Термообработка отпуск закалка: Комплексная термическая обработка металлов

Содержание

Комплексная термическая обработка металлов

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ТЕРМООБРАБОТКЕ

КОНВЕЙЕРНЫЕ ПЕЧИ

ШАХТНЫЕ ПЕЧИ
КОЛПАКОВЫЕ ПЕЧИ
ПЕЧИ КАМЕРНЫЕ ДЛЯ ОТЖИГА ПРОВОЛОКИ
ВАКУУМНЫЕ ПЕЧИ
ТИГЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ
КОНВЕЙЕРНЫЕ ПЕЧИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
САДОЧНЫЕ ПЕЧИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
ГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ

ИНДУКЦИОННАЯ ТЕРМООБРАБОТКА ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

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

Термическая обработка (термообработка) стали, сплавов бывает следующих видов: отжиг, нормализация, закалка, отпуск.

Отжиг — термическая обработка (термообработка) металла, при которой производится нагревание металла, а затем медленное охлаждение. Эта термобработка (т.е. отжиг) бывает разных видов (вид отжига зависит от температуры нагрева, скорости охлаждения металла).
Закалка — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, основанная на перекристаллизации стали (сплавов) при нагреве до температуры выше критической; после достаточной выдержки при критической температуре для завершения термической обработки следует быстрое охлаждение. Закаленная сталь (сплав) имеет неравновесную структуру, поэтому применим другой вид термообработки — отпуск.
Отпуск — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах, повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла.
Нормализация — термическая обработка (термообработка), схожая с отжигом. Различия этих термобработок (нормализации и отжига) состоит в том, что при нормализации сталь охлаждается на воздухе (при отжиге — в печи).

ОТЖИГ СТАЛИ

Отжиг — процесс термообработки металла, при котором производится нагревание, затем медленное охлаждение металла. Переход структуры из неравновесного состояния до более равновесного. Отжиг первого рода, его виды: возврат (он же отдых металла), рекристаллизационный отжиг (он же называется рекристаллизация), отжиг для снятия внутренних напряжений, диффузионный отжиг (еще называется гомогенизация). Отжиг второго рода – изменение структуры сплава посредством перекристаллизации около критических точек с целью получения равновесных структур. Отжиг второго рода, его виды: полный, неполный, изотермический отжиги. Ниже рассмотрен отжиг, его виды, применительно к стали.

