Отжиг стали

Отжиг от чужих привязок

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ОТЖИГ — это… Что такое ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ОТЖИГ?

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ОТЖИГ

вид отжига стали, заключающийся в нагреве изделия до аустенитного состояния (см. Аустенит), выдержке при такой темп-ре, охлаждении примерно до 600 — 700 °С, новой выдержке до окончания распада аустеннта, а затем охлаждении до комнатной темп-ры.

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004.

• ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ВАГОН
• ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

Смотреть что такое «ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ОТЖИГ» в других словарях:

• изотермический отжиг — Аустенитизация сплава на железной основе, с последующим охлаждением и выдержкой при температуре, при которой аустенит превращается в относительно мягкую феррито карбидную смесь. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики металлургия в целом …   Справочник технического переводчика

• Изотермический отжиг — Isothermal annealing Изотермический отжиг. Аустенитизация сплава на железной основе, с последующим охлаждением и выдержкой при температуре, при которой аустенит превращается в относительно мягкую феррито карбидную смесь. См. также Austenitizing… …   Словарь металлургических терминов

• изотермический отжиг — отжиг стали, заключающийся в нагреве до t > Аc (или только > Аc1), выдержке, охлаждении с любой скоростью до t < Ar1(на 50 100 °С), изотермической выдержке, обеспечивающей полный распад нестабильного аустенита на… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Изотермический отжиг — вид отжига металлов (стали и чугуна), заключающийся в нагреве металла до аустенитного состояния, выдержке при такой температуре, охлаждении примерно до 600 700° С, новой выдержке до окончания распада аустенита, а затем охлаждении до нормальной… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ОТЖИГ — вид отжига металлов (стали и чугуна), заключающийся в нагреве металла до аустенитного состояния (смотри Аустенит), выдержке при такой температуре, охлаждении примерно до 600 700° С, новой выдержке до окончания распада аустенита, а затем… …   Металлургический словарь

• отжиг изотермический — Отжиг стали, заключающийся в нагреве до t большей Ас, выдержке, охлаждении с любой скоростью до t меньшей Ari (на 50 100 °C), изотермической выдержке, обеспечивающей полный распад нестабильного аустенита на феррито цементитную смесь… …   Справочник технического переводчика

• Отжиг — У этого термина существуют и другие значения, см. Отжиг (значения). Отжиг вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге… …   Википедия

• отжиг II рода (фазовая перекристаллизация) — отжиг, при котором приближение металлов и сплавов к равновеснуом состоянию обусловленно диффузионными фазовыми превращениями. В большинстве случаев отжиг II рода подготовительная термическая обработка… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Отжиг — Annealing Отжиг. Термообработка, состоящая из нагрева до необходимой температуры превращения с последующим медленным охлаждением. Используется прежде всего для снятия напряжений в металлах, а также и одновременного изменения других свойств или… …   Словарь металлургических терминов

• отжиг I рода — отжиг, в результате которогo приближение металлов и сплавов к более равновесному состоянию достигается без фазовых превращений (перекристаллизации), например, рекристаллизационный отжиг, отжиг для снятия остаточных напряжений… …   Энциклопедический словарь по металлургии

Отжиг первого рода

Как правило, первый вид применяется после литья, горячей и холодной обработки давлением, а также различных видов обработок резанием. Он имеет несколько вариантов технологии отжига, которые используют в зависимости от того, какие неравновесные состояния структуры стали предполагается устранить, в том числе:

• рекристаллизационный;
• гомогенизационный (диффузионный);
• для снижения напряжений;
• высокий.

При применении этого вида термообработки все процессы реструктуризации стали протекают самопроизвольно, вне зависимости от изменений в фазовых составляющих, а нагрев лишь ускоряет их.

Гомогенизационный отжиг

Этот вид термообработки также называют диффузионным отжигом, т. к. выравнивание распределения химических элементов по объему изделия происходит с помощью диффузии.

При литье легированных сталей в их структуре формируются древовидные (дендритные) неоднородности, при этом легирующие элементы (хром, молибден, ванадий) концентрируются в средней части таких образований. После нагрева их атомы становятся более подвижными и диффундируют в области с меньшей концентрацией.

