Что такое отжиг: отжиг – это… Что такое отжиг?

alexxlab | 15.12.1971 | 0 | Разное

Содержание

отжиг – это… Что такое отжиг?

термическая обработка материалов (например, металлов, полупроводников, стёкол), заключающаяся в нагреве до определенной температуры, выдержке и медленном охлаждении. Цель — улучшение структуры и обрабатываемости, снятие внутренних напряжений и т. д.

О́ТЖИГ, вид термической обработки (см. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА) материалов, заключающийся в нагреве до определенной температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении.
Отжигом называют термообработку, направленную на получение равновесной структуры.
Различают 2 два вида отжига:
– отжиг 1-го рода – в процессе отжига не происходит фазовой перекристаллизации;
– отжиг 2-го рода — осуществляется с фазовой перекристаллизацией
Отжиг 1-го рода

При отжиге первого рода не происходит структурных изменений, связанных с фазовыми превращениями, однако за счет возрастания подвижности атомов при нагреве частично или полностью устраняется химическая неоднородность, медленное охлаждение после отжига позволяет снизить внутренние напряжения. В металлах и сплавах при таком отжиге снимается наклеп (

см. НАКЛЕП), понижается твердость, возрастают пластичность и ударная вязкость. Разновидностями отжига первого рода являются: диффузионный (гомогенезирующий отжиг), рекристаллизационный отжиг (рекристаллизация (см. РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ)), отжиг для снятия напряжения.
Гомогенизирующий (диффузионный) отжиг

Цель гомогенизирующего отжига — устранение химической, а иногда и фазовой неоднородности, вызванной внутрикристаллической ликвацией (см. ЛИКВАЦИЯ), и, как правило, отрицательно влияющей на свойства материала Длительность отжига и температура подбираются таким образом, чтобы диффузия успела пройти на расстояния, равные по порядку величины размеру областей неоднородности. Обычно гомогенизирующий отжиг проводят при температурах (0,8—0,9)Тпл., а продолжительность отжига может достигать нескольких десятков часов. При высокой температуре подвижность атомов в кристаллической решетке высокая и с течением времени за счет процессов диффузии происходит постепенное выравнивание химического состава. Все сплавы после кристаллизации характеризуются неравновесной структурой, т. е. их химический состав является переменным как в пределах одного зерна, так и в пределах всего слитка.

Однако усреднение химического состава при отжиге происходит в пределах одного зерна, т. е. устраняется в основном дендритная ликвация. Длительность отжига может быть сокращена ускорением диффузии за счет повышения концентрации точечных или иных дефектов с помощью облучения, предварительного наклепа (если они допустимы). Длительность отжига монокристаллов больше, чем поликристаллов, в которых большую роль играет зернограничная диффузия.
В процессе отжига металла на гомогенизацию происходит постепенное растворение неравновесных фаз, которые могут образоваться в результате кристаллизации с большой скоростью. При последующем медленном охлаждении после отжига такие неравновесные фазы больше не выделяются. Поэтому после гомогенизации металл обладает повышенной пластичностью и легко поддается пластической деформации.
Рекристаллизационный отжиг

Применяется, в основном, для металлов и сплавов, подвергшихся деформационным воздействиям. Холодная пластическая деформация вызывает изменение структуры металла и его свойств. Сдвиговая деформация вызывает увеличение плотности дефектов кристаллической решетки, возникает наклеп (см. НАКЛЕП) или нагартовка. Для снятия эффекта упрочнения применяют рекристаллизационный отжиг, т. е. металл нагревают до температур выше начала кристаллизации, выдерживают и затем медленно охлаждают. Состояние наклепанного материала является термодинамически неустойчивым при всех температурах. Поэтому в отличие от обычных фазовых превращений переход деформированного металла в более стабильное состояние с меньшей свободной энергией не связан с какой-либо определенной температурой. Однако этот переход требует определенной термической активации. Время процесса сокращается с повышением температуры по экспоненциальному закону. Деформация сопровождается образованием дефектов различного типа и характер их распределения разнообразен, поэтому устранение этих дефектов при отжиге происходит путем различных элементарных процессов, совершающихся с разной скоростью, в разных температурных интервалах, с разной энергией активации.

Если необходимо получить металл или сплав, сочетающий определенный уровень прочности с необходимым запасом пластичности, то вместо рекристаллизационного отжига используют отжиг на полигонизацию (см. ПОЛИГОНИЗАЦИЯ). Отжиг на полигонизацию проводят при температуре ниже температуры начала рекристаллизации. Соответственно при такой температуре происходит лишь частичное устранение наклепа за счет процессов возврата (см. ВОЗВРАТ), т. е. происходит уменьшение плотности дефектов кристаллической решетки (см.
ДЕФЕКТЫ), образование ячеистой дислокационной структуры без изменения формы зерен.
Отжиг для снятия внутренних напряжений.

Внутренние напряжения могут возникать в результате различных видов обработки. Например, в металлах и в сплавах это могут быть термические напряжения, образовавшиеся в результате неравномерного нагрева, различной скорости охлаждения отдельных частей детали после горячей деформации, литья, сварки, шлифовки и резания. Могут быть структурными, возникшими в результате структурных превращений, происходящих внутри детали в различных местах с различной скоростью. Внутренние напряжения в металле могут достигать большой величины и, складываясь с рабочими, т. е. возникающими при работе, могут неожиданно превышать предел прочности и приводить к разрушению. Устранение внутренних напряжений производится с помощью специальных видов отжига. Этот отжиг проводится при температурах ниже температуры рекристаллизации и составляющей 0,2—0,3)Тпл.

Повышенная температура облегчает скольжение дислокаций (см. ДИСЛОКАЦИИ) и, под действием внутренних напряжений, происходит их перераспределение, т. е. из мест с повышенным уровнем внутренних напряжений дислокации перемещаются в области с пониженным уровнем. Происходит как бы разрядка внутренних напряжений. Увеличение температуры резко увеличивает скоростьпроцесса, и продолжительность такого отжига составляет несколько часов.
Наличие внутренних макронапряжений характерно для большинства выращенных монокристаллов. Величина и уровень напряжений зависят от способа выращивания и технологических параметров процесса. Например, в большинстве практических случаев выращивание объемных кристаллов из расплава сопровождается возникновением внутренних макронапряжений, которые не только определяют формирование дислокационной структуры в процессе роста, но и в значительной мере влияют на механические и физические свойства выращенных кристаллов. Наличие напряжений в объемных кристаллах приводит к их механическому разрушению (образованию трещин, сколов) при изготовлении приборов (на стадии резки слитков, шлифовке пластин). Отжиг в течение нескольких часов с последующим медленным охлаждением позволяет значительно снизить уровень напряжений в кристалле. Так как термообработка полупроводников сопровождается изменением состава и состояния точечных дефектов кристаллов, изменение которых в свою очередь приводит к изменению физических параметров материала, то режимы отжига подбираются индивидуально
Отжиг 2-го рода

Отжиг 2-го рода является перекристаллизационным отжигом. Во время его проведения в материале происходит полиморфное или другое фазовое превращение, связанное с заменой данной фазы другой (фазовая перекристаллизация). Поэтому для изменения кристаллитов в поликристалле материал отжигают при температуре, превышающей температуру этого превращения. Так как фазовая перекристаллизация осуществляется путем зарождения и роста центров новой фазы, то меняя скорость нагрева и охлаждения, а также температуру перегрева (выше температуры полиморфного превращения), можно управлять величиной кристаллитов. Повышение скорости нагрева и охлаждения увеличивает число центров и измельчает зерно, перегрев укрупняет зерно.

При перекристаллизационном отжиге нагрев и последующее охлаждение может вызвать как частичную, так и полную замену исходной структуры. Полная перекристаллизация позволяет кардинально изменить строение сплава, уменьшить размер зерна, снять наклеп, устранить внутренние напряжения, т.е. полностью изменить структуру и свойства материала. При неполном отжиге структурные превращения происходят не полностью, с частичным сохранением исходной фазы. Неполный отжиг применяется в тех случаях, когда можно изменить строение второй фазы, исчезающей и вновь появляющейся при этом виде отжига.

Отжиг – это… Что такое Отжиг?

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

[1]

Виды отжига

По классификации А. А. Бочвара различают 2 вида отжига:

  1. Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации — применяется для приведения металла в более равновесное структурное состояние: снимается наклёп, понижается твёрдость, возрастают пластичность и ударная вязкость, снимаются внутренние напряжения (в связи с процессами отдыха и рекристаллизации).
  2. Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: сталь нагревается до температуры выше критических точек, затем следует выдержка различной продолжительности и последующее сравнительно медленное охлаждение.

Полный и неполный отжиг

  • Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50—100 °C/ч. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
  • Неполный отжиг заключается в нагреве до температур между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Изотермический отжиг

Для легированных сталей применяют изотермический отжиг, состоящий в нагреве выше верхней критической точки А3 область избыточного аустенита, выдержке, охлаждении до температуры ниже нижней критической точки А1, выдержке, достаточной для полного превращения аустенита в перлит, и охлаждении до комнатной температуры.