Возврат (отдых) стали – нагрев до 200 – 400°C, отжиг для уменьшения или снятия наклепа. По результатам отжига наблюдается уменьшение искажений кристаллических решеток у кристаллитов и частичное восстановление физико-химических свойств стали.
Рекристаллизационный отжиг стали (рекристаллизация) — нагрев до температур 500 – 550°C; отжиг для снятия внутренних напряжений – нагрев до температур 600 – 700°C. Эти виды отжига снимают внутренние напряжения металла отливок от неравномерного охлаждения их частей, также в заготовках, обработанных давлением (прокаткой, волочением, штамповкой) с использованием температур ниже критических. Вследствиии рекристаллизационного отжига из деформированных зерен вырастают новые кристаллы, ближе к равновесным, поэтому твердость стали снижается, а пластичность, ударная вязкость увеличиваются. Чтобы полностью снять внутренние напряжения стали нужна температура не менее 600°C. Охлаждение после выдержки при заданной температуре должно быть достаточно медленным: вследствии ускоренного охлаждения металла вновь возникают внутренние напряжения.
Диффузионный отжиг стали (гомогенизация) применяется тогда, когда сталь имеет внутрикристаллическую ликвацию. Выравнивание состава в зернах аустенита достигается диффузией углерода и других примесей в твердом состоянии, наряду с самодиффузией железа. По результатам отжига, сталь становится однородной по составу (гомогенной), поэтому диффузионный отжиг называет также гомогенизацией. Температура гомогенизации должна быть достаточно высокой, однако нельзя допускать пережога, оплавления зерен. Если допустить пережог, то кислород воздуха окисляет железо, проникая в толщу его, образуются кристаллиты, разобщенные окисными оболочками. Пережог устранить нельзя, поэтому пережженные заготовки являются окончательным браком. Диффузионный отжиг стали обычно приводит к слишком сильному укрупнению зерна, что следует исправлять последующим полным отжигом (на мелкое зерно).
Полный отжиг стали связан с фазовой перекристаллизацией, измельчением зерна при температурах точек АС1 и АС2. Назначение его – улучшение структуры стали для облегчения последующей обработки резанием, штамповкой или закалкой, а также получение мелкозернистой равновесной перлитной структуры готовой детали. Для полного отжига сталь нагревают на 30-50°Cвыше температуры линии GSK и медленно охлаждают. После отжига избыточный цементит (в заэвтектоидных сталях) и эвтектоидный цементит имеют форму пластинок, поэтому и перлит называют пластинчатым
При отжиге стали на пластинчатый перлит заготовки оставляют в печи до охлаждения, чаще всего при частичном подогреве печи топливом, чтобы скорость охлаждения была не больше 10-20°C в час. Отжигом также достигается измельчение зерна. Крупнозернистая структура, например, доэвтектоидной стали, получается при затвердевании вследствие свободного роста зерен (если охлаждение отливок медленное), а также в результате перегрева стали. Эта структура называется видманштетовой (по имени австрийского астронома А. Видманштеттена, открывшего в 1808 г. такую структуру на метеорном железе). Такая структура придает низкую прочность заготовке. Структура характерна тем, что включения феррита (светлые участки) и перлита (темные участки) располагаются в виде вытянутых пластин под различными углами друг к другу. В заэвтектоидный сталях видманштетова структура характеризуется штрихообразным расположением избыточного цементита. Размельчение зерна связано с перекристаллизацией альфа-железа в гамма-железо; вследствии охлаждения и обратного переходе гамма-железа в aльфа-железо мелкозернистая структура сохраняется. Таким образом, одним из результатов отжига на пластинчатый перлит является мелкозернистая структура.
Неполный отжиг стали связан с фазовой перекристаллизацией лишь при температуре точки А С1; неполный отжиг применяется после горячей обработки давлением, когда у заготовки мелкозернистая структура.
Отжиг стали на зернистый перлит применяют обычно для эвтектоидных, заэвтектоидных сталей, для повышения пластичности, вязкости стали и уменьшения ее твердости. Для получения зернистого перлита сталь нагревают выше точки АС1, затем выдерживают недолго, чтобы цементит растворился в аустените не полностью. Затем сталь охлаждают до температуры несколько ниже Ar1, выдерживают при такой температуре несколько часов. При этом частицы оставшегося цементита служат зародышами кристаллизации для всего выделяющегося цементита, который нарастает округлыми (глобулярными) кристаллитами, рассеянными в феррите. Свойство зернистого перлита существенно отличаются от свойств пластинчатого в сторону меньшей твердости, но большей пластинчатости и вязкости. Особенно это относится к заэвтектоидной стали, где весь цементит (как эвтектоидный, так избыточный) получается в виде глобулей.
Изотермический отжиг — после нагрева и выдержки сталь быстро охлаждают до температуры несколько ниже точки А 1, затем выдерживают при этой температуре до полного распадения аустенита на перлит, после чего охлаждают на воздухе. Применение изотермического отжига значительно сокращает время, а также повышает производительность. Например, обыкновенный отжиг легированной стали длится 13-15 ч, а изотермический – всего 4-7 ч.

ЗАКАЛКА СТАЛИ

Различают закалку с полиморфным превращением, для сталей, и закалку без полиморфного превращения, для большинства цветных металлов. Материал, подвергшийся закалке приобретает большую твердость, но становится хрупким, менее пластичным и вязким, если сделать большее количество повторов нагревание-охлаждение.

Для снижения хрупкости и увеличения пластичности и вязкости, после закалки с полиморфным превращением применяют отпуск. После закалки без полиморфного превращения применяют старение. При отпуске имеет место некоторое снижение твердости и прочности материала.

В зависимости от температуры нагрева, закалку подразделяют на полную и неполную. В случае полной закалки материал нагревают на 30 — 50°C выше линии GS для доэвтектоидной стали и эвтектоидной, заэвтектоидная линия PSK, в этом случае сталь приобретает структуру аустенит и аустенит + цементит. При неполной закалке производят нагрев выше линии PSK диаграммы, что приводит к образованию избыточных фаз по окончании закалки.

Неполная закалка, как правило, применяется для инструментальных сталей. Закалка снимается отпуском материала. В некоторых изделиях закалка выполняется частично, например при изготовлении японских катан, закалке подвергается только режущая кромка меча.

Закалочные среды

При закалке для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного превращения требуется быстрое охлаждение, но не во всём интервале температур, а только в пределах 650-400 °C, то есть в том интервале температур в котором аустенит менее всего устойчив, быстрее всего превращается в феритно-цементитную смесь. Выше 650 °C скорость превращения аустенита мала, и поэтому смесь при закалке можно охлаждать в этом интервале температур медленно, но, конечно, не настолько, чтобы началось выпадение феррита или превращение аустенита в перлит.