При гомогенизирующем отжиге сталь разогревают до температур, близких к плавлению (до 1200 ºC), а затем медленно остужают в печи в течение десятков часов. В результате большой длительности процесса металл становится крупнозернистым. Это недостаток исправляют последующей термообработкой, отжигая деталь на мелкое зерно.

ПОСМОТРЕТЬ Плавильную печь на AliExpress →

Рекристаллизационный отжиг

При обработке стальных деталей давлением происходит деформационное упрочнение металла, которое называется нагартовкой или наклепом. Для снижения жесткости и повышения пластичности применяют рекристаллизационный отжиг, позволяющий восстановить деформации и искажения в кристаллической решетке стали.

Для этого деталь нагревают до температуры, превышающей на 150÷200 ºC порог рекристаллизации (для углеродистой стали это составляет около 700 ºC), выдерживают под нагревом, а затем остужают.

При операциях холодной штамповки этот вид термообработки может применяться как в качестве предварительного или межоперационного, для снижения жесткости заготовки, так и в качестве окончательного, для придания готовому изделию требуемой пластичности.

Отжиг, уменьшающий напряжение

Такие напряжения часто имеют достаточно большую величину и в совокупности с эксплуатационными могут оказаться выше порога прочности изделия. Для их уменьшения стальные детали отжигают по специальной методике в температурном диапазоне, находящемся ниже точки рекристаллизации.

Температуру нагрева и выдержки выбирают в зависимости от марки металла и целей отжига. Для углеродистых сталей она находится в интервале от 150 до 700 ºC. Время термообработки зависит от массы и габаритов изделия и может составлять несколько часов.

Высокий отжиг

Этот вид термообработки используют главным образом для изделий из высоколегированных сталей с малым содержанием углерода. Для этого деталь нагревают до 650÷700 ºC, выдерживают при этой температуре около часа, а затем медленно охлаждают либо в остывающей печи, либо полностью засыпав просушенным песком в специальном ящике.

Таким способом отжигают зубчатые колеса после механической обработки.

Сборка самодельного ножа

Выполнив все указанные выше операции и доведя сталь ножа до необходимой твердости, переходим к сборке. Подгоняем форму накладок к хвостовику ножа и вырезаем дополнительно две вставки из кожи.

Затем смазываем детали клеем, устанавливаем на клею латунные вставки и оставляем сушиться на несколько часов.

Крайнюю вставку лучше изготовить не из стержня, а из трубочки требуемого диаметра. Это поможет крепить готовое изделие при эксплуатации на кожаный ремешок, что предохранит его потерю в походах, на рыбалке или охоте.

После высыхания клея тщательно обработайте рукоятку и лезвие наждачной бумагой. Для защиты клинка от коррозии его достаточно хорошо отполировать после окончательной заточки и доводки.

Что такое отжиг?

Если следовать логике, то сама приставка «от» обозначает некое разъединение, разрыв, если хотите. Соответственно, отжиг – это некий ритуал (ритуалы) с применением Первостихии Огня, направленный на избавление (или разрыв) от чего-либо.

Увы, но часто и густо бывает так, что отношения со временем обрастают такой массой негатива, что продолжать их дальше становится очень не просто. Они (отношения) начинают напоминать собой старые колоши, на которые налипло по сто кило грязи. Вроде бы босиком идти не респект, но ноги в такой вот обуви переставлять сложно. Далеко так не уйти.

Нужно что-то делать. Но что? Поможет отжиг.

Виды обработки стали: отжиг

Отжиг – это один из способов высокотемпературной обработки стали, с которым отлично справится установка ТВЧ. В основе его принципа лежит нагрев металла до заданной температуры, выдержка, а затем медленное охлаждение. Производится отжиг стали для того, чтобы выровнять структуру металла, улучшить пластичность, а также уменьшить напряжение металла, если перед отжигом производились какие-либо другие процессы термической обработки. Отжиг, как и другие виды термообработки стали, подразделяется на подтипы:

1. Отжиг первого рода. Во время произведения данного вида термической обработки не происходит перекристаллизация, называемая фазовыми превращениями. Если данные превращения и произведутся, то на итоговые результаты вовсе не скажутся. Производиться отжиг первого рода может при температуре, которая будет ниже или выше температуры фазовых превращений.
2. Диффузионный отжиг. По-другому называется гомогенизацией. Во время произведения данного вида отжига происходит длительная выдержка изделия в среде, имеющей температуру выше 950 градусов. Диффузионный отжиг позволяет устранить или уменьшить химическую неоднородность стали, которая негативно сказывается на металле, снижая его пластичность и повышая хрупкость. Время выдержки изделия при произведении гомогенизации определятся исходя из параметров и марки стали, однако колеблется в пределах 50-100 часов.
3. Отжиг второго рода. Во время произведения отжига второго рода сталь нагревается до температуры, которая будет выше точек АС1 или АС3 (смотрите изображение 1), затем происходит выдержка и медленное охлаждение. В результате медленного охлаждения фазовые превращения внутри металла приводят к получению почти равновесного состояния структуры металла.
4. Полный отжиг. Еще данный тип отжига называют высоким. Производится он при нагреве металла под температурой, которая будет на 30-50 градусов ниже, чем верхняя критическая точка АС3, также изделие выдерживается при этой температуре, а затем медленно охлаждается вместе с установкой. Полный отжиг позволяет произвести полную перекристаллизацию металла, получив перлитную структуру.
5. Неполный отжиг. До термической обработки сталь имеет слишком высокую твердость и тяжело поддается обработке. Внутри структуры имеется напряжение металла. Неполный отжиг применяется для устранения этого недостатка в виде уменьшения твердости металла. При неполном отжиге сталь нагревают, придерживаясь интервала температур между точкам АС1 и АС3. После произведения неполного отжига металл полностью избавляется от внутреннего напряжения, а сталь становится более податливой.
6. Сфероидизирующий отжиг. Высокоуглеродистая заэвтектоидная сталь, обладающая структурой пластинчатого перлита очень плохо поддается обработке при помощи режущих инструментов, поэтому должен быть произведен сфероидизирующий отжиг для изменения структуры на зернистый перлит. Для это металл нагревают ниже точки АС1, выдерживают при этой температуре несколько часов, а затем остужают. На изображении 2 вы можете заметить схему отжига на зернистый перлит.
7. Изометрический отжиг. Производится для получения ферритно-перлитовой смеси из аустенита при постоянной температуре. Изометрический отжиг предусматривает нагрев стали на 30-50 градусов выше точек АС3 или АСm, выдержку при соблюдении этой температуры и дальнейшее охлаждение до температуры перлитного превращения, которая как правило равняется 620-680 градусов, а затем снова выдерживают до конечного превращения аустенита в перлит.
8. Рекристализационный отжиг. По-другому называется разупрочняющим отжигом. Рекристализационный отжиг производится в отношении изделий, которые были подвержены наклепу металла, и кристаллическая решетка которых исказилась. Разупрочняющий отжиг производится при температуре ниже точки АС1, то есть 630-650 градусов.
9. Светлый отжиг. Производится для того, чтобы сохранить блестящую и чистую поверхность стальных листов, лент, прутков и т.п.

Как видите, существует немало видов отжига, позволяющих добиться нужных изменений в структуре металла. Установка ТВЧ способна с высокой точностью и хорошим качеством производить отжиг стали, приводя ее структуру в нужное состояние.

Секреты закалки: источник тепла

Существует несколько вариантов приспособлений, способных довести нагрев стальной детали до желаемого температурного порога. Идеальный вариант – муфельная печь промышленного или самостоятельного изготовления.

При отсутствии подобного инструмента возможно использование еще одного домашнего помощника – паяльной лампы.

Достаточно мощная струя пламени позволяет легко прогреть детали небольшой толщины до требуемой температуры. Не забывайте перемещать горелку вдоль закаляемой пластины для достижения равномерного прогрева.

Кроме этого возможно использование обыкновенного древесного угля вкупе с паяльной лампой. Для этого выкопайте небольшое углубление в почве, засыпьте туда уголь, в который уложите на ребро закаляемые пластины ножей. Прогревайте лампой уголь вместе с пластинами до достижения последними требуемого нагрева. Подобный способ предохраняет быстрое остывание непрогреваемой части заготовки и ее перегрева.

