Процеси на термична обработка – закаляване, отпускане, нормализиране, отгряване

Закаляването на стоманата е нагряване на стоманата до критична температура Ac3a (субевтектична стомана) или Ac1 (надевтектична стомана) над тази температура, задържане за определен период от време, така че да се извърши пълна или частична аустенизация, а след това бързо охлаждане до Ms под критичната скорост (или Ms близо до изотермичната) за превръщане на мартензит (или бейнит) чрез процес на термична обработка. Обикновено се използва и за термична обработка на алуминиеви сплави, медни сплави, титанови сплави, закалено стъкло и други материали, наречена „твърд разтворител“ или „бързо охлаждане“.

 

Целта на закаляването:
(1) Подобряване на механичните свойства на метала в материал или части.
(2) подобряване на свойствата на материалите или химичните свойства на някои специални стомани

 

Методи за закаляване: главно закаляване с една течност, двойно-течно закаляване с огън, градуирано закаляване, изотермично закаляване, локализирано закаляване и т.н.

Закаляването е процес, при който закаляването на метала в материал или част се извършва чрез нагряване до определена температура. След определен период от време, закаляването се охлажда чрез определен процес на термична обработка. Закаляването е операция, която се извършва непосредствено след закаляването и обикновено е част от последния процес на термична обработка на детайла. Следователно, съвместният процес на закаляване и отпускане се нарича окончателна обработка.
Ролята на темперирането е да:
(1) подобряване на стабилността на организацията, така че детайлът при използването на процеса вече да не се среща в организацията на трансформацията, така че геометрията и свойствата на детайла да останат стабилни.
(2) Премахване на вътрешните напрежения, за да се подобри производителността на детайла и да се стабилизира геометрията му.

(3) коригиране на механичните свойства на стоманата, за да отговарят на изискванията за употреба.

 

Изисквания за отпускане: различните приложения на детайлите трябва да се отпускат при различни температури, за да отговарят на изискванията за употреба. (1) Режещи инструменти, лагери, цементирани закалени части, повърхностно закалени части обикновено се отпускат при 250 ℃ под нискотемпературното отпускане. След нискотемпературно отпускане твърдостта не се променя значително, вътрешното напрежение се намалява и жилавостта се подобрява леко. (2) Пружинирането при 350 ~ 500 ℃ при среднотемпературно отпускане може да доведе до висока еластичност и необходимата жилавост. (3) Деталите от средно въглеродна конструкционна стомана, изработени от високотемпературно отпускане, обикновено при 500 ~ 600 ℃, се постига подходяща якост и жилавост за добро съвпадение.

 

Нормализирането е вид термична обработка за подобряване на жилавостта на стоманата. Стоманените компоненти се нагряват до температура Ac3 над 30 ~ 50 ℃, след което се охлаждат за определен период от време. Основната характеристика е, че скоростта на охлаждане е по-бърза от скоростта на охлаждане и по-ниска от закаляването. Нормализирането може да доведе до малко по-бързо охлаждане при кристално рафиниране на зърната на стоманата. Допълнителното единично напукване може да постигне задоволителна якост и значително да подобри малката капризност (стойност на AKV), да намали склонността към напукване на компонентите. Чрез нормализиране някои нисколегирани горещовалцувани стоманени плочи, нисколегирани стоманени изковки и отливки могат да се подобри цялостно при механичните свойства на материала, както и при режещите характеристики.

 

Отгряването е процес на бавно нагряване на метала до определена температура, поддържане на тази температура за достатъчен период от време и след това обработка на метал с подходяща скорост в студена зона. Термичната обработка чрез отгряване се разделя на пълно отгряване, непълно отгряване и отгряване за облекчаване на напрежението. Механичните свойства на отгрятите материали могат да се определят чрез изпитване на опън по Кинзе, както и чрез изпитване на твърдост. Много стоманени материали се доставят в състояние на обратна термична обработка. За изпитване на твърдост на стоманата може да се използва твърдомерът на Лок, тест за твърдост HRB. За по-тънки стоманени плочи, стоманени ленти и тънкостенни стоманени тръби може да се използва повърхностен твърдомер на Лок, а за строителни материали - твърдост HRT.
Целта на закаляването и отгряването: 1. подобряване на структурата на изделията, елиминиране на твърдостта, причинена от различни организационни дефекти и остатъчни напрежения, по време на леене, коване, валцуване и заваряване, за предотвратяване на деформация и напукване на детайла. 2. омекотяване на детайла за рязане. 3. прецизиране на зърнестите влакна, подобряване на организацията, за да се подобрят механичните свойства на детайла. 4. спазване на организационните стандарти при окончателната термична обработка (закаляване, отпускане).
Често използваните процеси на отгряване са:
(1) пълно отгряване. Използва се за рафиниране на средна и долна въглеродна стомана чрез леене, коване и заваряване след появата на лоши механични свойства на груба прегрята тъкан.
(2) сфероидално отгряване. Използва се за намаляване на високата твърдост на инструментална стомана и лагерна стомана след коване.
(3) изотермично отгряване. Използва се за високотвърди конструкционни стомани с високо съдържание на никел и хром от Jiangdu.
(4) рекристализиращо отгряване. Използва се за пренос на метална тел, листове при студено изтегляне и студено валцуване, което води до втвърдяване (твърдостта се увеличава, пластичността намалява).
(5) графитизиращо отгряване. Използва се за превръщане на чугун, съдържащ голямо количество карбуризирано тяло, в ковък чугун с добра пластичност.
(6) дифузионно отгряване. Използва се за изравняване на химичния състав на отливките от сплави и подобряване на техните характеристики.
(7) отгряване за облекчаване на напрежението. Използва се за премахване на вътрешното напрежение в стоманени отливки и заварени конструкции.