Механизм действия закалочных сред (вода, масло, водополимерная закалочная среда (Термат), а также охлаждение деталей в растворах солей) следующий. В момент погружения изделия в закалочную среду вокруг него образуется плёнка перегретого пара, охлаждение происходит через слой этой паровой рубашки, то есть относительно медленно. Когда температура поверхности достигает некоторого значения (определяемого составом закаливающей жидкости), при котором паровая рубашка разрывается, то жидкость начинает кипеть на поверхности детали, и охлаждение происходит быстро.

Первый этап относительно медленного кипения называется стадией плёночного кипения, второй этап быстрого охлаждения — стадией пузырькового кипения. Когда температура поверхности металла ниже температуры кипения жидкости, жидкость кипеть уже не может, и охлаждение замедлится. Этот этап носит название конвективного теплообмена.

Способы закалки

Закалка в одном охладителе — нагретую до определённых температур деталь погружают в закалочную жидкость, где она остаётся до полного охлаждения. Этот способ применяется при закалке несложных деталей из углеродистых и легированных сталей.
Прерывистая закалка в двух средах — этот способ применяют при закалке высокоуглеродистых сталей. Деталь сначала быстро охлаждают в быстро охлаждающей среде (например воде), а затем в медленно охлаждающей (масло).
Струйчатая закалка заключается в обрызгивании детали интенсивной струёй воды и обычно её применяют тогда, когда нужно закалить часть детали. При этом способе не образуется паровая рубашка, что обеспечивает более глубокую прокаливаемость, чем простая закалка в воде. Такая закалка обычно производится в индукторах на установках ТВЧ.
Ступенчатая закалка — закалка, при которой деталь охлаждается в закалочной среде, имеющей температуру выше мартенситной точки для данной стали. При охлаждении и выдержке в этой среде закаливаемая деталь должна приобрести во всех точках сечения температуру закалочной ванны. Затем следует окончательное, обычно медленное, охлаждение, во время которого и происходит закалка, то есть превращение аустенита в мартенсит.
Изотермическая закалка. В отличие от ступенчатой при изотермической закалке необходимо выдерживать сталь в закалочной среде столько времени, чтобы успело закончиться изотермическое превращение аустенита.

ОТПУСК СТАЛИ

Отпуск стали смягчает действие закалки, уменьшает или снимает остаточные напряжения, повышает вязкость, уменьшает твердость и хрупкость стали. Отпуск производится путем нагрева деталей, закаленных на мартенсит до температуры ниже критической. При этом в зависимости от температуры нагрева могут быть получены состояния мартенсита, троостита или сорбита отпуска. Эти состояния несколько отличаются от соответственных состояний закалки по структуре и свойствам: при закалке цементит (в троостите и сорбите) получается в форме удлиненных пластинок, как в пластинчатом перлите. А при отпуске он получается зернистым, или точечным, как в зернистом перлите.

Преимуществом точечной структуры является более благоприятное сочетание прочности и пластичности. При одинаковом химическом составе и одинаковой твердости сталь с точечной структурой имеет значительно более высокое относительное сужение y и ударную вязкость а н, повышенное удлинение d и предел текучести s т по сравнению со сталью с пластинчатой структурой.

Мартенсит закалки имеет неустойчивую тетрагональную решетку, а мартенсит отпуска – устойчивую центрированную кубическую решетку альфа-железа.

Отпуск разделяют на низкий, средний и высокий в зависимости от температуры нагрева.

Для определения температуры при отпуске изделия пользуются таблицей цветов побежалости. Тонкая пленка окисдов железа, придающая металлу различные быстро меняющиеся цвета — от светло-желтого до серого. Такая пленка появляется, если очищенное от окалины стальное изделие нагреть до 220°C; при увеличении времени нагрева или повышении температуры окисная пленка утолщается и цвет ее изменяется. Цвета побежалости одинаково проявляются как на сырой, так и на закаленной стали.

При низком отпуске (нагрев до температуры 200-300°C) в структуре стали в основном остается мартенсит, который, однако, изменяется решетку. Кроме того, начинается выделение карбидов железа из твердого раствора углерода в альфа-железе и начальное скопление их небольшими группами. Это влечет за собой некоторое уменьшение твердости и увеличение пластических и вязких свойств стали, а также уменьшение внутренних напряжений в деталях. Для низкого отпуска детали выдерживают в течение определенного времени обычно в масляных или соляных ваннах. Если для низкого отпуска детали нагревают на воздухе, то для контроля температуры часто пользуются цветами побежалости, появляющимися на поверхности детали. Появление этих цветов связано с интерференцией белого света в пленках окисла железа, возникающих на поверхности детали при ее нагреве. В интервале температур от 220 до 330°C в зависимости от толщины пленки цвет изменяется от светло-желтого до серого. Низкий отпуск применяется для режущего, измерительного инструмента и зубчатых колес.