Третий вариант – изготовление небольшого горна. Он может быть как угольным, так и газовым. Главные конструктивные элементы приспособления – корпус и источник нагнетаемого воздуха. Основу угольного горна можно изготовить из стального листа толщиной 10 мм с приваренным в нижней части обрезком трубы диаметром около 20 см и выводом от нее для подключения шланга от выходного отверстия бытового пылесоса.

В листе не забудьте просверлить несколько отверстий достаточного диаметра для подачи воздуха. В качестве топлива применяется древесный (мангальный) или каменный уголь.

Отжиг в домашних условиях

В быту для снижения прочности и упрощения последующей обработки металла возможно выполнить процедуру отжига упрощенным сспособом неполного отжига.
Использование газовой горелки для нагревания не дает возможности проконтролировать температурный режим, поэтому температуру определяют «на глазок», в затененном месте. Изделие последовательно приобретает цвет разжаривания в зависимости от температуры (в градусах):

• темно-коричневый — t=530…580;
• коричнево-красный — t=580…650;
• темно-красный — t=650…730;
• темно-вишневый -t= 730…770;
• вишнево-красный — t=770…800;
• светло-вишневый — t=800…830;
• светло-красный — t=830…900;
• оранжевый — t=900…1050;
• темно-желтый -t= 1050…1150;
• светло-желтый — t=1150…1250;
• светло-белый — t=1250…1350.

Изделия следует нагревать на нагретых металлических подставках. Для охлаждения используют различные среды — воду комнатной температуры или нагретую до 50°С, водные растворы, масла, воздух. Ускоряет охлаждение добавка кухонной соли, едкого натра, селитры. Замедляет процесс добавка жидкого мыла, масляной эмульсии, жидкого калиевого или натриевого стекла, известкового молочка.

Охлаждение с высокой скоростью дает твердый закал, приводящий к высоким внутренним напряжениям, возможны трещины, а медленное охлаждение не даст твердости закала. Для получения деталей одинаковой степени закалки следует использовать ванну большой емкости или заменять среду закаливания после каждой операции.

Следует помнить, что режимы высоких температур потенциально пожароопасны, их проводят с соблюдением правил пожарной безопасности в подготовленных помещениях с огнезащитой поверхностей и качественной приточно-вытяжной вентиляцией. При проведении отжига обязательно использовать средства защиты — спецодежду и обувь, рукавицы, головной убор с защитным козырьком.

Суть технологии

Нормализация стали относится к термическому методу обработки. Существует несколько технологий нагрева металла, отличающихся по условиям:

• Температура нагрева у металлов и сплавов различна.
• Время выдержки в нагретом состоянии.
• Вид охлаждения чаще длительный происходит за счет теплообмена с окружающей средой.

Именно медленное охлаждение даёт возможность получить однородный состав стали. Цель отжига — это однородная структура металла, стремление убрать раковины и пустоты, мелкие трещины.

По теме: Как правильно пользоваться «Гейм Киллером»?

Используются следующие разновидности отжига, распространенные для снижения локальных утолщений после горячего и холодного проката:

• Диффузионный — изменяет химический состав.
• Полный — влияет на всю структуру, помогает добиться однородности.
• Рекристаллизационный — убирает наклеп сталей.
• Неполный — делает сталь более податливой для металлообработки.
• Изотермический — самый оптимальный способ снижения прочности стали.
• Сфероидизирующий — преобразует плоские зерна перлита в сферические.

Температура нормализации стали подбиралась опытным путём для каждого вида сплавов. После отливки или холодного проката ни одна заготовка не получается идеальной структуры. Исправить ситуацию помогает дополнительная термообработка — отжиг.

Виды отжига

Рассмотрим, что означает термин «отжиг металлов». Термическая обработка металла, состоящая из нагрева выше температуры критических точек Чернова и охлаждение на профессиональном языке называется отжигом. Процедура применяется к различным металлам и их сплавам.

На промпредприятиях применяют режимы термообработки:

• полный, неполный;
• рекристаллизационный;
• диффузионный;
• изотермический;
• сфероизодизационный;
• нормализационный.