Диффузионный (Гомогенизационный) отжиг

Диффузионный отжиг состоит в нагреве до температур, значительно превосходящих критические точки, и продолжительной выдержке; используется для литого материала, обеспечивает получение равновесной структуры.. Диффузионный отжиг приводит к достижению более однородных свойств по объёму изделия и особенно улучшению механических свойств в поперечном (по отношению к прокатке) направлении. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах. При диффузионном отжиге идут следующие процессы:

  1. выравнивание химического состава до равновесного;
  2. растворение избыточных фаз;
  3. выделение фаз из пересыщенного твердого раствора — особый случай — гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;
  4. рост зерна;
  5. образование и рост пор.
Методы выполнения диффузионного отжига

При начале диффузионного отжига сначала растворяются самые легкоплавкие эвтектики (тройные, четверные), потом нагревают до двойной эвтектики, а затем нагревают под температуру метастабильного солидуса. Основная задача — сократить время обработки. Для этого нужно нагреть на возможно более высокую температуру. При этом материал не должен испытывать:

  1. перегрева — чрезмерного роста зерен,
  2. пережога — окисления границ зёрен.
Высокотемпературный диффузионный отжиг

Нагревать до температуры между температурами метастабильного и стабильного солидуса, заранее обрекая материал на частичное расплавление. Если объем легкоплавких фаз менее 1 %, то эта жидкость позднее рассосется, и влияния на свойства не окажет.

Температура нагрева зависит от температуры плавления Тн = 0.7-0.8 Тпл

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг — нагрев до температуры на 100-200 °C выше температуры рекристаллизации ,выдержка и последующее охлаждение. Вследствие процесса рекристаллизации происходит снятие наклепа, и свойства металла соответствуют равновесному состоянию.

Синеломкость

Синеломкость — снижение пластичности стали при одновременном повышении прочности, наблюдаемое при деформации в интервале температур, вызывающих синий цвет побежалости (200—300 °C).

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 14 мая 2011.

Ссылки

  1. Печи для термической обработки стали. Архивировано из первоисточника 18 февраля 2012. Проверено 10 июля 2011.

Отжиг – это… Что такое Отжиг?

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений. [1]

Виды отжига

По классификации А. А. Бочвара различают 2 вида отжига:

  1. Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации — применяется для приведения металла в более равновесное структурное состояние: снимается наклёп, понижается твёрдость, возрастают пластичность и ударная вязкость, снимаются внутренние напряжения (в связи с процессами отдыха и рекристаллизации).
  2. Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: сталь нагревается до температуры выше критических точек, затем следует выдержка различной продолжительности и последующее сравнительно медленное охлаждение.

Полный и неполный отжиг

  • Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50—100 °C/ч. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
  • Неполный отжиг заключается в нагреве до температур между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Изотермический отжиг

Для легированных сталей применяют изотермический отжиг, состоящий в нагреве выше верхней критической точки А3 область избыточного аустенита, выдержке, охлаждении до температуры ниже нижней критической точки А1, выдержке, достаточной для полного превращения аустенита в перлит, и охлаждении до комнатной температуры.

Диффузионный (Гомогенизационный) отжиг

Диффузионный отжиг состоит в нагреве до температур, значительно превосходящих критические точки, и продолжительной выдержке; используется для литого материала, обеспечивает получение равновесной структуры.. Диффузионный отжиг приводит к достижению более однородных свойств по объёму изделия и особенно улучшению механических свойств в поперечном (по отношению к прокатке) направлении. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах. При диффузионном отжиге идут следующие процессы:

  1. выравнивание химического состава до равновесного;
  2. растворение избыточных фаз;
  3. выделение фаз из пересыщенного твердого раствора — особый случай — гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;
  4. рост зерна;
  5. образование и рост пор.
Методы выполнения диффузионного отжига

При начале диффузионного отжига сначала растворяются самые легкоплавкие эвтектики (тройные, четверные), потом нагревают до двойной эвтектики, а затем нагревают под температуру метастабильного солидуса. Основная задача — сократить время обработки. Для этого нужно нагреть на возможно более высокую температуру. При этом материал не должен испытывать:

  1. перегрева — чрезмерного роста зерен,
  2. пережога — окисления границ зёрен.
Высокотемпературный диффузионный отжиг

Нагревать до температуры между температурами метастабильного и стабильного солидуса, заранее обрекая материал на частичное расплавление. Если объем легкоплавких фаз менее 1 %, то эта жидкость позднее рассосется, и влияния на свойства не окажет.

Температура нагрева зависит от температуры плавления Тн = 0.7-0.8 Тпл

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг — нагрев до температуры на 100-200 °C выше температуры рекристаллизации ,выдержка и последующее охлаждение. Вследствие процесса рекристаллизации происходит снятие наклепа, и свойства металла соответствуют равновесному состоянию.

Синеломкость

Синеломкость — снижение пластичности стали при одновременном повышении прочности, наблюдаемое при деформации в интервале температур, вызывающих синий цвет побежалости (200—300 °C).

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 14 мая 2011.

Ссылки

  1. Печи для термической обработки стали. Архивировано из первоисточника 18 февраля 2012. Проверено 10 июля 2011.

Отжиг – это… Что такое Отжиг?

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений. [1]

Виды отжига

По классификации А. А. Бочвара различают 2 вида отжига:

  1. Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации — применяется для приведения металла в более равновесное структурное состояние: снимается наклёп, понижается твёрдость, возрастают пластичность и ударная вязкость, снимаются внутренние напряжения (в связи с процессами отдыха и рекристаллизации).
  2. Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: сталь нагревается до температуры выше критических точек, затем следует выдержка различной продолжительности и последующее сравнительно медленное охлаждение.

Полный и неполный отжиг

  • Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50—100 °C/ч. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
  • Неполный отжиг заключается в нагреве до температур между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Изотермический отжиг

Для легированных сталей применяют изотермический отжиг, состоящий в нагреве выше верхней критической точки А3 область избыточного аустенита, выдержке, охлаждении до температуры ниже нижней критической точки А1, выдержке, достаточной для полного превращения аустенита в перлит, и охлаждении до комнатной температуры.

Диффузионный (Гомогенизационный) отжиг

Диффузионный отжиг состоит в нагреве до температур, значительно превосходящих критические точки, и продолжительной выдержке; используется для литого материала, обеспечивает получение равновесной структуры.. Диффузионный отжиг приводит к достижению более однородных свойств по объёму изделия и особенно улучшению механических свойств в поперечном (по отношению к прокатке) направлении. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах. При диффузионном отжиге идут следующие процессы:

  1. выравнивание химического состава до равновесного;
  2. растворение избыточных фаз;
  3. выделение фаз из пересыщенного твердого раствора — особый случай — гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;
  4. рост зерна;
  5. образование и рост пор.
Методы выполнения диффузионного отжига

При начале диффузионного отжига сначала растворяются самые легкоплавкие эвтектики (тройные, четверные), потом нагревают до двойной эвтектики, а затем нагревают под температуру метастабильного солидуса. Основная задача — сократить время обработки. Для этого нужно нагреть на возможно более высокую температуру. При этом материал не должен испытывать:

  1. перегрева — чрезмерного роста зерен,
  2. пережога — окисления границ зёрен.
Высокотемпературный диффузионный отжиг

Нагревать до температуры между температурами метастабильного и стабильного солидуса, заранее обрекая материал на частичное расплавление. Если объем легкоплавких фаз менее 1 %, то эта жидкость позднее рассосется, и влияния на свойства не окажет.

Температура нагрева зависит от температуры плавления Тн = 0.7-0.8 Тпл

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг — нагрев до температуры на 100-200 °C выше температуры рекристаллизации ,выдержка и последующее охлаждение. Вследствие процесса рекристаллизации происходит снятие наклепа, и свойства металла соответствуют равновесному состоянию.

Синеломкость

Синеломкость — снижение пластичности стали при одновременном повышении прочности, наблюдаемое при деформации в интервале температур, вызывающих синий цвет побежалости (200—300 °C).

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 14 мая 2011.

Ссылки

  1. Печи для термической обработки стали. Архивировано из первоисточника 18 февраля 2012. Проверено 10 июля 2011.

Отжиг сталей

По книжному определению, отжиг – это нагрев стали до температуры выше критической, выдержка при этой температуре и медленной охлаждение вместе с печью. На самом деле это общее определение, под которое попадают не все виды отжига. Режимы отжига зависят в первую очередь от конечных требований к стали или изделию, в первую очередь это требования по механическим или технологическим свойствам металла.

 

Содержание

Отжиг первого рода (І-го рода)

Отжиг І рода – термическая операция, состоящая в нагреве металла в неустойчивом состоянии, полученном предшествующими обработками, для приведения металла в более устойчивое состояние. Этот вид отжига может включать в себя процессы гомогенизации, рекристаллизации, снижения твердости и снятия остаточных напряжений. Особенность этого вида отжига в том, что указанные процессы протекают независимо от того происходят ли фазовые превращения при термообработке или нет. Различают гомогенизационный (диффузионный), рекристаллизационный отжиг и отжиг, уменьшающий напряжения и снижающий твердость.

Гомогенизационный отжиг

Гомогенизационный отжиг – это термическая обработка, при которой главным процессом является устранение последствий дендритной и внутрикристаллитной ликвации в слитках сталей. Ликвация повышает склонность стали, обрабатываемой давлением, к хрупкости, анизотропии свойств и таким дефектам, как шиферность (слоистый излом) и флокены. Устранение ликвации достигается за счет диффузионных процессов. Для обеспечения высокой скорости диффузии сталь нагревают до высоких (1000–1200 °С) температур в аустенитной области. При этих температурах делается длительная (10–20 час.) выдержка и медленное охлаждение с печью. Диффузионные процессы наиболее активно протекают в начале выдержки. Поэтому во избежание большого количества окалины, охлаждение с печью обычно проводят до температуры 800 — 820°С, а далее на воздухе. При гомогенизационном отжиге вырастает крупное аустенитное зерно. Избавиться от этого нежелательного явления можно последующей обработкой давлением или термической обработкой с полной перекристаллизацией сплава. Выравнивание состава стали при гомогенизационном отжиге положительно сказывается на механических свойствах, особенно пластичности.