При среднем (нагрев в пределах 300-500°C) и высоком (500-700°C) отпуске сталь из состояния мартенсита переходит соответственно в состояние троостита или сорбита. Чем выше отпуск, тем меньше твердость отпущенной стали и тем больше ее пластичность и вязкость. При высоком отпуске сталь получает наилучшее сочетание механических свойств, повышение таких показателей как прочность, пластичность и вязкость, поэтому высокий отпуск стали после закалки ее на мартенсит применяют для термической обработки кузнечным штампов, пружин, рессор, а высокий – для многих деталей, подверженных действию высоких напряжений (например, осей автомобилей, шатунов двигателей).

Для некоторых марок стали отпуск производят после нормализации. Этот относится к мелкозернистой легированной доэвтектоидной стали (особенно никелевой), имеющий высокую вязкость и поэтому плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для улучшения обрабатываемости производят нормализацию стали при повышенной температуре (до 950-970°C), в результате чего она приобретает крупную структуру (определяющую лучшую обрабатываемость) и одновременно повышенную твердость (ввиду малой критической скорости закалки никелевой стали). С целью уменьшения твердости производят высокий отпуск этой стали.

НОРМАЛИЗАЦИЯ СТАЛИ

Нормализацией называют такой вид термической обработки, когда сталь нагревают на 30 — 50°C выше верхних критических температур Асз или Аст и после выдержки при этих температурах охлаждают на спокойном воздухе. Таким образом, от отжига нормализация отличается более быстрым охлаждением изделия (примерно в 2 раза).

Нормализация является более дешевой операцией, чем отжиг, так как печи используются только для нагрева и выдержки изделия при температуре нагрева, а охлаждение производится вне печи. Кроме того, нормализация ускоряет процесс термической обработки. Таким образом, отжиг выгодно заменять нормализацией. Однако это не всегда возможно, так как у некоторых сталей твердость после нормализации возрастает более значительно, чем при отжиге. Малоуглеродистые стали рекомендуется подвергать нормализации, так как у них практически отсутствует разница в свойствах после отжига и нормализации.

Стали, содержащие свыше 0,4% углерода, после нормализации получают повышенную твердость. Такие стали лучше отжигать. На практике и такие стали часто подвергают нормализации вместо отжига, а затем высокому отпуску при температурах 650 — 700°C для уменьшения твердости. Нормализацию применяют для получения мелкозернистой структуры в отливках и поковках, для устранения внутренних напряжений и наклепа, для подготовки структуры стали к закалке.

Для некоторых изделий нормализация является не предварительной, а окончательной операцией термической обработки. В этом случае после нормализации изделия подвергают высокому отпуску для снятия внутренних напряжений, образовавшихся при охлаждении изделия на воздухе.

Термическая обработка 4: закалка, отпуск, нормализация, отжиг — Новости

Термическая обработка 4: закалка, отпуск, нормализация, отжиг

Во-первых, тушение

1. Что такое гашение?

Закалка стали заключается в том, что одну из сталей нагревают до критической температуры Ac3 (гипоэвтектоидная сталь) или Ac1 (гиперэвтектоидная сталь) выше температуры, сохраняют тепло в течение некоторого времени, производят аустенизацию полностью или частично, затем при температуре выше критического охлаждения скорость холода быстрее холод ниже Мс до изотермического мартенситного (или Мс) или бейнитного превращения процесса термообработки. Как правило, обработка твердым раствором алюминиевого сплава, медного сплава, титанового сплава, закаленного стекла и других материалов или процесс термической обработки с быстрым охлаждением называется закалкой.

2. Цель гашения:

1) улучшить механические свойства металлических изделий или деталей. Например: улучшить твердость и износостойкость инструментов, подшипников и т. Д., Улучшить предел упругости пружины, улучшить комплексные механические свойства деталей вала и т. Д.
2) улучшить материальные или химические свойства некоторых специальных сталей. Такие, как повышение коррозионной стойкости нержавеющей стали, увеличение постоянных магнитных сталей и т. Д.