Полный отжиг стали

Полный обжиг проводится на изделиях из доэвтектоидных сплавов или сталей, содержащих карбон в количестве ≤ 0,8%. Цель проведения операции — измельчение зерна и улучшение качества обработки с применением режущего инструмента, снятие внутренних напряжений материала. Нагрев происходит на 30..50°С выше точки Ас3, затем деталь постепенно остужают, не вынимая из печи. Охлаждаясь, аустенит выделяет мелкозернистые, гомогенные (однородной структуры) ферриты и перлиты (франц. — жемчуг). Температура нагревания выбирается по типу стали и диаграмме состояний, данные зафиксированы в справочных материалах. Продолжительность охлаждения назначают по составу и структуре металла:

• углеродистые сплавы — 180…200°С/час;
• низколегированные — 90°С/час;
• высоко легированные — 50°С/час.

После проведения процедуры полного отжига неоднородная структура углеродистых или доэвтектоидных сплавов становится однородной, что дает податливость дальнейшей обработке.

Неполный

В отличие от полного, кардинально меняющего структурный состав металла, неполный отжиг изменяет только перлитовую, не затрагивая ферритовую структуру. Перлит , входящий в состав структур сталей, чугуна, других железоуглеродистых материалов, представляет собой цементит и феррит в эвтектоидной смеси. Основная задача неполного отжига — сделать сплавы максимально мягкими и податливыми.

Нагревание производится до t°, превосходящих на 30…50°С точку А1 (параметр перехода перлита в аустенит — начала перекристаллизации), но не достигающих Ас 3 — около 770°С. Затем производится охлаждение до 600°С в установке, со скоростью 60 град/ час, затем процесс продолжается на открытом пространстве.

Рекристаллизационный

Рекристаллизация — снятие структурных изменений, полученных в ходе механических деформаций, вызывающих наклеп. Наклепанный металл имеет меньшую пластичность, отличается жесткостью и неподатливостью.

Нагревание до 650…680°С приводит к равномерному распределению зерен феррита и перлита, вытянутых в направлении деформации, возвращает металлу пластичность.

Диффузионный процесс

Цель диффузионного способа — придание на уровне атомного строения однородности структуре сплава. Диффузионный отжиг иначе называется дендритной ликвацией. Придание гомогенности данным методом уничтожает дендритную ликвацию равномерным распределением атомов примесей по химической структуре слитка.

Процесс отличается использованием t≥1000°С, увеличением выдержки в нагретом состоянии свыше 12 часов, медленным остужением, поэтому он имеет высокую стоимость.

Метод изотермии

Изотермический отжиг используют на сплавах с большим содержанием легирующих и хромистых добавок. Особенностью процесса является нагрев металла на 30…50°С выше точки АС3, быстром остужение и выдерживание при t° ниже критической точки А 1, с дальнейшим естественным охлаждением в воздушной среде.

Преимущество метода изотермии — получение более гомогенного структурного строения деталей, уменьшение срока обработки, так как процесс охлаждения в печи занимает больше времени, чем в естественной среде.

Сфероидизация

При нагревании заэвтектоидных и легированных сплавов до превышения параметра АС 1 на 30…50°С происходит перекристаллизация строения, способствующая образованию перлита в форме правильных сфер. Для ускорения сфероидизации возможно проведение маятникового отжига.

Нормализационный способ

Нормализация производится как промежуточный процесс перед закаливанием и другими видами воздействий для устранения наклепа и удаления внутренних напряжений. Доэвтектоидная сталь нагревается выше точки АС3 на 30…50°С, и постепенно охлаждается в естественной среде. Отличие метода в переохлаждении, из-за которого получают гомогенное мелкозернистое тонкое строение решетки металла.

Преимущество нормализационного способа заключено в снижении срока обработки при высокой производительности. В результате углеродистые сплавы рекомендуют не отжигать, а нормализовать.

Принципы

Суть нормализации состоит в нагреве стали до температуры, превышающей верхние критические значения температуры на 30 — 50°С , выдержке и охлаждении.

