Основные виды термической обработки для стали

1. Отжиг
Назначение: уменьшить твердость, улучшить пластичность и ударную вязкость; устранить внутреннее напряжение; уточнить зерна; улучшить обрабатываемость; подготовить к последующей термообработке (например, закалке).

Процесс: Нагрейте сталь до соответствующей температуры на уровне или ниже критической точки (выше Ac1 или Ac3), держите ее в тепле в течение достаточного времени, а затем медленно охлаждайте (обычно в печи).

Основные типы:

Полный отжиг: Нагрейте до 30-50 ° C выше Ac3, держите его в тепле и охлаждайте в печи. В основном используется для гипоэвтектоидной стали, чтобы полностью перекристаллизовать структуру, уточнить зерна и полностью размягчить ее.

Сфероидизируя отжиг: Нагрейте до вокруг Ac1 (немножко выше или ниже), держите его теплым в течение длительного времени или охладите его медленно к сфероидизируйте карбиды в стали. В основном используется для заэвтектоидной стали (например, инструментальной стали, подшипниковой стали), снижает твердость, улучшает ударную вязкость и улучшает обрабатываемость.

Отжиг для снятия стресса: нагрев до температуры ниже Ac1 (обычно 500-650 ° C), сохранение тепла, а затем медленное охлаждение. Основная цель-устранить остаточное внутреннее напряжение в отливках, поковках, сварных швах или холодных деталях, стабилизировать размер и предотвратить деформацию и растрескивание.

Рекристаллизационный отжиг: нагрев до температуры выше температуры рекристаллизации (обычно 650-700 ° C), сохранение тепла, а затем воздушное охлаждение или охлаждение печи. Он используется для стали после холодной деформации для устранения закалки и восстановления пластичности и вязкости.

Изменение организации: получить структуру, близкую к равновесию (например, перлит, ферритовый сфероидальный цементит).

2. Нормализация
Цель: Уточнить зерна и сделать структуру равномерной; улучшить комплексные механические свойства (прочность, ударная вязкость); устранить сетевые карбиды в заэвтектоидной стали для подготовки к сфероидизирующими отжигу или закалке; улучшить обрабатываемость низкоуглеродистой стали; иногда его можно использовать в качестве окончательной термообработки.

Процесс: нагрейте сталь до 30-50 ° C выше Ac3 (гипоэвтектоидная сталь) или Accm (заэвтектоидная сталь), держите ее в тепле в течение соответствующего времени, а затем охладите в неподвижном или слегка проточном воздухе.

Особенности: Скорость охлаждения выше, чем отжиг, и медленнее, чем закалка. Полученная структура тоньше, чем отжиг (сорбит), а прочность и твердость немного выше, чем отжиг.

Применение: Широко использованный в вковках структурной стали, низко-и среднеуглеродистой стали, отливок, как предварительная термическая обработка или окончательная термическая обработка.

3. Закалка
Цель: получить структуру мартенсита (или бейнита), значительно улучшить твердость и прочность стали.

Процесс: нагрейте сталь до температуры выше критической точки (Ac3 или Ac1) (гипоэвтектоидная сталь: Ac3 30-50 ° C; заэвтектоидная сталь: Ac1 30-50 ° C), держите ее в тепле для гомогенизации аустенита, а затем быстро охладить его со скоростью, превышающей критическую скорость охлаждения (обычно в воде, Масляная или солевая ванна).

Ключевые моменты:

Скорость охлаждения: должна быть достаточно быстрой, чтобы избежать разложения аустенита на перлит или бейнит во время охлаждения.

Закаливание: способность стали получать глубину мартенсита во время закалки зависит от содержания в ней легирующих элементов.

Тушение напряжения и деформационного растрескивания: быстрое охлаждение приведет к огромному тепловому напряжению и организационному стрессу, что может вызвать деформацию или даже растрескивание заготовки. Требуется строгий контроль процесса и выбор подходящей охлаждающей среды (вода, масло, полимерный раствор, градуированная/изотермическая закалка).

Организация: в основном мартенсит, пересыщенный твердый раствор углерода в α-Fe, с чрезвычайно высокой твердостью и прочностью, но очень хрупким и высоким внутренним напряжением.

4. Закалять
Назначение: необходимо выполнять сразу после закалки! Устранить или уменьшить внутреннее напряжение, вызванное закалкой; уменьшить хрупкость; улучшить пластичность и ударную вязкость; получить требуемую комбинацию прочности, твердости и ударной вязкости (пластичности); стабилизировать организацию и размер.

Процесс: Разогрейте закаленную сталь до заданной температуры (низкой, средней или высокой) ниже Ac1, держите ее в тепле в течение достаточного времени, а затем охладите с соответствующей скоростью (обычно с воздушным охлаждением).

Основные типы (по температуре):

Низкотемпературный отпуск (150-250 ° C): в основном устраняет некоторые внутренние напряжения и хрупкость, а твердость не сильно уменьшается. Структура-закаленный мартенсит. Используется для инструментов, датчиков, подшипников, обугленных деталей и т. Д., Которые требуют высокой твердости и высокой износостойкости.

Закалка при средней температуре (350-500 ° C): значительно снижает внутреннее напряжение и хрупкость, а также улучшает эластичность и предел текучести. Структура-закаленный троостит. Используется для пружин, ковочных штампов, ударных инструментов и т. Д.

Высокотемпературный отпуск (500-650 ° C): Получите комплексные механические свойства с хорошей сочетанием прочности, пластичности и ударной вязкости (хорошая прочность и ударная вязкость). Структура-закаленный троостит. Обычно «закалка при высокой температуре» в совокупности называется закалкой и закалкой, которая широко используется в важных конструкционных деталях (таких как валы, шатуны, болты, шестерни и т. Д.).

Основная функция: Преобразование нестабильного закаленного мартенсита в более стабильную структуру и осаждение карбидов.