Охлаждение охлаждением, в дополнение к необходимости разумного выбора закалочной среды, но также и правильного метода закалки, распространены методы закалки, в основном закалка с одной жидкостью, закалка с двойной жидкостью, закалка, изотермическое закалка, локальное закалка.

3. Стальная заготовка после закалки имеет следующие характеристики:

(1) были получены мартенсит, бейнит, остаточный аустенит и другие несбалансированные (то есть нестабильные) структуры.
(2) существует большое внутреннее напряжение.
(3) Механические свойства не могут соответствовать требованиям. Следовательно, стальная заготовка после закалки обычно проходит закалку.

Во-вторых, закалка

1. Что такое закалка?

Закалка после закалки металлического бруса или деталей нагрева до определенной температуры, сохранение тепла, после определенного времени определенным образом, охлаждение процесса термообработки и закалка сопровождается операцией, после закалки также обычно проводят термообработку заготовки при конец процедуры, и, таким образом, имеют комбинацию процесса закалки и отпуска, известную как окончательная обработка.

2. Основными целями закалки и отпуска являются:

1) уменьшить внутреннее напряжение и уменьшить хрупкость, в закалочных деталях возникает большое напряжение и хрупкость, например, несвоевременное отпускание часто приводит к деформации или даже растрескиванию.
2) отрегулировать механические свойства заготовки, заготовки после закалки, высокой твердости, хрупкости, чтобы удовлетворить различные требования к производительности различных заготовок, могут быть скорректированы путем отпуска, твердости, прочности, пластичности и ударной вязкости.
3) стабилизировать размер заготовки. Металлографическая структура может быть стабилизирована путем отпуска, чтобы гарантировать, что деформация не произойдет в будущем.
4) улучшить режущие характеристики некоторых легированных сталей.

3. Эффект закалки:

(1) улучшить стабильность организации, так что заготовка при использовании процесса больше не происходит организационная трансформация, так что геометрический размер и производительность заготовки остаются стабильными.
(2) устранить внутреннее напряжение, чтобы улучшить производительность заготовки и стабильность размера геометрии заготовки.
(3) отрегулируйте механические свойства стали в соответствии с требованиями использования.

Причина, по которой отпуск оказывает такое влияние, состоит в том, что при повышении температуры активность атомов повышается, и атомы железа, углерода и других легирующих элементов в стали могут диффундировать быстрее, чтобы достичь перегруппировки и сочетания атомов, так что постепенно преобразовывать неустойчивую несбалансированную структуру в устойчивую равновесную структуру. Устранение внутренних напряжений также связано с уменьшением прочности металла при повышении температуры. Общий стальной характер, снижение твердости и прочности, улучшение пластичности. Чем выше температура отпуска, тем больше изменение этих механических свойств. Некоторые легированные стали с более высоким содержанием легирующих элементов при отпуске в определенном температурном интервале будут осаждать некоторые мелкодисперсные соединения металлов, повышая прочность и твердость. Это явление называется вторичным упрочнением.

Требования к отпуску: заготовки различного назначения должны быть подвергнуты отпуску при разных температурах для соответствия используемым требованиям.

(1) режущие инструменты, подшипники, науглероживающие и закалочные детали, детали с поверхностной закалкой часто при температуре ниже 250 ℃ при низкой температуре После отпуска при низкой температуре твердость мало изменяется, внутреннее напряжение уменьшается, а ударная вязкость немного увеличивается.
(2) пружина в 350 ~ 500 ℃ при температуре отпуска, высокая эластичность и необходимая прочность могут быть получены.
(3) в углеродистой конструкционной стали детали обычно изготавливают при температуре 500 ~ 600 ℃ высокотемпературного отпуска, чтобы получить соответствующие с хорошей прочностью и ударной вязкостью.

Сталь при 300 ℃ отпуска, часто делает ее хрупкость увеличивается, это явление называется первым типом хрупкости. Отпуск обычно не следует проводить в этом температурном диапазоне. Некоторые конструкционные стали из среднеуглеродистых сплавов также имеют тенденцию быть хрупкими, если они медленно охлаждаются до комнатной температуры после высокого отпуска. Это явление известно как второй тип хрупкости характера. Добавление молибдена к стали или охлаждение его в масле или воде во время отпуска может предотвратить второй тип хрупкости при отпуске. Эту хрупкость можно устранить путем нагрева второго типа хрупкой стали до первоначальной температуры отпуска.