Рекристаллизационный отжиг стали

Рекристаллизационный отжиг, применяемый для сталей после холодной обработки давлением, – это термическая обработка деформированного металла или сплава. Может применять как окончательная, так и промежуточная операция между операциями холодного деформирования. Главным процессом этого вида отжига являются возврат и рекристаллизация соответственно. Возвратом называют все изменения в тонкой структуре, которые не сопровождаются изменениями микроструктуры деформированного металла (размер и форма зерен не изменяется). Возврат сталей происходит при относительно низких (300–400°С) температурах. При этом процессе наблюдается восстановление искажений кристаллической решетки.

Рекристаллизацией называют зарождение и рост новых зерен с меньшим количеством дефектов кристаллического строения. В результате рекристаллизации образуются совершенно новые, чаще всего равноосные кристаллы. Между температурным порогом рекристаллизации и температурой плавления имеется простое соотношение: ТР ≈ (0,3–0,4)ТПЛ., что составляет для углеродистых сталей 670–700°С.

Отжиг для снятия напряжений

Отжиг для снятия напряжений – это термическая обработка, при которой главным процессом является полная или частичная релаксация остаточных напряжений. Такие напряжения возникают при обработке давлением или резанием, литье, сварке, шлифовании и других технологических процессах. Внутренние напряжения сохраняются в деталях после окончания технологического процесса и называются остаточными. Избавиться от нежелательных напряжений можно путем нагрева сталей от 150 до 650°С в зависимости от марки стали и способа предыдущей обработки.

Высокий отжиг стали

Эта операция часто называется высоким отпуском. После горячей пластической деформации сталь имеет мелкое зерно и удовлетворительную микроструктуру. Такое состояние сталь получает при ускоренном охлаждении после пластической деформации. Однако в структуре могут быть составляющие: мартенсит, бейнит, троостит и т. д. Твердость металла при этом может быть достаточна высока. Для повышения пластичности и соответственно снижения твердости делается высокий отжиг. Его температура ниже критической Ас1 и зависит от требований к металлу для следующей операции обработки.

 

Отжиг второго рода (ΙΙ-го рода)

Отжиг ΙΙ рода основан на использовании фазовых превращений сплавов и состоит в нагреве выше температуры превращения с последующим медленным охлаждением для получения устойчивого структурного состояния сплавов.

Полный отжиг

Полный отжиг производится для доэвтектоидных сталей. Для этого стальную деталь нагревают выше критической точки А3 на 30–50°С и после прогрева проводят медленное охлаждение. Как правило, детали охлаждают вместе с печью со скоростью 30–100°С/час. Структура доэвтектоидной стали после отжига состоит из избыточного феррита и перлита.

Основные цели полного отжига:

– устранение пороков структуры, возникших при предыдущей обработке (литье, горячая деформация, сварка, термообработка), – крупнозернистости и видманштеттовой структуры;

– смягчение стали перед обработкой резанием – получение крупнозернистости для улучшения качества поверхности и большей ломкости стружки низкоуглеродистых сталей;

– уменьшение напряжений.

Неполный отжиг

Неполный отжиг отличается от полного тем, что нагрев производится на 30–50 °С выше критической точки А1 (линия РSК на диаграмме «Железо – цементит»). Неполный отжиг доэвтектоидных сталей проводят для улучшения обрабатываемости резанием. При неполном отжиге происходит частичная перекристаллизация стали — вследствие перехода перлита в аустенит. Избыточный феррит лишь частично превращается в аустенит. Такой отжиг проводится при температуре 770 — 750°С с последующим охлаждением со скоростью 30 — 60°С/с до 600°С, далее на воздухе.

Неполный отжиг широко применяется для заэвтектоидных углеродистых и легированных сталей. Нагрев этих сталей на 10 — 30°С выше Ас1 вызывает практически полную перекристаллизацию сплава и позволяет получить зернистую (сферическую) форму перлита вместо пластинчатой. Такой отжиг называют сфероидизацией. Частицы цементита, не растворившегося при нагреве, или области аустенита с повышенной концентрацией углерода за счет неполной его гомогенизации после растворения цементита, служат центрами кристаллизации для цементита, выделяющегося при последующем охлаждении до температуры ниже А1 и принимающего в этом случае зернистую форму. В результате нагрева до температуры значительно выше А1 и растворения большей части цементита и более полной гомогенизации аустенита последующее выделение цементита ниже А1 происходит в пластинчатой форме. Если избыточный цементит находился в виде сетки, то перед этим отжигом нужно сделать нормализацию с нагревом выше Асm (желательно с охлаждением в направленном потоке воздуха).

Стали, близкие к эвтектоидному составу, имеют узкий температурный интервал нагрева (750 — 760°С) для отжига на зернистый цементит, для заэвтектоидных сталей интервал рсширяется до 770 — 790°С. Легированные заэвтектоидные стали можно нагревать до более высоких температур 770 — 820°С. Охлаждение и сфероидизация цементита происходит медленно. Охлаждение должно обеспечить распад аустенита на феррито-карбидную структуру, сфероидизацию и коагуляцию образовавшихся карбидов до 620 — 680°С.

Отжиг на зернистый перлит (маятниковый отжиг)

Для получения зернистого перлита применяют отжиг с различными вариациями термоциклирования в надкритическом и межкритическом интервале температур, маятниковые виды отжига с различными выдержками и количеством циклов.

Сталь с зернистым перлитом имеет более низкую твердость, временное сопротивление разрыву и соответственно более высокие значения характеристик пластичности. Например эвтектоидная сталь с пластинчатым перлитом имеет твердость 228НВ, а с зернистым 163НВ и соответственно временное сопротивление 820 и 630МПа, относительное удлинение 15 и 20%.

Микроструктура стали после отжига на зернистый перлит (ОЗП) выглядит следующим образом

После отжига на зернистый перлит стали обладают наилучшей обрабатываемостью резанием, при этом достигается более высокая чистота поверхности. В ряде случаев, отжиг на зернистый перлит является обязательной предварительной операцией. Например для избежания трещинообразования при высадке болтов и заклепок.

Изотермический отжиг

Изотермический отжиг заключается в нагреве стали до температуры Ас3 + (30–50°С), последующего ускоренного охлаждения до температуры изотермической выдержки ниже точки А1 и дальнейшего охлаждения на спокойном воздухе. Изотермический отжиг по сравнению с обычным отжигом имеет два преимущества:

– больший выигрыш во времени, т. к. суммарное время ускоренного охлаждения, выдержки и последующего охлаждения может быть меньше медленного охлаждения изделия вместе с печью;

– получение более однородной структуры по сечению изделий, т. к. при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения.

Патентирование

Патентирование — операция отжига, как правило назначаемая для пружинной проволоки, с содержанием углерода 0,65 — 0,9%, перед волочением. Процесс заключается в аустенитизации металла и последующим пропускании его через расплав солей с температурой 450 — 550°С (на ДИПА это температуры изотермической выдержки в области минимальной устойчивости аустенита). Это приводит к образованию тонкопластинчатого троостита или сорбита, который позволяет получать степени обжатия более 75% для волочения и окончательное временное сопротивление 2000 — 2250МПа после ХПД.

Нормализационный отжиг (нормализация стали)

Нормализационный отжиг или нормализацию стали применяют как промежуточную операцию для смягчения стали перед обработкой резанием и для общего улучшения ее структуры перед закалкой. При нормализации доэвтектоидную сталь нагревают до температур Ас3 + (30–50°С), заэвтектоидную до Асм + (30–50°С) и после выдержки охлаждают на спокойном воздухе.

Ускоренное охлаждение по сравнению с отжигом обуславливает несколько большее переохлаждение аустенита, поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит) и более мелкое эвтектоидное зерно.

Прочность стали после нормализации несколько выше, чем после отжига. В заэвтектоидной стали нормализация устраняет грубую сетку вторичного цементита. При нагреве выше точки Асм вторичный цементит растворяется, а при последующем ускоренном охлаждении на воздухе не успевает образовать грубую сетку, понижающую свойства стали. В доэвтектоидной стали, как говорилось выше, нормализация позволяет устранить крупное зерно после перегрева и видманштетт после нарушения цикла ГПД.

Уксусная кислота ca oh 2 – https://www.dcpt.ru

Отжиг стали: температура, режимы, виды

Ассортимент изделий из металла огромен и в каждом случае требуются определенные, часто специфические качества материала. Обеспечить полный перечень марок производитель не в состоянии. Металлургические предприятия предлагают сырье, отвечающее ГОСТ, которое впоследствии дорабатывается на обрабатывающих производствах. Одна из ключевых операций — отжиг стали. На этой стадии металл приобретает необходимые технические свойства для последующей обработки. Чтобы понять, что такое отжиг стали, необходимо понимать для чего он делается, и какие процессы при этом происходят.

Отжиг стали

Почему необходима термическая обработка металла

Операцию проводят с целью улучшения технологических качеств сырья. Ключевым фактором становится температура отжига стали, которую необходимо выдерживать определенное время. При этом достигаются следующие цели:

  1. Снижение твердости. Качественные показатели после обработки позволяют существенно уменьшить трудозатраты, сократить время операций, используя более широкий перечень режущих инструментов.
  2. Улучшение микроструктуры. Под действием высокой температуры в определенный временной промежуток происходят существенные изменения на молекулярном уровне. Полученная однородная структура стали после отжига оптимальна для последующих механических и физических операций.
  3. Для снятия внутренних напряжений. В процессе первичной обработки на металлургических предприятиях в металле возникает дисбаланс кристаллической структуры. Правильно подобрав виды отжига стали, достигают необходимых характеристик металла для конкретного случая.

Иногда достаточен неполный отжиг стали для получения нужных технологических кондиций. В зависимости от желаемых качественных показателей металла могут использоваться сложные и длительные по времени режимы. Полный отжиг стали может длиться более суток для габаритных изделий. Большую часть этого времени занимают нагрев до нужной температуры и медленное остывание, регламентированное типом термической обработки при заданном стандарте.