Температуру подбирают на основе типа материала. Так, заэвтектоидные варианты следует нормализовать в температурном интервале между точками Ас₁ и Ас₃, в то время как для доэвтектоидной стали используют температуры более Ас₃. В результате все материалы первого типа приобретают одинаковую твердость ввиду того, что в раствор переходит одинаковое количество углерода, и фиксируется одинаковое количество аустенита. Получается состоящая из мартенсита и цемента структура.

Второй компонент способствует повышению износостойкости и твердости материала. Нагрев высокоуглеродистой стали более Ас₃ ведет к увеличению внутренних напряжений вследствие роста зерен аустенита и повышению его количества за счет возрастания концентрации углерода в нем, приводящей к снижению температуры мартенситного превращения. Из-за этого сокращаются твердость и прочность.

Что касается доэвтектоидной стали, при нагреве более Ас₃ она получает повышенную вязкость. Это обусловлено тем, что в низкоуглеродистой стали при этом образуется мелкозернистый аустенит, который после охлаждения переходит в мелкокристаллический мартенсит. Температуры между Ас₁ и Ас₃ не используют для обработки таких материалов, так как структура доэвтектоидной стали в данном случае получает феррит, снижающий ее твердость после нормализации и механические свойства после отпуска.

Оптимальные температуры нагрева при различных видах термообработки

Время выдержки определяет степень гомогенизации структуры. Нормативным показателем считают час выдержки на 25 мм толщины.

Так, существует прямая зависимость между данными величинами. То есть с повышением интенсивности охлаждения формируется больше перлита, расстояние между пластинами и их толщина сокращаются. Это увеличивает твердость и прочность нормализованной стали. Следовательно, низкая интенсивность охлаждения способствует образованию материала меньшей прочности и твердости.

К тому же при обработке предметов с большими перепадами сечения стремятся снизить термические напряжения во избежание коробления, причем и при нагреве, и при охлаждении. Так, перед началом работ их нагревают в соляной ванне.

При снижении температуры обрабатываемого изделия до нижней критической точки допустимо ускорение охлаждения путем помещения его в масло или воду.

Таким образом, нормализация сокращает внутренние напряжения, измельчает крупнозернистую структуру поковок, отливок, сварных швов путем перекристаллизации. То есть изменяется микроструктура стали.

Нюансы и этапы нормализации

Термообработка металла Есть несколько разновидностей термической обработки, но нормализацию используют чаще, так как она имеет гораздо больше преимуществ по сравнению с другими.

Оборудование и материалы

Для нормализации металла используют специальные печи для отжига и закалки. Иногда применяют установки с газовым нагревом. Такие системы имеют следующую комплектацию:

• герметичная камера, в которой находятся заготовки;
• нагревательные элементы (горелки) прямого или косвенного нагрева, предназначенные для повышения температуры в установке;
• запорно-регулирующие устройства;
• модули управления мощностью – импульсные, пропорциональные или комбинированные;
• термоизоляционная защита.

Нагревательная система в агрегатах с косвенным методом нагрева может быть устроена по разным принципам. В газовых печах нагрев чаще всего реализуют через воздушное пространство, при этом горелку помещают в центре камеры.

Проведение процесса

Охлаждение стали При нормализации деталь подвергается нагреванию до определенной температуры, некоторое время оставляют в ней и затем охлаждают. Какие показатели будут использоваться для нагрева, зависит от марки стали.

Значимую роль в нормализации металла играет его правильное охлаждение

При этом интенсивность играет немаловажное значение. Быстрое охлаждение приводит к увеличению прочности и твердости металла, тогда как при медленном, он теряет эти характеристики

Правильно проведенная нормализация металла изменяет микроструктуру стальных сплавов.

Длительность

Время выдержки зависит от толщины детали. Так было установлено, что для получения однородной структуры пластины в 25 мм потребуется 1 час.

Термообработка листового проката из углеродистой стали

Тонколистовая сталь

Для разупрочнения холоднокатанного листа и обеспечения наилучшей штампуемости проводят рекристаллизационный отжиг, реже нормализацию.

Для холодной штамповки используют лист из низкоуглеродистой кипящей или спокойной стали (08кп, 08сп, 10кп, 15кп, 20сп). Для предотвращения склонности к старению (увеличения твердости) вводят алюминий, ванадий, титан (08ю).

