Закалка стали заключается в нагреве стали до критической температуры Ac3a (доэвтектическая сталь) или Ac1 (надэвтектическая сталь), превышающей указанную температуру, и выдержке при этой температуре в течение определённого времени, обеспечивающей полную или частичную аустенизацию, а затем в охлаждении до температуры Ms ниже критической (или близкой к изотермической) для превращения в мартенсит (или бейнит) в процессе термической обработки. Обычно также используются алюминиевые, медные, титановые сплавы, закалённое стекло и другие материалы, образующие твёрдый раствор, или с быстрым охлаждением.
Цель тушения:
(1) Улучшить механические свойства металла в материале или деталях.
(2) улучшить свойства материала или химические свойства некоторых специальных сталей
Методы закалки: в основном одножидкостная закалка, двухжидкостный огонь, ступенчатая закалка, изотермическая закалка, локальная закалка и т. д.
Отпуск - это закалка металла в материале или детали, нагретом до определенной температуры, выдержанном в течение определенного времени, и охлаждение определенным способом термической обработки; отпуск - операция, выполняемая непосредственно после закалки, обычно также являющаяся термической обработкой заготовки последнего процесса, поэтому совместный процесс закалки и отпуска называется окончательной обработкой.
Роль закалки заключается в следующем:
(1) улучшить стабильность организации, так что заготовка в процессе использования больше не происходит в организации преобразования, так что геометрия и свойства заготовки остаются стабильными.
(2) Устранить внутренние напряжения с целью улучшения эксплуатационных характеристик заготовки и стабилизировать ее геометрию.
(3) регулировать механические свойства стали в соответствии с требованиями эксплуатации.
Требования к отпуску: различные виды заготовок должны быть закалены при разных температурах, чтобы соответствовать требованиям использования. (1) Режущие инструменты, подшипники, цементированные закаленные детали, поверхностно закаленные детали обычно отпускают при температуре на 250 ℃ ниже низкотемпературного отпуска, после низкотемпературного отпуска твердость существенно не изменяется, внутреннее напряжение уменьшается, а ударная вязкость немного улучшается. (2) Пружины при среднетемпературном отпуске от 350 до 500 ℃ могут получить высокую эластичность и необходимую ударную вязкость. (3) Детали из среднеуглеродистой конструкционной стали, изготовленные из высокотемпературного отпуска, обычно при 500 ~ 600 ℃, для получения соответствующей прочности и ударной вязкости, хорошо подходящей для этих целей.
Нормализация – это вид термической обработки для повышения прочности стали. Стальные детали нагревают до температуры Ac3 выше 30 ~ 50 °C и затем выдерживают некоторое время вне камеры охлаждения на воздухе. Главной особенностью является более высокая скорость охлаждения по сравнению с возвратом в исходное состояние и более низкая, чем при закалке. Нормализация позволяет несколько ускорить охлаждение, что способствует измельчению кристаллического зерна стали. Кроме того, нормализация позволяет достичь удовлетворительной прочности, значительно повысить показатель вязкости (значение AKV) и снизить склонность деталей к растрескиванию. Нормализация позволяет улучшить комплексные механические свойства некоторых горячекатаных листов из низколегированной стали, поковок и отливок из низколегированной стали, а также повысить производительность резки.
Отжиг – это процесс медленного нагрева металла до определённой температуры, выдерживания при ней в течение достаточного времени, а затем с подходящей скоростью нагревания в холодной зоне процесса термической обработки металла. Отжиг подразделяется на полный отжиг, неполный отжиг и отжиг для снятия напряжений. Механические свойства отожжённых материалов могут быть определены испытанием на растяжение по Кинзе, а также испытанием на твёрдость. Многие стальные материалы поставляются в состоянии возврата после термической обработки. Для испытания твёрдости стали можно использовать твердомер Локка (HRB). Для тонких стальных листов, полос и тонкостенных стальных труб можно использовать поверхностный твердомер Локка, а для строительных материалов – твердомер HRT.
Цель закалки и отжига: 1. Улучшение свойств изделий с целью устранения трудноизвлекаемости, вызванной различными организационными дефектами, возникающими при литье, ковке, прокатке и сварке, а также остаточных напряжений, для предотвращения деформации заготовки и образования трещин. 2. Разупрочнение заготовки для обработки резанием. 3. Измельчение зерна, улучшение структуры заготовки с целью повышения механических свойств заготовки. 4. Для окончательной термической обработки (закалки, отпуска) с целью обеспечения соответствия установленным нормам.
Обычно используемые процессы отжига:
(1) полный отжиг. Применяется для очистки углеродистых сталей среднего и нижнего классов литьём, ковкой и сваркой после появления грубой перегретой структуры, обладающей низкими механическими свойствами.
(2) сфероидальный отжиг. Используется для снижения высокой твёрдости инструментальной и подшипниковой стали после ковки.
(3) изотермический отжиг. Используется для производства уголковой стали с высоким содержанием никеля и хрома, легированной конструкционной сталью высокой твёрдости.
(4) рекристаллизационный отжиг. Используется для прокатки металлической проволоки, листов в процессе холодного волочения и прокатки, вызывая эффект закалки (повышение твёрдости, снижение пластичности).
(5) графитизирующий отжиг. Применяется для превращения чугуна, содержащего большое количество науглероженных частиц, в ковкий чугун с хорошей пластичностью.
(6) Диффузионный отжиг. Используется для выравнивания химического состава отливок из сплавов и повышения их эксплуатационных свойств.
(7) Отжиг для снятия напряжений. Используется для снятия внутренних напряжений в стальных отливках и сварных конструкциях.
Время публикации: 01.12.2024