Подробно режим отжига стали описан в специальной литературе. Некоторые операции предполагают соблюдение временного режима и точной температуры, вплоть да нескольких градусов. Если есть муфельная печь, то процедуру можно выполнить качественно. Когда такого оборудования нет, то точно провести отдельные виды термообработки будет затруднительно. Ориентироваться придется исключительно по цвету раскаленного металла.

Цвета каления стали

Сделать отжиг стали в домашних условиях можно по упрощенной схеме. Проконтролировать температуру предмета, нагретого газовой горелкой точно не получится. Регулировать режимы нагрева и остывания металла можно только примерно. При обработке стали в домашних условиях сделать структурный анализ невозможно. Определяется температура неполного отжига только визуально. Целями в бытовых условиях становятся снижение прочности и повышение обрабатываемости изделия. Микроструктура стали после отжига меняется и можно проводить дальнейшие операции.

Виды отжига

Принято делить эту операцию на два основных вида. Отжиг стали может быть 1-го и 2-го рода. В первом случае не происходит фазовой рекристаллизации, но металл приобретает нужные качества. Устраняются последствия механической обработки металла на прокатных станах, штампах.

Упрочнение поверхности стали после физического воздействия на металлургическом комбинате называют наклепом.

Главное назначение отжига стали 1-го рода — снижение прочности и повышение пластичности, необходимой для дальнейшей обработки. Частичная рекристаллизация снижает внутренние напряжения, что делает изделия более надежными и долговечными.

Отжиг стали 2-го рода характеризуется кардинальными изменениями структуры. Фазовая рекристаллизация достигается нагреванием металла выше критических точек и точным выполнением режима охлаждения по температуре и времени. Такие виды отжига и их назначение определяются производственными задачами для получения необходимых качеств металла. Критические температуры являются серьезным фактором риска.  В ряде случаев, например, при пережоге, возникают необратимые изменения в структуре. Такой металл отправляется на переплавку. Термообработка, отжиг и нормализация сталей сложный процесс дающий возможность получить из исходного сырья продукцию, отвечающую по заданным характеристикам запросы производителей конечных изделий.

Полный, неполный отжиг

Применяют термическую обработку для достижения необходимых качеств металла. Цель отжига стали определена как получение заданных технологических свойств. Они могут быть как общими, так и достаточно специфичными. Так неполный отжиг заэвтектоидной стали допустим при изготовлении конструкционных элементов, но при производстве деталей с заданными характеристиками будет недостаточен. Изменения структуры металла в обоих типах обработки различны. Играет роль не только время отжига стали, но и температура. Важным фактором успешного решения задачи является и режим охлаждения.

Полный отжиг стали

При неполном отжиге стали температура не достигает верхней критической точки. Менее жестки и требования по выдержке времени охлаждения. Выполняя полный отжиг сталей, металл разогревают выше критической точки. Затем выдерживают указанное время и точно выполняют график охлаждения. При термообработке, отжиге важно учитывать марку сырья, твердость, химический состав, поскольку технология и режимы определяются нормами ГОСТ.

Изотермический отжиг

Этот вид обработки применяется главным образом для легированных сплавов. Изометрический отжиг стали заключается в нагревании металла до аустенитного состояния с последующим ускоренным охлаждением до 660-680° C. Затем заготовку выдерживают при этой температуре, пока аустенит не превратится в перлит. После этого металл охлаждают на воздухе естественным способом.

Это самый быстрый и эффективный способ повысить пластичность металлов с высоким содержанием хрома.

Высокотемпературный отжиг нержавеющей стали и некоторых других конструкционных, инструментальных сплавов делается таким способом. Подобная технология позволяет снизить твердость легированных материалов до уровня, позволяющего эффективно обрабатывать впоследствии заготовку на металлорежущем оборудовании.

Изотермический отжиг характеризуется особым методом охлаждения. Заданное время материал выдерживается при температуре, указанной в нормах на одном уровне, а не падает постепенно, как в других вариантах обработки. Формирование однородной структуры происходит за счет полного распада аустенита и преобразований ферритов и перлитов. Таким способом обрабатывают жаростойкие сплавы.

Эффективна эта методика для обработки небольших изделий, штамповок, инструментальных заготовок.

Изотермический отжиг имеет небольшой по времени технологический цикл, однако достаточно эффективный для решения многих производственных задач.

Диффузионный отжиг

Согласно отраслевым нормам, этот вид термообработки можно отнести к экстремальным. Металл нагревается до максимально возможной температуры, превышающей критические точки. Технология часто применяется для сплавов со сложными и легкоплавкими соединениями. При этом структура заэвтектоидной стали после отжига становится менее твердой и значительно пластичнее, что позволяет использовать широкий набор приемов для дальнейшей обработки. Метод требует полного контроля и соблюдения технологии, поскольку высоки риски перегрева и пережога, что может привести частично или полностью к утрате необходимых качеств и такой металл к дальнейшим операциям будет непригоден. Точная температура полного отжига доэвтектоидной стали и других марок металла есть в специальных справочниках.

Диффузионный отжиг стали

Правильно выполненная термообработка позволяет получить:

  • равновесный химический состав;
  • рост зерна;
  • растворение избыточных фаз;
  • образование, рост пор.

Последний пункт является побочным эффектом, относится к дефектам и при производстве стараются избегать возникновения этого явления. Технология отжига стали этим методом требует навыков и знаний, понимания разницы между отдельными видами и марками металла.

Рекристаллизационный отжиг

Методика, позволяющая избавиться от многих нежелательных качеств металла. Рекристаллизационный отжиг стали проводят с целью снять наклеп и другие последствия после некоторых механических операций. Технология применяют для обработки:

  • листового проката;
  • проволоки;
  • прутков;
  • труб;
  • штамповки.

После рекристаллизационного отжига стали металл приобретает необходимые характеристики для получения изделий с заданными качествами.

Выбор технологии определяется химическим составом. При процедуре материал нагревают до значений, превышающих температуру кристаллизации не менее чем на 100-200° C. Необходимые свойства появляются в разной степени в зависимости от вида обработки. Чаще используют полный отжиг. При этом структурные изменения более существенные. В ряде случаев достаточен неполный отжиг.

Температурные зоны для рекристаллизационного отжига

Особенности отжига различных видов стали

Все термические операции с металлом проводят в строгом соответствии с предписанными требованиями к каждой марке. Определяющим значением становится содержание углерода, других металлов в составе сплава. Фактором, влияющим на твердость после отжига стали, является время выдержки в печи и режим охлаждения.

Для того чтобы точно выполнить условия охлаждения часто используются 2 печи. В одной поддерживается максимальная температура, а во второй изделие выдерживают необходимое количество времени до завершения внутренних структурных процессов. Так температура отжига нержавеющей стали в первой камере может превышать 1000° С, а потом изделия выдерживают несколько часов при 900° С и охлаждают до 300° С со скоростью 50-100° С в час. Дальнейшее охлаждение проводится на воздухе.

Значительную долю в общем объеме термообработки занимают доэвтектоидные стали. Содержание углерода в них менее 0, 8%. Структуру составляют феррит и перлит, поэтому в большинстве случаев достаточно провести неполный отжиг доэвтектоидных сталей, что снизит твердость и повысит пластичность. Низкоуглеродистые сплавы используются в больших объемах в строительстве, в конструкциях, возводимых в народном хозяйстве. Однако в отдельных случаях требования к структуре металла более жесткие. Тогда необходимо проводить полный отжиг доэвтектоидных сталей для снятия напряжений и получения равновесной структуры с заданными качествами. Применяемый способ выбирается, опираясь на требования производителей, возможности имеющегося обрабатывающего оборудования. В технической документации обозначены температуры и время, необходимое при отжиге, для достижения качеств получаемых закалкой и отпуском.

В процессе термической обработки происходят сложные изменения структурного характера, которые можно анализировать только на специальном оборудовании. Разрабатывались нормы и рекомендации, опираясь на научные данные, выполнение которых в производственных условиях обязательно. Получаемая структура при отжиге и другие показатели строго регламентированы и в домашних условиях практически невыполнимы. Однако добиться изменения структурного строения, сделать металл мягким и податливым своими руками можно. Качество отожженной стали для бытового применения будет достаточным. Для домашнего мастера не важно, эвтектоидного или аустенитного класса сплав у обрабатываемой детали.

Отжиг стали: виды, технология, режимы отжига

Отжигом называют термообработку, в результате которой в сплаве получают равновесную структуру. Существует несколько видов этой операции, но все они включают нагрев до температуры, зависящей от марки стали, выдержку и охлаждение с небольшой скоростью. Назначение отжига стали – снижение внутренних напряжений и повышение пластичности, сопровождаемые некоторым уменьшением прочности.

Виды отжига стали первого рода

Для такой термообработки не характерны фазовые превращения. Выделяют несколько типов технологий отжига первого рода.

Гомогенизация

Этот вид отжига направлен на снижение химической неоднородности, возникающей в результате рекристаллизации.

Определение! Рекристаллизацией называют процесс появления новых (чаще всего равноосных) зерен за счет других фаз. Этот процесс особенно интенсивно проходит в пластически деформированных материалах.

Гомогенизация производится при высоких температурах с длительными выдержками: от 2-х до 48 часов. После этого сталь приобретает повышенные пластические свойства.

Рекристаллизационный отжиг

Изготовление проката способом холодной прокатки является причиной вытягивания зерен в направлении главной деформации. В результате этого появляется наклеп (нагартовка).

Определение! Наклепом (нагартовкой) называют упрочнение стали из-за трансформации структуры в процессе пластического деформирования при температурах менее температуры рекристаллизации.