В производстве часто в соответствии с требованиями к производительности заготовки. В зависимости от разной температуры нагрева отпуск можно разделить на низкий отпуск, средний отпуск и высокий отпуск. Процесс термической обработки, сочетающий закалку и последующее высокотемпературное отпускание, называется закалкой и отпуском, то есть он обладает высокой прочностью и одновременно хорошей пластичностью.

1) низкотемпературный отпуск: 150-250 ℃, M назад, уменьшить внутреннее напряжение и хрупкость, улучшить пластическую прочность, более высокую твердость и износостойкость. Используется для изготовления измерительных инструментов, режущих инструментов и подшипников качения и т. Д.
Температура отпуска в 2): 350-500 ℃, Т назад, обладает высокой эластичностью, обладает определенной пластичностью и твердостью. Используется для изготовления пружин, штамповки штампов и т. Д.
3) высокотемпературный отпуск: 500-650 ℃, S назад, имеет хорошие комплексные механические свойства. Используется для изготовления зубчатых колес, коленчатых валов и т. Д.

В-третьих, нормализация

1. Что нормализует?

Нормализация — это термическая обработка, которая улучшает ударную вязкость стали. Нагрейте стальные элементы до Ac3 после температуры более 30 ~ 50,, сохраняя тепло в течение некоторого времени от воздушного охлаждения. Основная характеристика заключается в том, что скорость охлаждения выше, чем скорость отжига, но ниже, чем скорость охлаждения. При нормализации кристаллизованные зерна стали могут быть очищены при несколько более быстром охлаждении, что не только может обеспечить удовлетворительную прочность, но также может значительно улучшить ударную вязкость (значение AKV) и уменьшить склонность к растрескиванию компонентов. После нормализации некоторых низколегированных горячекатаных стальных листов, поковок и деталей для литья можно значительно улучшить комплексные механические свойства материалов, а также улучшить режущие свойства.

2. Нормализация имеет следующие цели и использует:

(1) для гипоэвтектоидной стали, нормализующей для исключения литья, ковки, сварки деталей с перегретой крупнокристаллической структурой и структурой Векслера, прокатанных в ленточной структуре; Переработка зерна; И может быть использован в качестве предварительной термообработки перед закалкой.
(2) для гиперэвтектоидной стали, нормализация может устранить сетку вторичного цементита, и сделать рафинирование перлита, не только улучшить механические свойства, но также способствует будущему отжигу сфероидизации.
(3) для низкоуглеродистой глубокой вытяжки тонкой стальной пластины нормализация может устранить зернистость без цементита, чтобы улучшить его характеристики глубокой вытяжки.

(4) для низкоуглеродистой стали и низкоуглеродистой низколегированной стали, используя нормализацию, можно получить более мелкую чешуйчатую перлитную структуру, повысить твердость до hb140-190, избежать явления «палка-нож» при резке, улучшить обработку резанием. Для среднеуглеродистой стали нормализация является более экономичной и удобной, когда доступны как нормализация, так и отжиг.
(5) для обычной среднеуглеродистой структуры стали, в механических свойствах случай не является высоким, может быть использован вместо закалки и высокотемпературного отпуска, не только просты в эксплуатации, и сделать стальную структуру и стабильность размеров.
( 6 ) высокотемпературная нормализация (150 ~ 200) выше Ac3) из-за высокой температуры диффузии выше, может уменьшить сегрегацию состава отливок и поковок. Крупные зерна после высокотемпературной нормализации могут быть очищены путем второй последующей нормализации при более низкой температуре.

(7) Все землевладельцы, некоторые из которых используются для паровой турбины и котла из низко- и среднеуглеродистой легированной стали, обычно используют нормализацию для получения бейнитной структуры, затем при высокотемпературном отпуске, когда используется при 400 ~ 550 ℃, имеет хорошую способность противостоять ползучести ,
(8) Наряду со сталью и сталью нормализация также широко используется при термической обработке чугуна с шаровидным графитом, так что он имеет перлитную матрицу, улучшающую прочность чугуна с шаровидным графитом.

Поскольку нормализация характеризуется воздушным охлаждением, температура окружающей среды, режим укладки, поток воздуха и размер заготовки оказывают влияние на структуру и производительность после нормализации. Нормализующая микроструктура также может быть использована в качестве метода классификации легированных сталей. Обычно по образцу нагревается до 900 ℃ на 25 мм в диаметре, воздушное охлаждение организации, легированная сталь можно разделить на перлитную, бейнитную сталь, сталь мартенситную сталь и аустенитную сталь.

Четыре, отжиг

1. Что такое отжиг?