Наилучшая штампуемость обеспечивается структурой равноосного феррита с размером зерна №5-7 (для кипящих сталей) или неравноосного (оладьеобразного, сплющенного) феррита (для спокойных сталей) с небольшим количеством мелкозернистого структурно- свободного цементита.

У нестареющих сталей (с Al, Ti, V) азот и углерод должны быть связаны в стабильные нитриды и карбиды.

Температура рекристаллизационного отжига от 640 о С до АС1. При более низкой температуре получается мелкое зерно, что ухудшает штампуемость стали. При нагреве больше АС1 ввиду частичной перекристаллизации возникает опасность образования разнозернистой структуры. Стали, содержащие алюминий, замедляющий процессы рекристаллизации, отжигают при температуре вблизи АС1, что облегчает образование нитридов и повышает устойчивость к старению.

Отжиг в колпаковых печах проводят в защитной атмосфере экзогаза ( = 0,8-0,9) с осушкой до точки росы – 40 0 С или в азотной атмосфере (95-97% N2 и 3-5% Н2). Скорость нагрева рулонов 10-50 0 С/час. Время выдержки  = 2-12ч, сталей с Al – до 20ч. Для предотвращения склонности стали к старению должно быть медленное охлаждение со скоростью  40 0 С/мин под муфелем в защитной атмосфере до 110-180 0 С, далее – на воздухе.

Читать также: Мпи счетчика электроэнергии что это такое

^ Непрерывный отжиг для повышения производительности, качества поверхности и однородности свойств металла проводят в протяжных печах с конвекционным нагревом (90-150с) и с нагревом в жидких теплоносителях (15-20с). Для ускорения рекристаллизации температуру увеличивают до 720-870 0 С. Однако рекристаллизация при быстром нагреве приводит к мелкозернистости феррита и ухудшению штампуемости. Быстрое охлаждение листа при непрерывном отжиге вызывает повышенное содержание углерода в твердом растворе, что обусловливает склонность стали к старению. Необходимо потом вести старение при 350-450 0 С.

^ Горячекатанную листовую сталь нормализуют или отжигают в роликовых или садочных печах. Время нагрева 0,8-1,0мин/мм при двустороннем нагреве или 2,0-4,0мин/мм при одностороннем нагреве.

Для кипящих сталей:

Температура нормализации

С  0,2%

930-950 0 С

Предназначение изотермического отжига и нормализации

Изотермический отжиг применяется для высоколегированных и высокохромистых сталей. Его особенность заключается в нагреве металла на 30−50 градусов выше критической точки Ас3 и в ускоренном охлаждении до температуры выдержки ниже критической точки А1, а затем в естественном охлаждении на открытом воздухе.

Данный вид дает несколько видимых преимуществ, первое из которых заключается во времени, то есть весь процесс — начиная от нагрева, выдержки и до остывания — занимает гораздо меньше времени, чем этап остывания детали вместе с печью. Второе преимущество состоит в том, что при изотермической выдержке и резком охлаждении достигается более сглаженная и однородная структура по сечению детали.

• Нормализация. Процесс нормализации осуществляется в качестве промежуточного перед обработкой и закалкой в целях устранения наклепа и внутреннего напряжения. Доэвтектоидная сталь подвергается нагреву до критической точки Ас3 на 30−50 градусов выше, постепенно охлаждается на открытом воздухе. Причем в отличие от отжига при нормализации происходит переохлаждение, за счет чего и достигается более однородная тонкая и мелкозернистая структура.
• Последствия нормализации. Значительно повышается прочность и ударная вязкость стали. Нормализация протекает гораздо быстрее, чем отжиг, а ее производительность намного выше. Поэтому рекомендуется нормализовать стали, содержащие в своем составе углерод, а не подвергать отжигу.

Возможные дефекты при отжиге стали

Все основные дефекты при отжиге стали связаны с нарушением температурных режимов и воздействием на металл активных газовых сред.

При слишком высокой температуре нагрева сначала происходит чрезмерное укрупнение зерен, а при значениях, близких к температуре плавления, начинается проникновение кислорода внутрь металла и окисление границ его структурных элементов.