Если сталь, для которой уже характерен наклеп, подвергать дальнейшему деформированию, она разрушится. Поэтому для ликвидации этого эффекта применяют рекристаллизационный отжиг, режим которого определяется химическим составом сплава, нагрев в этом случае производится выше температур рекристаллизации. Начальные температуры рекристаллизации составляют:

  • для чистых металлов – 0,4Тпл,
  • для обычных сплавов – 0,6Тпл,
  • для сложных термопрочных сплавов – 0,8Тпл.

Время отжига определяется геометрией изделия и составляет обычно от получаса до двух часов. Во время этой термообработки происходит:

  • появление зародышей новых зерен;
  • рост новых зерен;
  • исчезновение деформированных зерен;
  • устранение наклепа;
  • возврат металла в равновесное состояние.

Внимание! Размер зерна после отжига зависит от степени деформации, которой был подвергнут прокат. Если она приближалась к критической, то зерна после отжига будут крупными, что крайне нежелательно. Поэтому степень деформации перед термообработкой не должна превышать 60%. После рекристаллизационного отжига образуется мелкозернистая однофазная структура, обеспечивающая оптимальное сочетание прочности и пластичности.

Эта термическая обработка может быть:

  • предварительной – перед холодным деформированием, если исходная сталь уже обладает некоторой степенью упрочнения;
  • промежуточной – используется между операциями холодной прокатки, если суммарная степень деформаций слишком велика и есть вероятность, что запасов пластичности стали может не хватить;
  • окончательной – если в результате должен получиться полуфабрикат с высокой степенью пластичности.

Отжиг для снятия внутренних напряжений

Эти напряжения могут быть:

  • термическими – образованными во время неравномерного нагрева или охлаждения с различной скоростью отдельных элементов изделия, после сварки, литья, механообработки;
  • структурными – появившимися в результате фазовых превращений, которые реализовались в различных частях металла с разной скоростью.

Внутренние напряжения при эксплуатации детали могут превысить предел прочности и стать причиной разрушения. Отжиг, позволяющий избежать негативных последствий, осуществляется при температурах ниже температуры кристаллизации и составляющих 0,2-0,3Тпл.

Режимы отжига второго рода

Этот вид термообработки предназначен для образования равновесной структуры в металлах и сплавах путем фазовых превращений. В данном случае происходит как частичная, так и полная замена начальной структуры.

Такой вид отжига разделяют на полный и неполный:

  • при полном происходит общая рекристаллизация;
  • при неполном – частично сохраняется исходная структура, неполный отжиг широко востребован для заэвтектоидных (содержащих более 0,8% углерода) углеродистых и нержавеющих сталей.

Патентирование является специфическим процессом, но по характеру фазовых превращений его можно отнести к отжигу второго рода. Этот вид изотермической обработки применяется для получения высококачественной канатной, пружинной и рояльной проволоки с содержанием углерода 0,45-0,8%. Проволока при патентировании проходит следующие этапы:

  • нагрев в проходной печи;
  • пропуск через соляную или свинцовую ванну, температура которой – 450-550°C;
  • намотку на приводной барабан.

В результате этих операций образуется структура тонкопластинчатого троостита или сорбита. Эти микроструктуры позволяют получать при волочении степень обжатия более 75%. 

Что такое отжиг? Полное руководство по процессу

Отжиг – это процесс термообработки, который изменяет физические, а иногда и химические свойства материала, чтобы увеличить пластичность и снизить твердость, чтобы сделать его более пригодным для обработки.

Щелкните здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Процесс отжига требует, чтобы материал превышал его температуру рекристаллизации в течение заданного времени перед охлаждением.Скорость охлаждения зависит от типа отжигаемых металлов. Например, черные металлы, такие как сталь, обычно оставляют охлаждаться до комнатной температуры на неподвижном воздухе, в то время как медь, серебро и латунь можно медленно охлаждать на воздухе или быстро закаливать в воде.

Процесс нагрева вызывает миграцию атомов в кристаллической решетке и уменьшение количества дислокаций, что приводит к изменению пластичности и твердости. При охлаждении термически обработанный материал рекристаллизуется. Размер кристаллического зерна и фазовый состав зависят от скоростей нагрева и охлаждения, которые, в свою очередь, определяют свойства материала.

Горячая или холодная обработка металлических деталей после отжига еще раз изменяет структуру материала, поэтому для достижения желаемых свойств может потребоваться дополнительная термообработка.

Однако, зная состав материала и фазовую диаграмму, термическая обработка может смягчить металлы и подготовить их к дальнейшей обработке, такой как формовка, формование и штамповка, а также предотвратить хрупкое разрушение.

Печь для отжига работает, нагревая материал выше температуры рекристаллизации, а затем охлаждая материал после того, как он выдерживается при желаемой температуре в течение подходящего периода времени.Материал рекристаллизуется при охлаждении после того, как процесс нагрева вызвал движение атомов для перераспределения и устранения дислокаций в заготовке.

Отжиг состоит из трех стадий – стадии восстановления, стадии рекристаллизации и стадии роста зерна. Они работают следующим образом:

1. Этап восстановления

На этой стадии используется печь или другое нагревательное устройство для повышения температуры материала до такой точки, при которой внутренние напряжения снимаются.

2. Стадия перекристаллизации

Нагрев материала выше температуры рекристаллизации, но ниже точки плавления приводит к образованию новых зерен без каких-либо остаточных напряжений.

3. Стадия роста зерна

При охлаждении материала с определенной скоростью появляются новые зерна. После этого материал станет более работоспособным. Последующие операции по изменению механических свойств могут быть выполнены после отжига.

Отжиг используется для устранения эффектов наклепа, которые могут возникать во время таких процессов, как гибка, холодная штамповка или волочение.Если материал станет слишком твердым, это может сделать невозможным работу или привести к растрескиванию.

При нагревании материала выше температуры рекристаллизации он становится более пластичным и, следовательно, готов к повторной обработке. Отжиг также снимает напряжения, которые могут возникнуть при затвердевании сварных швов. Горячекатаную сталь также формуют и формуют путем ее нагрева выше температуры рекристаллизации. Хотя отжиг стали и легированной стали является обычным явлением, другие металлы также могут получить выгоду от этого процесса, например, алюминий, латунь и медь.

Производители металла используют отжиг, чтобы создавать сложные детали, сохраняя материал в рабочем состоянии, возвращая его в состояние, близкое к предварительно обработанному. Этот процесс важен для сохранения пластичности и снижения твердости после холодной обработки. Кроме того, некоторые металлы подвергаются отжигу для увеличения их электропроводности.

Отжиг может проводиться со сплавами, причем частичный или полный отжиг являются единственными методами, используемыми для нетермообрабатываемых сплавов. Исключением являются сплавы серии 5000, которые могут подвергаться низкотемпературной стабилизации.

Сплавы отжигаются при температуре 300–410 ° C, в зависимости от сплава, с временем нагрева от 0,5 до 3 часов, в зависимости от размера заготовки и типа сплава. Сплавы необходимо охлаждать с максимальной скоростью 20 ° C в час, пока температура не снизится до 290 ° C, после чего скорость охлаждения не имеет значения.

Основные преимущества отжига заключаются в том, что этот процесс улучшает обрабатываемость материала, увеличивает ударную вязкость, снижает твердость и увеличивает пластичность и обрабатываемость металла.

Процесс нагрева и охлаждения также снижает хрупкость металлов, улучшая их магнитные свойства и электрическую проводимость.

Основным недостатком отжига является то, что это может занять много времени, в зависимости от того, какие материалы подвергаются отжигу. Для достаточного охлаждения материалов, требующих высоких температур, может потребоваться много времени, особенно если они оставлены для естественного охлаждения внутри печи для отжига.

Отжиг используется в различных отраслях промышленности, где металлы необходимо обрабатывать в сложные конструкции или обрабатывать несколько раз.

Отжиг насчитывает сотни лет, о чем свидетельствует само слово, которое происходит от среднеанглийского «anelen», что означает поджигание или разжигание, а также запекание и темперирование.

Среднеанглийский язык, на котором говорили и писали в Англии с 1150 по 1500 год, является потомком древнеанглийского. Термин имел варианты написания, такие как среднеанглийское «onǣlan», и использовалось, как в инструкции с 1400 г., «Take þe plate». из бюстгальтеров, панн или подушек, и подола анеле в þe fire rede hoot («Возьмите тарелки медных кастрюль или котлов и обожгите их на огне докрасна»).

Хотя мы точно не знаем, кто открыл отжиг, этимология показывает, что это было на практике по крайней мере 900 лет назад.

Что такое отжиг? | Металлические супермаркеты

Хотя химический состав металла определяет большую часть механических свойств, многие металлы могут изменять свои механические свойства в результате термической обработки. Сегодня существует множество различных видов термической обработки, и одним из самых популярных методов является отжиг.

Что такое отжиг?

Отжиг – это процесс термообработки, используемый в основном для увеличения пластичности и снижения твердости материала.Это изменение твердости и пластичности является результатом уменьшения дислокаций в кристаллической структуре отжигаемого материала. Отжиг часто проводят после того, как материал подвергся закалке или холодной обработке, чтобы предотвратить его хрупкое разрушение или сделать его более пластичным для последующих операций.

Почему металл отжигают?

Как упоминалось выше, отжиг используется для снижения твердости и увеличения пластичности. Изменение этих механических свойств посредством отжига имеет большое значение по многим причинам:

  • Отжиг улучшает формуемость материала.Твердые, хрупкие материалы сложно согнуть или сжать без разрушения материала. Отжиг помогает устранить этот риск.
  • Отжиг также может улучшить обрабатываемость. Чрезвычайно хрупкий материал может вызвать чрезмерный износ инструмента. Снижение твердости материала посредством отжига может снизить износ используемого инструмента.
  • Отжиг снимает остаточные напряжения. Остаточные напряжения могут вызвать трещины и другие механические осложнения, и часто лучше их устранить, когда это возможно.