Отжиг — это процесс термической обработки, при котором металл медленно нагревают до определенной температуры, выдерживают в течение достаточного времени, а затем охлаждают с соответствующей скоростью. Термическая обработка отжига делится на полный отжиг, неполный отжиг и отжиг для снятия напряжений. Механические свойства отожженных материалов могут быть проверены испытанием на растяжение или твердостью. Многие стали поставляются в состоянии термической обработки отжига. Измеритель твердости по Роквеллу может быть использован для проверки твердости HRB для определения твердости стали. Для более тонких стальных пластин, стальных лент и тонкостенных стальных труб может использоваться твердомер поверхности Роквелла для проверки твердости HRT.

2. Целью отжига является:

(1) улучшить или устранить стали в процессе литья, ковки, прокатки и сварки, вызванных различными дефектами ткани и остаточного напряжения, чтобы предотвратить деформацию заготовки, растрескивание.
(2) чтобы смягчить заготовку для резки.
(3) измельчить зерно, улучшить организацию, чтобы улучшить механические свойства заготовки.
(4) для окончательной термообработки (закалка, отпуск) для подготовки к организации.

3. Общие процессы отжига включают в себя:

(1) Полный отжиг. Применяется для тонкой литья, ковки и сварки средне- и низкоуглеродистой стали после механических свойств плохого грубого перегрева. Все в заготовке, нагретой до температуры феррита аустенита более 30 ~ 50 ℃ , сохранение тепла в течение некоторого периода времени, а затем с медленной охлаждающей печи, аустенит во время охлаждения, чтобы изменить снова, может сделать организацию стали.

(2) Сфероидизирующий отжиг. Для снижения высокой твердости инструментальной стали и подшипниковой стали после ковки. Заготовка, нагретая до начала образования аустенитной стали, температура выше 20 ~ 40 ℃ , медленное охлаждение после сохранения тепла, в процессе охлаждения перлитного пластинчатого цементита в шар, снижение твердости.

(3) Изотермический отжиг. Для снижения высокой твердости некоторых легированных конструкционных сталей с высоким содержанием никеля и хрома для резки. Как правило, аустенит сначала охлаждают до самой нестабильной температуры аустенита с относительно высокой скоростью, и твердость может быть уменьшена, когда аустенит превращается в трюуит или сорбит после надлежащего сохранения тепла.

(4) рекристаллизационный отжиг. Чтобы исключить металлическую проволоку, тонкие пластины в процессе холодной волочения, явление упрочнения холодной прокатки (повышение твердости, снижение пластичности). Температура нагрева обычно стали начинает формировать аустенитную температуру ниже 50 ~ 150 ℃ , только таким образом можно устранить эффект деформационного упрочнения для размягчения металла.

(5) Графитизация отжига. Он используется для превращения чугуна, содержащего большое количество цементита, в ковкий чугун с хорошей пластичностью. Процесс литья нагревается до 950 ℃ или около того, при соответствующем охлаждении после времени сохранения тепла происходит разложение цементита в виде хлопьевидной массы графита.

(6) Диффузионный отжиг. Он используется для гомогенизации химического состава литейного сплава и улучшения его эксплуатационных характеристик. Метод состоит в том, чтобы нагреть отливку до максимально возможной температуры без плавления и поддерживать ее в течение длительного времени, а затем медленно охлаждать после того, как все элементы в сплаве распределяются и равномерно распределяются.

(7) Отжиг для снятия напряжения. Для устранения внутренних напряжений стальных отливок и сварочных деталей. Для начавшегося после образования аустенитной стали температуры нагрева до 100 ~ 200 ℃ , выдерживая в воздухе после охлаждения, можно устранить внутренние напряжения.

Закалка и отпуск. Термическая обработка металлов

Цементная закалка — это процесс упрочнения поверхности металла путем введения элементов в поверхность материала с образованием тонкого слоя более твердого сплава.

В сочетании с последующей операцией закалки желаемые свойства компонента могут варьироваться в зависимости от области применения.

Нейтральная закалка

Термическая обработка, используемая для достижения высокой твердости/прочности стали, состоящая из аустенизации, закалки и отпуска для сохранения отпущенной мартенситной или бейнитной структуры.

Закалка по Ausbay

Метод закалки, снижающий остаточные внутренние напряжения и деформации, возникающие в результате неравномерного превращения и теплового удара, типичные для традиционной закалки в масле.

Austempering

Процесс термической обработки черных металлов со средним и высоким содержанием углерода с получением металлургической структуры, называемой бейнитом, используемой для повышения прочности, ударной вязкости и уменьшения деформации.