Первый дефект, называемый перегревом, можно исправить повторной термообработкой, а второй (он называется пережогом) приводит к необратимым изменениям. Самым активным газом, вызывающим изменение химического состава поверхности стали, является кислород.

При воздействии открытого пламени на поверхности стали появляется упрочненный слой из смеси оксидов железа, именуемый окалиной. С нею связано не только уменьшение объема стали в заготовке, но и возможное возникновение проблем с механической обработкой после отжига.

Удаление окалины вызывает повышение трудозатрат и дополнительный расход материалов на травление или дробеструйную обработку. Еще одним результатом воздействия кислорода является обезуглероживание, которое приводит к деградации поверхностного слоя стали и может образовать микротрещины и поверхностную деформацию.

Изотермический отжиг стали и металлов — ПЗТО

Изотермический отжиг — термическая обработка стали и один из видов отжига, в ходе которого металл нагревается до аустенитного состояния (как при полном отжиге) и ускоренно охлаждается до 660 — 680°С (ниже точки Аг1), далее при этом температурном режиме проходит изотермическая выдержка до полного превращения аустенита в равновесную перлитную структуру и последующее охлаждение на воздухе.

Назначение изотермического отжига

Изотермическому отжигу подвергают мелкие детали из легированной цементуемой стали (штамповки, сортовой прокат), особенно актуален данный вид термообработки для высокохромистых сталей с устойчивым аустенитом. Изотермический отжиг является лучшим и ускоренным способом снижения твердости стали и повышения ее пластичности для улучшения обрабатываемости резанием.

Особенности режима проведения и преимущества изотермического отжига металлов

Изотермический отжиг относится к отжигу 2 рода, целью которого является нагрев для получения равновесной мелкозернистой структуры, достаточно мягкой и пластичной, поддающейся дальнейшей обработке.

Отличительная особенность такого вида термообработки: превращение аустенита в ферритно-цементитную смесь протекает в условиях постоянных температур в отличие от других видов отжига, где аустенит распадается в условиях охлаждения и непрерывного снижения температуры. После распада аустенита и изотермической выдержки охлаждение можно проводить на воздухе, так как скорость охлаждения уже не имеет принципиального значения. Вследствие этого изотермический отжиг обладает существенными преимуществами:

• сокращается длительность процесса
• ферритно-перлитная структура получается более однородной

Нагрев до аустенитного состояния проводится в температурных границах, превышающих температуру Ас3 на 30 — 50°С. Далее температура снижается ниже точки Ас1 приблизительно на 150°С и проводится изотермическая выдержка. Для осуществления данных процессов наш завод применяет новейшие камерные печи, максимальная садка которых — 5000 кг. Нагрев осуществляется методами излучения и конвекции, проводится контроль атмосферы. Превращения на всех участках садки протекают равномерно и при одной температуре, что гарантирует равномерность структуры и твердости всей садки.

Высокая технологичность нашего оборудования, равномерное распределение температуры за счет обогрева с пяти сторон, девять температурных режимов и возможность компьютеризированного управления процессами позволяют добиться высоких стабильных результатов в ходе проведения изотермического отжига деталей.

Структурные изменения в металле после проведения изотермического отжига

В условиях нагрева стали до температуры, превышающей интервал превращения, последующего быстрого охлаждения ниже этого интервала, выдержки и охлаждения происходит рекристаллизация. Аустенитная структура, распадаясь, превращается в ферритную с частицами цементита, происходит образование перлитной структуры. За счет выравнивания температуры по сечению изделия превращения происходят равномерно по всему объему. Структура приобретает мелкозернистость и однородность, снимаются внутренние напряжения.

Наш завод занимает лидирующее в Пермском крае положение в сфере химико-термической обработки металлов. Специалистами завода применяются инновационные подходы и современные технологии, разрабатываются уникальные процессы с помощью собственной лаборатории. Проведение изотермического отжига на компьютеризированном оборудовании под управлением квалифицированного персонала позволяет добиться максимально высоких результатов, удовлетворяющих наиболее требовательных клиентов. На нашем заводе применяется индивидуальный подход к каждому заказу и готовность в случае необходимости работать в режиме «24 часа в сутки 7 дней в неделю».

pzto.pro