Какие металлы можно отжигать?

Для проведения процесса отжига необходимо использовать материал, который может быть изменен термической обработкой. Примеры включают множество типов стали и чугуна. Некоторые типы алюминия, меди, латуни и других материалов также могут поддаваться отжигу.

Процесс отжига

Процесс отжига состоит из трех основных этапов.

  1. Стадия восстановления.
  2. Стадия перекристаллизации
  3. Стадия роста зерна

Этап восстановления

На стадии восстановления используется печь или другой тип нагревательного устройства, чтобы нагреть материал до температуры, при которой его внутренние напряжения снимаются.

Стадия перекристаллизации

На стадии перекристаллизации материал нагревается выше температуры рекристаллизации, но ниже температуры плавления. Это приводит к образованию новых зерен без ранее существовавших напряжений.

Стадия роста зерна

В процессе роста зерна новые зерна полностью развиваются. Этот рост контролируется путем охлаждения материала с заданной скоростью. Результатом выполнения этих трех этапов является материал с большей пластичностью и меньшей твердостью.Последующие операции, которые могут изменить механические свойства, иногда выполняются после процесса отжига.

Когда используются отожженные металлы?

Общие области применения отожженных металлов включают:

  • Упрочненные материалы, такие как листовой металл, прошедший процесс штамповки, или холоднотянутый пруток.
  • Металлическая проволока, растянутая с одного размера на меньший, также может пройти процесс отжига.
  • Операции обработки, которые вызывают большое количество тепла или смещение материала, также могут потребовать последующего отжига.
  • Сварные детали могут создавать остаточные напряжения в области материала, подверженного повышенным температурам; для воссоздания однородных физических свойств часто используется отжиг.

Metal Supermarkets – крупнейший в мире поставщик мелкосерийного металла с более чем 85 обычными магазинами в США, Канаде и Великобритании. Мы эксперты по металлу и обеспечиваем качественное обслуживание клиентов и продукцию с 1985 года.

В Metal Supermarkets мы поставляем широкий ассортимент металлов для различных областей применения.В нашем ассортименте: нержавеющая сталь, легированная сталь, оцинкованная сталь, инструментальная сталь, алюминий, латунь, бронза и медь.

Наша горячекатаная и холоднокатаная сталь доступна в широком диапазоне форм, включая пруток, трубы, листы и пластины. Мы можем разрезать металл в точном соответствии с вашими требованиями.

Посетите одно из наших 80+ офисов в Северной Америке сегодня.

В чем разница между отпуском и отжигом?

Закалка и отжиг – это оба метода термической обработки металла.Целью термической обработки является намеренное изменение физических (и химических) свойств металла с целью его подготовки к производству. Термическая обработка может повлиять на многие свойства металлического изделия, включая прочность, твердость, формуемость, пластичность, пластичность и обрабатываемость.

Отжиг и отпуск: термическая обработка металлических изделий

Обычно на термическую обработку металла влияют три переменных:

  1. Температура, до которой он нагревается
  2. Продолжительность выдержки при этой температуре
  3. Способ или скорость охлаждения

В зависимости от типа металла, подвергаемого термообработке, и желаемого результата эти переменные будут меняться.Но, тем не менее, эффективная термообработка требует точного контроля над всеми тремя.

Несмотря на то, что существует множество методов термической обработки металла, сегодня я расскажу только о двух из них: отжиг и отпуск.

Процесс отжига

Как работает отжиг?

При отжиге металл нагревается до идеальной температуры, а затем выдерживается при этой температуре в течение заданного периода времени. Скорость охлаждения для отжига находится на медленном конце спектра.Например, если вы готовили что-то в духовке и вместо того, чтобы извлекать это по окончании времени приготовления, вы позволяли ему остыть в духовке, это похоже на отжиг.

Основная причина, по которой металлический продукт подвергается отжигу, состоит в том, чтобы уменьшить его твердость / сделать его более мягким. Таким образом, его будет легче обрабатывать. Кроме того, некоторые металлы подвергаются отжигу для увеличения электропроводности.

Три этапа отжига

Процесс отжига включает три отдельных этапа:

  1. Восстановление
  2. Перекристаллизация
  3. Рост зерна

Давайте подробнее рассмотрим, что происходит на каждом этапе.

Этап отжига 1: восстановление

Первым этапом процесса отжига является восстановление. Во время восстановления металл нагревается. Обычно используемым нагревательным устройством является печь – для отжига металла можно использовать газовые, электрические и индукционные печи. Цель стадии восстановления – нагреть металл до температуры, при которой его внутренние структуры расслабляются.

Этап отжига 2: рекристаллизация

Второй этап процесса отжига – рекристаллизация. Во время рекристаллизации металл нагревается еще больше.Оптимальным вариантом является достижение температуры, превышающей температуру рекристаллизации металлов, но без превышения температуры плавления.

Когда материал удерживается в этой зоне наилучшего восприятия, новые зерна могут начать развиваться во внутренней структуре металла без образования ранее существовавших напряжений.

Этап отжига 3: рост зерен

Третья стадия процесса отжига – рост зерна. На этом заключительном этапе те зерна, которые начали развиваться на втором этапе, могут полностью развиться.Контролируя процесс охлаждения и поддерживая определенную скорость, рост зерна приведет к получению более пластичного и менее твердого материала.

Процесс закалки

Как работает закалка?

Закалка – это термообработка, которая улучшает вязкость твердых, хрупких сталей, чтобы они оставались стойкими во время обработки. Для отпуска требуется, чтобы металл был нагрет до температуры ниже так называемой нижней критической температуры – в зависимости от сплава эта температура может составлять от 400 до 1300 ° F.

Когда достигается более низкая критическая температура стали, эта температура поддерживается в течение заданного времени. Тип обрабатываемой стали определяет критическую температуру и время выдержки материала при этой температуре.

Другие переменные, влияющие на отпуск, включают продолжительность выдержки металла при критической температуре и скорость охлаждения. Оба эти фактора влияют на механические свойства материала.

Визуальный эффект закалки

Также известно, что закалка влияет на цвета, которые появляются на поверхности стали. Эти цвета, которые могут варьироваться от светло-желтого до оттенков синего, используются для обозначения окончательных свойств стали. Например, наши улучшенные пружинные стали – 1075 и 1095 – имеют синий цвет, но из-за явных различий в контакте с углеродом их оттенок синего и другие физические свойства различаются. Вы можете просмотреть подробное сравнение здесь.

Что такое отжиг и почему он важен?

Когда производителям металла ставится задача формировать сложные детали, у них есть довольно много инструментов, стратегий и процессов, которые помогут им выполнить эту работу.Одним из важных компонентов в их арсенале инструментов и знаний является глубокое понимание процесса отжига.

Отжиг – это термин, относящийся к процессам термообработки мягких металлов. В процессе отжига металлы, а именно стали, нагреваются равномерно, чтобы вернуть их как можно ближе к состоянию, в котором они были до холодной обработки. Этот процесс термообработки увеличивает пластичность металла и обеспечивает более эффективные процессы формования и формовки. В идеале процесс отжига не должен приводить к повреждению инструмента или заготовки.

Как процесс, отжиг необходим, потому что материалы имеют тенденцию терять пластичность, приобретая предел текучести после определенного количества холодной обработки. Если холодная обработка необходима на протяжении всего процесса формовки металла, отжиг становится необходимым компонентом этого процесса, поскольку он помогает восстановить исходные свойства металла.

Стандартный процесс отжига состоит из трех стадий: восстановления, рекристаллизации и роста зерен. Вот краткое изложение этих трех этапов:

Этап 1 – Восстановление. При отжиге восстановление – это процесс восстановления физических свойств металлов, таких как тепловое расширение, электрическая проводимость и внутренняя энергия. По сути, именно этот начальный этап смягчает металл. Во время восстановления дислокации или неровности в структуре металла попадают в среду, свободную от напряжений, обычно в стенки уже существующих ячеек. Как мы увидим на стадии рекристаллизации, именно эти ячейки, свободные от напряжений, помогают продвигать процесс отжига.

Этап 2 – перекристаллизация. Рекристаллизация – это восстановительный процесс. Чтобы отжиг был эффективным, заготовки должны быть нагреты до температуры, превышающей температуру рекристаллизации. Во время рекристаллизации деформированные зерна кристаллической структуры металла заменяются новыми свободными от напряжений зернами, которые образовались во время восстановления. Эти недеформированные клетки без напряжения зарождаются и растут до тех пор, пока все исходные зерна не будут заменены. Так, например, низкоуглеродистую сталь следует отжигать при температуре около 900 градусов по Цельсию (или 1650 градусов по Фаренгейту), потому что это температура, при которой она будет рекристаллизоваться.

Однако имейте в виду, что не всегда необходимо нагревать металл до критического диапазона температур. Изделия из мягкой стали, которые необходимо многократно подвергать холодной обработке, можно размягчить путем отжига при температуре 500-650 градусов Цельсия.

Этап 3 – Рост зерна. Рост зерна – это третья стадия, и это происходит, когда отжиг может продолжаться после завершения рекристаллизации. На этом этапе микроструктура металла становится грубой, из-за чего заготовка теряет часть своей прочности.Силу обычно можно восстановить с помощью процесса, называемого закалкой. Для стали закалка и отпуск – это процесс закалки, который вы использовали бы.