Закалка/маркировка

Прерывистая закалка сталей при температуре чуть выше мартенситной фазы. Замедленное охлаждение выравнивает температуру и сводит к минимуму деформацию, растрескивание и остаточное напряжение.

Закалка на прессе

Контролируемая закалка в ограничительных штампах компонентов с жесткими допусками, таких как зубчатые колеса. Обеспечивает хороший контроль размеров и равномерное отверждение.

Индукционная закалка

Процесс поверхностной закалки, повышающий износостойкость, твердость поверхности и усталостную долговечность за счет упрочнения поверхностного слоя при сохранении неизменной микроструктуры сердцевины.

Двойная закалка

Обработка, при которой деталь подвергается двум полным операциям закалки или сначала процессу отжига, а затем процессу закалки.

Отпуск

Отпуск – это процесс низкотемпературной термообработки, обычно выполняемый после процесса закалки для достижения желаемого соотношения твердость/вязкость.

Нейтральная закалка

Закалка по Ausbay

Austempering

Отпуск/закалка

Закалка прессом

Индукционная закалка

Двойная закалка

Отпуск

Нейтральная закалка — Закалка и отпуск

Нейтральная закалка, также называемая мартенситной закалкой, представляет собой термообработку, используемую для достижения высокой твердости/прочности стали. Он состоит из аустенизации, закалки и отпуска, чтобы сохранить отпущенную мартенситную или бейнитную структуру.

Преимущества нейтральной закалки

Нейтральная закалка имеет несколько преимуществ в зависимости от типа стали:

Тяжелонагруженным деталям можно придать оптимальное сочетание высокой прочности, ударной вязкости и, если применимо, термостойкости
Такие детали можно сделать легче и жестче за счет большей прочности
Инструменты и штампы приобретают необходимую высокую износостойкость и/или термостойкость при сохранении ударной вязкости
Детали, требующие шлифовки до малой шероховатости, приобретают требуемую обрабатываемость
Для всех этих целей, если детали изготовлены из мартенситных нержавеющих сталей, коррозионная стойкость доступна только после термической обработки

Инструментальные стали: желаемые свойства высокой твердости, износостойкости, жаростойкости и обрабатываемости могут быть приданы только закалкой.

Мартенситные нержавеющие стали: максимальная коррозионная стойкость этих сталей достигается только закалкой.

Для всех типов стали: при формовании деталей (происходит до термической обработки) материал относительно мягкий и поэтому легко обрабатывается.

Применение и материалы

Конструкционная сталь:

Высоконагруженные детали, такие как приводные валы, несущие балки, рамы, вилы вилочного погрузчика, гайки и болты, подъемные проушины и т. д.
Детали аналогичные, предназначенные для работы при повышенных температурах
Пружины любого типа и любого размера
Инструмент: режущий, молотковый, прокатный, т.е. любой инструмент для холодной и горячей обработки давлением
Матрицы: режущие, прокатные, штамповочные, ковочные, а также пластиковые и алюминиевые литейные и экструзионные штампы
Детали из нержавеющей стали, требующие высокой коррозионной стойкости (пищевая и медицинская промышленность)

Детали процесса нейтральной закалки

Описанные здесь процессы закалки обычно являются нейтральными, что означает, что химический состав стальной поверхности деталей не должен изменяться во время процесса.

Прямая закалка является наиболее распространенным методом закалки стали.

Первый этап – поэтапный нагрев до температуры закалки, которая в зависимости от типа стали находится в диапазоне от 800 до 1220°C. При температуре от 730 до 900°С (в зависимости от марки стали) происходит превращение микроструктуры в аустенитную.
Вторым этапом является выдержка при этой температуре закалки, аустенизации для одновременного полного выравнивания температуры деталей и превращения микроструктуры в аустенит. NB: это дает уменьшение удельного объема.
Третий этап – закалка детали непосредственно от температуры аустенизации в холодной среде. Такой закалочной средой обычно является вода, жидкая соль, масло или азот под высоким давлением, в зависимости от типа стали и размеров детали. Скорость закалки должна быть достаточно высокой, чтобы предотвратить возвращение материала в первоначальную мягкую структуру.

Сопутствующие услуги

Раствор и старение
Карбонитрация

Свяжитесь с нами для цитаты.

Нейтральная закалка, также называемая мартенситной закалкой или закалкой, представляет собой термообработку, используемую для достижения высокой твердости/прочности стали. Он состоит из аустенизации, закалки и отпуска, чтобы сохранить отпущенную мартенситную или бейнитную структуру.