Цель отжига стали определена как получение заданных технологических параметров. Они бывают как общими, так и достаточно специфичными. Так неполный отжиг заэвтектоидной стали допустим во время изготовления конструкционных компонентов, но при изготовлении деталей с заданными свойствами будет недостаточен. Изменения структуры металла в двоих типах обработки различны. Играет роль не только время отжига стали, но и температура. Критическим фактором успешного выполнения задачи считается и режим охлаждения.

Полный отжиг стали

При неполном отжиге стали температура не может достигать верхней критичной точки. Менее жёстки и требования по выдержке времени охлаждения. Исполняя полный отжиг сталей, металл подогревают выше критичной точки. После могут выдержать определенное время и точно выполняют график охлаждения. При термической обработке, отжиге главное не забыть учесть марку сырья, твердость, состав, потому как технология и режимы определяются нормами ГОСТ.

Изотермический отжиг

Такой вид обработки применяется в основном для легированных сплавов. Изометрический отжиг стали состоит в нагревании металла до аустенитного состояния с дальнейшим быстрым охлаждением до 660-680° C. После заготовку могут выдержать при этой температуре, пока аустенит не превратится в перлитовый песок. После чего металл охлаждают на воздухе настоящим способом.

Это очень быстрый и прекрасный способ увеличить эластичность металлов с большим содержанием хрома.

Высокотемпературный отжиг нержавейки и остальных конструкционных, инструментальных сплавов выполняется именно так. Аналогичная технология дает возможность уменьшить твердость легированных материалов до отметки, позволяющего хорошо обрабатывать после заготовку на металлорежущем оборудовании.

Изотермический отжиг отличается особенным методом охлаждения. Установленное время материал выдерживается при температуре, упомянутой в нормах в одном уровне, а не падает понемногу, как в остальных случаях обработки. Формирование гомогенной структуры происходит благодаря полного распада аустенита и преобразований ферритов и перлитовых песков. Именно так отделывают огнеупорные сплавы.

Эффективна данная методика для обработки маленьких изделий, штамповок, инструментальных заготовок.

Изотермический отжиг имеет маленькой по времени тех. цикл, впрочем достаточно успешный с целью решения многих задач производства.

Диффузионный отжиг

Согласно отраслевым нормативам, такой вид термические обработки можно отнести к экстремальным. Металл нагревается до максимально потенциальной температуры, превышающей критические точки. Технология практически всегда используется для сплавов с непростыми и легкоплавкими соединениями. При этом структура заэвтектоидной стали после отжига становится менее твёрдой и существенно пластичнее, что дает возможность применять широкий набор приемов для последующей отделки. Метод просит полного контроля и выполнения технологии, потому как высоки опасности перегрева и пережога, что может привести полностью или частично к потере нужных качеств и такой металл к будущим операциям будет негоден. Точная температура полного отжига доэвтектоидной стали и прочих марок металла есть в специализированных справочниках.

Диффузионный отжиг стали

Правильно сделанная термическая обработка дает возможность получить:

• равновесный состав;
• рост зерна;
• растворение избыточных фаз;
• образование, рост пор.

Последний пункт считается нежелательным эффектом, относится к дефектам и при изготовлении пытаются остерегаться появления данного явления. Технология отжига стали данным вариантом просит способностей и знаний, понимания разницы между отдельными видами и марками металла.

Рекристаллизационный отжиг

Методика, позволяющая освободится от многих ненужных качеств металла. Рекристаллизационный отжиг стали проводят с целью снять наклеп и остальные результаты после отдельных механических операций. Технология используют для обработки:

После рекристаллизационного отжига стали металл приобретает нужные характеристики для получения изделий с заданными качествами.

Выбор технологии устанавливается химическим составом. При процедуре материал греют до значений, превышающих температуру кристаллизации не менее чем на 100-200° C. Нужные свойства появляются в различной степени все зависит от вида обработки. Очень часто применяют полный отжиг. При этом изменения структуры более значительные. Во многих случаях достаточен неполный отжиг.

Температурные зоны для рекристаллизационного отжига

Характерности отжига разных видов стали

Все термические операции с металлом проводят в строгом согласии с предписанными требованиями к каждой марке. Определяющим значением становится содержание углерода, остальных металлов в составе сплава. Аргументом, оказывающим влияние на твердость после отжига стали, считается время выдержки в печи и режим охлаждения.

Для того чтобы точно выполнить условия охлаждения постоянно применяются 2 печи. В одной поддерживается самая большая температура, а во второй изделие могут выдержать нужное кол-во времени до окончания внутренних структурных процессов. Так температура отжига нержавейки в первой камере может превысить 1000° С, а потом изделия могут выдержать пару часов при 900° С и охлаждают до 300° С со скоростью 50-100° С в час. Последующее охлаждение проходит на воздухе.

Большую часть в общем объеме термические обработки занимают доэвтектоидные стали. Содержание углерода в них менее 0, 8%. Структуру составляют феррит и перлитовый песок, по этому во многих случаях достаточно провести неполный отжиг доэвтектоидных сталей, что снизит твердость и увеличит эластичность. Низкоуглеродистые сплавы применяются в больших объемах в строительстве, в конструкциях, сооружаемых в народном хозяйстве. Однако в некоторых случаях требования к структуре металла более жёсткие. Тогда приходится проводить полный отжиг доэвтектоидных сталей для снимания стрессов и получения равновесной структуры с заданными качествами. Используемый способ подбирается, опираясь на требования изготовителей, возможности имеющегося обрабатывающего оборудования. В техдокументации обозначены температуры и время, которое необходимо при отжиге, для достижения качеств приобретаемых закалкой и отпуском.

В процессе термообработки происходят непростые изменения структурного характера, которые можно анализировать исключительно на спецоборудовании. Разрабатывались нормы и советы, опираясь на научные данные, выполнение которых в производственных условиях в первую очередь. Получаемая структура при отжиге и остальные критерии строго регламентированы и дома фактически невыполнимы. Впрочем достичь изменения структурного сооружения, сделать металл мягким и податливым собственными руками можно. Качество отожженной стали для бытового использования будет достаточным. Для домашнего умельца не имеет значения, эвтектоидного или аустенитного класса сплав у отделываемой детали.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.