Сталь для отжига | Отжиг металла

Преимущества отжига

Возможно, вы слышали об удивительной прочности меча катана, который самураи много лет использовали в Японии. Такое лезвие способно сохранять остроту и форму даже при сильных нагрузках и длительном постоянном использовании.

Есть много секретов того, почему эти лезвия, по мнению многих экспертов, обладают превосходной долговечностью, и один из них – процесс, известный как отжиг. Отжиг стали или любого другого металла включает нагревание до определенной температуры и охлаждение с определенной скоростью. Таким образом удаляются загрязнения в зерне, повышается пластичность металла и снижается его твердость.

Сегодня процесс отжига стали и металлов используется во многих промышленных приложениях, где металл должен быть самого высокого качества.Этот процесс был усовершенствован современным оборудованием до такой степени, что теперь легендарная долговечность самурайской катаны может быть достигнута во многих промышленных металлах.

Краткое описание процесса отжига

Кусок металла состоит из решетки кристаллических структур, известных как зерна, и иногда эти зерна выстраиваются таким образом, что создают дополнительную нагрузку на металлическую деталь в целом. На первой стадии отжига стали или других металлов, известной как восстановление, металл нагревается до точки, при которой эти внутренние напряжения могут рассеяться.

Дальнейшее нагревание металла до температуры чуть ниже его точки плавления позволяет формировать новые зерна, которые не имеют ранее существовавших напряжений старых зерен. Это образование новых зерен называется рекристаллизацией. Чтобы контролировать рост этих новых зерен, металлу дают остыть с определенной скоростью, что мы называем стадией роста зерен.

Завершение всего этого процесса приводит к получению металла с превосходная пластичность и пониженная твердость. Почему иногда лучше иметь металл с пониженной твердостью? Если кусок металла слишком твердый, это делает его хрупкий.Самые прочные металлы обладают высокой пластичностью, а это значит, что они могут гнуться и поглощать удары, не ломаясь. Отжиг металлов – это способ добиться это желанный баланс между твердостью и пластичностью.

Промышленное использование отожженного металла

Многие из распространенных сегодня промышленных процессов требуют или улучшаются за счет использования отожженной стали и отожженных металлов. Например, для уменьшения остаточных напряжений при сварке часто сварная конструкция обрабатывается процессом отжига.

Отжиг может также упрочнить металл, который был перегрет в результате высокоинтенсивной обработки. Когда металлическую проволоку тянут более тонкой, это может вызвать напряжения в зернах, и поэтому новые металлические проволоки часто подвергаются отжигу. Кроме того, процесс изготовления листового металла может привести к образованию детали со слишком большой твердостью, поэтому листы часто подвергаются отжигу для восстановления их прочности.

Насколько точно отжиг изменяет поведение металлов?

Итак, каковы фактические результаты отжига металла для повышения его пластичности и снижения твердости? Кусок металла может треснуть или даже сломаться, если в нем остаются остаточные напряжения, а поскольку отжиг устраняет эти остаточные напряжения, он может помочь металлу сохранить свою форму.

Сталь

для отжига также помогает продлить срок службы обрабатывающих инструментов. Обработка хрупкого металла может вызвать дополнительный износ инструментов, тогда как высокопластичный кусок металла сведет к минимуму повреждение инструментов, вызванное постоянным использованием. Последнее преимущество – это то, о чем вы, возможно, уже догадывались: отжиг металлов позволяет им легче сгибать и придавать желаемую форму.

Отжиг и нормализация

Говоря о термической обработке металла, есть обычно подробно обсуждаются два процесса: отжиг и нормализация.Однако, прежде чем погрузиться в специфику каждого метода, а также в преимущества одного лечение по сравнению с другим, необходимо понимать, почему вы будете нагревать относиться к металлу в первую очередь.

Зачем нужно термически обрабатывать металл?

Есть несколько причин, по которым компании хотят, чтобы их металл пройти процесс термической обработки. Например, одна из самых очевидных причин Обработка металла – повышение общей прочности и качества материала. При погружении в более конкретные цели компании могут захотеть улучшить твердость, коррозионная стойкость, вязкость и пластичность.В зависимости от желаемый исход из стали или металла, компании выберут один из нескольких варианты обработки, причем двумя верхними вариантами являются либо отжиг, либо нормализующий.

Что такое отжиг?

При отжиге стали материал нагревается до определенной температуры, которая определяется типом используемой стали. После нагрева материал охлаждается в кондиционированной атмосфере, как в печи, в которой он был нагрет.

Целью отжига является повышение пластичности и обрабатываемости за счет повышения вязкости материала и улучшения мягкости.Существует несколько форм отжига, таких как рекристаллизация, снятие напряжений, сфероидизация, процесс и полный отжиг. Каждый процесс предназначен для определенной функции и результата.

Что такое нормализация?

Противодействуя отжигу металла, нормализация о повышении твердость. Это достигается путем нагревания материала над аустенитного диапазона, а затем дать ему остыть на воздухе, что приводит к быстрое охлаждение. Этот процесс также приводит к снижению пластичности.

Что лучше: отжиг или нормализация?

К сожалению, какой вариант лечения лучше всего зависит от ваши конкретные потребности.Если вы ищете более мягкий материал или хотите снимите внутреннее напряжение детали, тогда отжиг, вероятно, будет лучшим вариант. Однако, если вы хотите более твердую, более однородную деталь с уменьшенным гибкости, то нормализация, вероятно, является наиболее подходящим вариантом для ваших нужд. Хотя отжиг и нормализация – не единственные варианты, доступные для обработка стали и других металлов.

Другие процессы

Помимо отжига и нормализации, есть как минимум два другие стандартные варианты обработки стали и других металлов: отпуск и закалка.Каждый вариант пользуется популярностью у многих производителей и производителей. компании. Однако есть определенные цели, преимущества и недостатки. к использованию каждого из них, так же как и с отжигом и нормализацией.

  • Закалка

    Закалка, как и отжиг, используется для улучшения пластичности и мягкости материала. Однако этот метод обработки делает более значительный акцент на улучшении магнитных свойств, а также режущих свойств стали.

  • Закалка

    Закалка аналогична отпуску в том, что режущие и магнитные свойства увеличиваются.Однако основное внимание в этом процессе обработки уделяется повышению твердости материала, как при нормализации. В отличие от нормализации, когда металл охлаждается на воздухе, при закалке используется жидкая среда для быстрого охлаждения стали. Благодаря этому процессу зернистость стали становится более мелкой, поскольку ей не позволяют расти после зародышеобразования.

Если вы планируете термическую обработку стали путем нормализации или полного отжига, Specialty Steel Treating готов удовлетворить все ваши потребности в обработке.Хотя, если вы еще не уверены в том, какой процесс лучше всего соответствует вашим потребностям, свяжитесь с одним из наших представителей, чтобы обсудить преимущества отжига стали и процессов обработки, а также особенности вашего конкретного проекта.

У нас есть четыре кампуса, два из которых расположены во Фрейзере, Ми (586-571-0334 или 586-415-1848), один в Фармингтон-Хиллз, Ми (248-478-5900) и один в Ист-Гранби, штат Коннектикут (860-653 -0061). Обладая более чем 60-летним опытом, мы готовы и способны удовлетворить все ваши потребности в обработке стали.

Ваши специалисты по термообработке

Если вы считаете, что ваша деятельность принесет пользу, если вы подвергнете свои металлы процессу отжига, поговорите с нашими экспертами в Specialty Steel Treating, и мы дадим свои рекомендации. Наш современный процесс термообработки даст потрясающие результаты. Позвоните нам сегодня по телефону 586-571-0331.

Что такое отжиг? – Определение из Corrosionpedia

Что означает отжиг?

Отжиг – это любая термическая обработка, при которой изменяется микроструктура и, следовательно, свойства материала.Отжиг обычно относится к термообработке, при которой холодно обработанный металл размягчается, позволяя ему рекристаллизоваться.

Отжиг используется для отмены изменений, внесенных в металл в результате холодной обработки. Это достигается путем воздействия на этот металл определенной температуры в течение определенного времени. Это самый распространенный из всех процессов термообработки. В процессе производства каждый кусок металла подвергается отжигу хотя бы один раз, а некоторые детали многократно при переходе от сырья к готовой детали.

Corrosionpedia объясняет отжиг

Отжиг включает нагрев материала до температуры выше его критической, поддержание подходящей температуры и затем охлаждение. Процесс отжига улучшает стабильность изгиба и снижает вероятность растрескивания. Этот процесс используется для:

  • Улучшить пластичность
  • Снять напряжение в материале
  • Уточнить кристаллическую структуру материала
  • Улучшить свойства изгиба

Например, в полупроводниковой промышленности кремниевые пластины отжигаются так, что атомы примеси, обычно бор, фосфор или мышьяк могут диффундировать в позиции замещения в кристаллической решетке, что приводит к резким изменениям электрических свойств полупроводникового материала.

Существует три стадии отжига, каждая из которых дает разные результаты:

  1. Восстановление – это приводит к размягчению металла за счет удаления в основном линейных дефектов, называемых дислокациями, и вызываемых ими внутренних напряжений. Восстановление происходит на более низкотемпературной стадии всех процессов отжига и до появления новых бездеформационных зерен. Размер и форма зерен не меняются.
  2. Рекристаллизация – Новые зерна без деформации зарождаются и растут, заменяя те, которые были деформированы внутренними напряжениями.
  3. Рост зерен – микроструктура начинает укрупняться, что может привести к потере значительной части первоначальной прочности металла. На этом этапе все эффекты холодной обработки устраняются.

Рост зерен может отрицательно сказаться на свойствах материала и, как правило, приводит к появлению шероховатости поверхности компонентов, изготовленных из листового металла.

