Закалка стали — это процесс нагрева стали до критической температуры Ac3a (субэвтектическая сталь) или Ac1 (переэвтектическая сталь) выше температуры и выдержки в течение определенного времени, так что происходит полная или частичная аустенитизация, а затем быстрое охлаждение до температуры ниже критической (или близкой к изотермической) для превращения в мартенсит (или бейнит). Обычно также используется термическая обработка с применением твердого раствора в алюминиевых сплавах, медных сплавах, титановых сплавах, закаленном стекле и других материалах, называемая закалкой с быстрым охлаждением.
Цель закалки:
(1) Улучшить механические свойства металла при изготовлении материала или деталей.
(2) улучшить материальные или химические свойства некоторых специальных сталей
Методы закалки: в основном, одножидкостная закалка, двухжидкостный обжиг, ступенчатое закаливание, изотермическое закаливание, локализованное закаливание и т. д.
Отпуск — это процесс термообработки, при котором закаленный металл нагревается до определенной температуры, после чего выдерживается в течение определенного времени и охлаждается определенным способом. Отпуск — это операция, выполняемая непосредственно после закалки, обычно это также заключительный этап термообработки заготовки, поэтому совместный процесс закалки и отпуска называется окончательной обработкой.
Функция темперирования заключается в следующем:
(1) повысить стабильность организации, чтобы при использовании процесса заготовки больше не возникало проблем с организацией преобразования, чтобы геометрия и свойства заготовки оставались стабильными.
(2) Устранить внутренние напряжения для улучшения характеристик заготовки и стабилизации ее геометрии.
(3) регулировать механические свойства стали в соответствии с требованиями эксплуатации.
Требования к отпуску: для различных областей применения заготовки следует отпускать при разных температурах, чтобы соответствовать требованиям эксплуатации. (1) Режущие инструменты, подшипники, цементированные закаленные детали обычно отпускаются при температуре ниже 250 ℃. После низкотемпературного отпуска твердость практически не изменяется, внутренние напряжения снижаются, а ударная вязкость незначительно повышается. (2) Пружины отпускаются при температуре 350 ~ 500 ℃ при средней температуре, что позволяет получить высокую упругость и необходимую ударную вязкость. (3) Детали из среднеуглеродистой конструкционной стали обычно отпускаются при температуре 500 ~ 600 ℃ для достижения оптимального сочетания прочности и ударной вязкости.
Нормализация — это вид термической обработки, повышающий прочность стали. Стальные компоненты нагревают до температуры Ac3 выше 30–50 ℃, после чего выдерживают некоторое время на воздухе. Главная особенность заключается в том, что скорость охлаждения выше, чем при возврате на поверхность, и ниже, чем при закалке. Нормализация способствует несколько более быстрому охлаждению и измельчению кристаллической структуры стали, что в сочетании с другими методами позволяет получить удовлетворительную прочность и значительно улучшить малый коэффициент капризности (значение AKV), а также снизить склонность компонентов к растрескиванию. Нормализация некоторых низколегированных горячекатаных стальных листов, низколегированных стальных поковок и отливок позволяет улучшить комплексные механические свойства материала, а также повысить его режущие характеристики.
Отжиг — это процесс медленного нагрева металла до определенной температуры, выдержки в течение достаточного времени, а затем обработки в холодной зоне металла с подходящей скоростью. Термическая обработка при отжиге делится на полный отжиг, неполный отжиг и отжиг для снятия напряжений. Механические свойства отожженных материалов можно определить с помощью испытания на растяжение по Кинзе, а также методом измерения твердости. Многие стальные материалы поставляются в состоянии после термообработки, для измерения твердости стали можно использовать твердомер Локка (HRB), для более тонких стальных пластин, стальных полос и тонкостенных стальных труб можно использовать твердомер Локка для измерения твердости поверхности, а для строительных материалов — твердость HRT.
Цели закалки и отжига: 1. Улучшение качества изделия путем устранения различных дефектов структуры, а также остаточных напряжений, возникающих в процессе литья, ковки, прокатки и сварки, и предотвращения деформации заготовки и образования трещин. 2. Смягчение заготовки для облегчения резки. 3. Измельчение зерна, улучшение структуры для повышения механических свойств заготовки. 4. Выполнение окончательной термообработки (закалка, отпуск) для обеспечения соответствия стандартам структуры.
К наиболее часто используемым процессам отжига относятся:
(1) полный отжиг. Используется для улучшения средне- и низкоуглеродистой стали путем литья, ковки и сварки после появления плохих механических свойств грубой перегретой ткани.
(2) Сфероидальный отжиг. Используется для снижения высокой твердости инструментальной стали и подшипниковой стали после ковки.
(3) изотермический отжиг. Используется в Цзянду для получения конструкционной стали высокой твердости с определенным содержанием никеля и хрома.
(4) Рекристаллизационный отжиг. Используется для упрочнения металлической проволоки и листа в процессе холодной волочения и холодной прокатки (увеличение твердости, уменьшение пластичности).
(5) графитизирующий отжиг. Используется для превращения чугуна, содержащего большое количество науглероженных тел, в ковкий чугун с хорошей пластичностью.
(6) диффузионный отжиг. Используется для выравнивания химического состава отливок из сплавов и улучшения их характеристик.
(7) Отжиг для снятия напряжений. Используется для устранения внутренних напряжений в стальных отливках и сварных соединениях.
Дата публикации: 01.12.2024