Изменение температуры оказывает гораздо более сильное влияние на отжиг металлов, чем изменение во времени.Температура отжига зависит от компонентов:

  • Толщина
  • Состав
  • Геометрия

Что такое отжиг (7 типов процесса отжига)

Что такое отжиг?

Процесс нагрева металла или сплава до соответствующей температуры в течение определенного периода времени с последующим медленным охлаждением (обычно с охлаждением в печи) называется отжигом.

Суть отжига заключается в превращении перлита после нагрева стали до аустенизации.После отжига ткань близка к той, что была в состоянии равновесия.

Назначение отжига

(1) снизить твердость стали, улучшить пластичность и облегчить механическую обработку и обработку холодной деформации;

(2) химический состав и организация однородной стали, измельчение зерна, Для улучшения характеристик стали или для подготовки к закалке;

(3) устраняет внутреннее напряжение и процесс упрочнения для предотвращения деформации и растрескивания.

Отжиг и нормализация используются в основном для термической обработки.

Для деталей с низким напряжением и низкими эксплуатационными характеристиками отжиг и нормализация также могут использоваться в качестве окончательной термообработки.

Классификация методов отжига

В зависимости от температуры нагрева обычно используемый метод отжига делится на:

Рекристаллизационный отжиг с фазовым переходом выше критической температуры (Ac1 или Ac3):

  • Полный отжиг
  • Диффузионный отжиг
  • Неполный отжиг
  • Сферификационный отжиг

Отжиг ниже критической температуры (Ac1 или Ac3):

  • Рекристаллизационный отжиг
  • Отжиг под напряжением

7 типов процесса отжига

Полный отжиг

Процесс:

Нагрейте сталь выше Ac3 на 20 ~ 30 ℃, сохраняя тепло в течение определенного периода времени после медленного охлаждения (вместе с печью), чтобы приблизиться к балансу процесса термообработки (полная аустенизация).

Полный отжиг в основном используется для субэвтектических сталей (wc = 0,3 ~ 0,6%), как правило, для отливок из среднеуглеродистой стали и низко- и среднеуглеродистых сталей, поковок и горячекатаных профилей, а иногда и для их сварных швов.

Низкоуглеродистая сталь имеет низкую твердость и не подходит для механической обработки.

Когда заэвтектоидная сталь нагревается до аустенитного состояния выше Accm и отжиг при медленном охлаждении, Fe3CⅡ выделяется в сетке вдоль границы зерен, прочность, твердость, пластичность и ударная вязкость стали значительно снижаются, что оставляет скрытую опасность для окончательной термообработки.

Цель:

Мелкое зерно, однородная структура, устранение внутренних напряжений, снижение твердости и улучшение обработки стали.

Ткань после полного отжига доэвтектической стали F + P.

Для повышения производительности при реальном производстве детали будут извлекаться из печи для охлаждения на воздухе при охлаждении отжигом до температуры около 500 ℃.

Изотермический отжиг

Полный отжиг занимает много времени, особенно когда аустенитная сталь более устойчива.

Если аустенизирующая сталь охлаждается до температуры немного ниже, чем Ar1, она изменяется от A до P, а затем от холода до комнатной температуры, что может значительно сократить время отжига. Такой метод отжига называется изотермическим отжигом.

Процесс:

Нагрейте сталь до температуры выше Ac3 (или Ac1). После надлежащего времени сохранения тепла его можно охладить до определенной температуры в перлитной области, а затем аустенитное тело превратится в перлит, а затем процесс термообработки будет охлажден до комнатной температуры.

Цель:

Так же, как и полный отжиг, изменение легче контролировать.

Подходит для стали с более стабильной A: высокоуглеродистой стали (wc> 0,6%), легированной инструментальной стали, высоколегированной стали (> 10% легирующих элементов).

Изотермический отжиг также полезен для достижения однородной организации и производительности.

Однако он не подходит для стальных деталей большого сечения и материалов для больших печей периодического действия, поскольку изотермический отжиг нелегко достичь изотермической температуры внутренней или периодической заготовки.

Неполный отжиг

Процесс:

Нагрев стали до Ac1 ~ Ac3 (доэвтектическая сталь) или Ac1 ~ Accm (заэвтектическая сталь). Процесс термообработки достигается путем медленного охлаждения после термоизоляции.

В основном используется для получения сферических перлитных тканей для заэвтектической стали с целью устранения внутренних напряжений, снижения твердости и улучшения обрабатываемости.

Сферификационный отжиг – это разновидность неполного отжига.

Сферический отжиг

Процесс термообработки для сферификации карбида в стали с получением гранулированного перлита.

Процесс:

При нагревании до температуры, которая на 20 ~ 30 ℃ выше, чем Ac1, время выдержки не должно быть слишком большим, обычно 2 ~ 4 часа. Обычно методом охлаждения печи или изотермическим методом при температуре около 20 ℃ ниже Ar1 в течение длительного времени.

Он в основном используется для обработки эвтектоидной и заэвтектической стали, такой как углеродистая инструментальная сталь, легированная инструментальная сталь, подшипниковая сталь и т. Д.

После прокатки и ковки заэвтектоидной стали ткань, охлаждаемая воздухом, представляет собой пластинчатый перлит и ретикулярный цементит. Такая ткань твердая и хрупкая, ее не только трудно разрезать, но и легко деформировать и растрескивать в процессе последующей закалки.

При сфероидизирующем отжиге получают шаровидный перлит. В глобулярном перлите науглероженное тело выглядит как сферическая частица, а дисперсия распределяется по ферритной матрице. Сферический перлит не только имеет низкую твердость, но и удобен в обработке.

Кроме того, зерно аустенита непросто стать крупным при нагревании, а склонность к деформации и растрескиванию при охлаждении мала.

Если в эвтектической стали присутствует ретикулярный цементит, необходимо исключить процесс нормализации перед сфероидизирующим отжигом, чтобы обеспечить нормальный сферизационный отжиг.

Цель:

Снижение твердости, однородная структура, улучшение обрабатываемости для подготовки к закалке.

Существует множество методов сферификационного отжига, в основном это:

A) один процесс сферификационного отжига:

Нагрейте сталь до Ac1 более чем на 20 ~ 30 ℃, сохраняя тепло в течение соответствующего времени, а затем в печи медленного охлаждения. Требуется, чтобы исходная ткань была тонко слоистым перлитом и отсутствовала науглероживающая сеть.

B) процесс изотермического сферификационного отжига:

После стальной термоизоляции, вместе с печью, охлаждаемой до температуры немного ниже изотермической температуры Ar1 (обычно в Ar1 ниже 10 ~ 30 ℃).

После изотермической печи с медленным охлаждением до примерно 500 ℃, затем вынимают для охлаждения на воздухе.

Он имеет преимущества короткого периода, равномерной сфероидизации и легкого контроля качества.

C) процесс возвратно-поступательного сферического отжига.

Диффузионный отжиг (равномерный)

Процесс:

Нагрейте слитки, отливки или поковки до температуры, которая немного ниже температуры твердой фазы в течение длительного времени, затем медленно остудите, чтобы устранить неравномерность химического состава.

Цель:

Для устранения дендритной сегрегации и региональной сегрегации в процессе затвердевания, для гомогенизации состава и организации.

Температура диффузионного отжига очень высока, обычно на 100 ~ 200 ℃ выше Ac3 или Accm, температура бетона зависит от степени сегрегации и марки стали.

Время сохранения тепла обычно составляет 10-15 часов.

После диффузионного отжига требуется полный отжиг и нормализация для улучшения качества ткани.

Применяется для некоторых высококачественных легированных сталей и сегрегации серьезных отливок и слитков легированной стали.

Отжиг для снятия напряжений

Процесс:

Нагрейте сталь до определенной температуры ниже Ac1 (обычно 500 ~ 650 ℃), установите изоляцию и затем охладите в печи.

Температура отжига под напряжением ниже, чем A1, поэтому отжиг под напряжением не вызывает организационных изменений.

Цель:

Устранение остаточного внутреннего напряжения.

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг также известен как промежуточный отжиг.

Он предназначен для нагрева холодной деформации металла до температуры рекристаллизации для поддержания соответствующего времени, чтобы зерно деформации могло быть преобразовано в однородные и равные осевые зерна, чтобы исключить технологическое упрочнение и остаточное напряжение.

Генерация рекристаллизации сначала должна иметь определенную холодную пластическую деформацию, а затем должна быть нагрета до температуры выше определенной.

Минимальная температура рекристаллизации называется самой низкой температурой рекристаллизации.

Самая низкая температура рекристаллизации обычных металлических материалов:

T перекристаллизация = 0,4 T расплав

Нагрев до температуры рекристаллизационного отжига должен быть выше, чем самая низкая температура рекристаллизации 100 ~ 200 ℃ (минимальная температура рекристаллизации стали составляет около 450 ℃)

Медленное охлаждение после надлежащего сохранения тепла.

Как выбрать метод отжига

При выборе метода отжига обычно руководствуются следующими принципами:

(1) различные стали с доэвтектоидной структурой обычно выбирают полный отжиг.

Для сокращения времени отжига можно использовать изотермический отжиг.

(2) сфероидизирующий отжиг обычно используется в заэвтектических сталях.

Если запрос невысок, можно не завершать отжиг.

Инструментальная сталь

, подшипниковая сталь часто применяется сфероидизированным отжигом.

Холодная экструзия и холодная высадка деталей из низкоуглеродистой или среднеуглеродистой стали иногда используются для сферического отжига;

(3) для исключения технологического упрочнения можно использовать рекристаллизационный отжиг;

(4) для устранения внутреннего напряжения, вызванного различной обработкой, можно использовать отжиг под напряжением;

(5) Для улучшения неоднородности структуры и химического состава высококачественной легированной стали часто применяют диффузионный отжиг.

Поделиться – это забота!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *