Термообработка металлов отжиг нормализация закалка отпуск: Термообработка: закалка, отпуск, нормализация, отжиг

Термообработка: закалка, отпуск, нормализация, отжиг

Металлоизделия, используемые в любых отраслях хозяйства должны отвечать требованиям устойчивости к износу. Для этого используется воздействие высокими температурами, в результате чего усиливаются нужные эксплуатационные свойства. Этот процесс называется термической обработкой.

Термообработка представляет собой комплекс операций нагрева, охлаждения и выдержки металлических твердых сплавов для получения необходимых свойств благодаря изменению структуры и внутреннего строения. Термическая обработка применяется в качестве промежуточной операции для того, чтобы улучшить обрабатываемость резанием, давлением, либо в качестве окончательной операции технологического процесса, которая обеспечивает требуемый уровень свойств детали.

Различные методы закаливания применялись с давних пор: мастера погружали нагретую металлическую полоску в вино, в масло, в воду. Для охлаждения кузнецы порой применяли и достаточно интересные способы, например садились на коня и мчались, охлаждая изделие в воздухе.

По способу совершения термическая обработка бывает следующих видов:

-Термическая (нормализация, закалка, отпуск, отжиг, старение, криогенная обработка).

-Термо-механическая. Включает обработку высокими температурами в сочетании с механическим воздействием на сплав.

-Химико-термическая. Подразумевает термическую обработку металла с последующим обогащением поверхности изделия химическими элементами (углеродом, азотом, хромом и др.).

Основные виды термической обработки:

1. Закалка. Представляет собой вид термической обработки разных материалов (металлы, стекло), состоящий в нагреве их выше критической температуры с быстрым последующим охлаждением. Выполняется для получения неравновесных структур с повышенной скоростью охлаждения. Закалка может быть как с полиморфным превращением, так и без полиморфного превращения.

2. Отпуск – это технологический процесс, суть которого заключается в термической обработке закалённого на мартенсит металла либо сплава, основными процессами при котором являются распад мартенсита, рекристаллизация и полигонизация. Проводится с целью снятия внутренних напряжений, для придания материалу необходимых эксплуатационных и механических свойств.

3. Нормализация. В данном случае изделие нагревается до аустенитного состояния и потом охлаждается на спокойном воздухе. В результате нормализации снижаются внутренние напряжения, выполняется перекристаллизация стали. В сравнении с отжигом, нормализация – процесс более короткий и более производительный.

4. Отжиг. Представляет собой операцию термической обработки, заключающуюся в нагреве стали, выдержке при данной температуре и последующем медленном охлаждении вместе с печью. В результате отжига образуется устойчивая структура, свободная от остаточных напряжений. Отжиг является одной из важнейших массовых операций термической обработки стали.

Цель отжига:

1) Снижение твердости и повышение пластичности для облегчения обработки металлов резанием;

2) Уменьшение внутреннего напряжения, возникающего после обработки давлением (ковка, штамповка), механической обработки и т. д.;

3) Снятие хрупкости и повышение сопротивляемости ударной вязкости;

4) Устранение структурной неоднородности состава материала, возникающей при затвердевании отливки в результате ликвации.

Для цветных сплавов (алюминиевые, медные, титановые) также широко применяется термическая обработка. Цветные сплавы подвергают как разупрочняющей, так и упрочняющей термической обработке, в зависимости от необходимых свойств и области применения.

Термическая обработка металлов и сплавов является основным технологическим процессом в чёрной и цветной металлургии. На данный момент в распоряжении технических специалистов множество методов термообработки, позволяющих добиться нужных свойств каждого вида обрабатываемых сплавов. Для каждого металла свойственна своя критическая температура, а это значит, что термообработка должна производиться с учётом структурных и физико-химических особенностей вещества. В конечном итоге это позволит не только достичь нужных результатов, но и в значительной степени рационализировать производственные процессы.

Комплексная термическая обработка металлов

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ТЕРМООБРАБОТКЕ КОНВЕЙЕРНЫЕ ПЕЧИ ШАХТНЫЕ ПЕЧИ КОЛПАКОВЫЕ ПЕЧИ ПЕЧИ КАМЕРНЫЕ ДЛЯ ОТЖИГА ПРОВОЛОКИ ВАКУУМНЫЕ ПЕЧИ ТИГЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ КОНВЕЙЕРНЫЕ ПЕЧИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ САДОЧНЫЕ ПЕЧИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ГЕНЕРАТОРЫ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ИНДУКЦИОННАЯ ТЕРМООБРАБОТКА ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

 

Комплексная термическая обработка металлов — процесс изменения структуры стали, цветных металлов, сплавов при нагревании и последующем охлаждении с определенной скоростью. Термическая обработка (термообработка) приводит к существенным изменениям свойств стали, цветных металлов, сплавов. Химический состав металла не изменяется.

Термическая обработка (термообработка) стали, сплавов бывает следующих видов: отжиг

, нормализация, закалка, отпуск.

• Отжиг — термическая обработка (термообработка) металла, при которой производится нагревание металла, а затем медленное охлаждение. Эта термобработка (т.е. отжиг) бывает разных видов (вид отжига зависит от температуры нагрева, скорости охлаждения металла).
• Закалка — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, основанная на перекристаллизации стали (сплавов) при нагреве до температуры выше критической; после достаточной выдержки при критической температуре для завершения термической обработки следует быстрое охлаждение. Закаленная сталь (сплав) имеет неравновесную структуру, поэтому применим другой вид термообработки — отпуск.
• Отпуск — термическая обработка (термообработка) стали, сплавов, проводимая после закалки для уменьшения или снятия остаточных напряжений в стали и сплавах, повышающая вязкость, уменьшающая твердость и хрупкость металла.
• Нормализация — термическая обработка (термообработка), схожая с отжигом. Различия этих термобработок (нормализации и отжига) состоит в том, что при нормализации сталь охлаждается на воздухе (при отжиге — в печи).

 

ОТЖИГ СТАЛИ

Отжиг — процесс термообработки металла, при котором производится нагревание, затем медленное охлаждение металла. Переход структуры из неравновесного состояния до более равновесного. Отжиг первого рода, его виды: возврат (он же отдых металла), рекристаллизационный отжиг (он же называется рекристаллизация), отжиг для снятия внутренних напряжений, диффузионный отжиг

(еще называется гомогенизация). Отжиг второго рода – изменение структуры сплава посредством перекристаллизации около критических точек с целью получения равновесных структур. Отжиг второго рода, его виды: полный, неполный, изотермический отжиги. Ниже рассмотрен отжиг, его виды, применительно к стали.

• Возврат (отдых) стали – нагрев до 200 – 400°C, отжиг для уменьшения или снятия наклепа. По результатам отжига наблюдается уменьшение искажений кристаллических решеток у кристаллитов и частичное восстановление физико-химических свойств стали.
• Рекристаллизационный отжиг стали (рекристаллизация) — нагрев до температур 500 – 550°C; отжиг для снятия внутренних напряжений – нагрев до температур 600 – 700°C. Эти виды отжига снимают внутренние напряжения металла отливок от неравномерного охлаждения их частей, также в заготовках, обработанных давлением (прокаткой, волочением, штамповкой) с использованием температур ниже критических.
  Вследствиии рекристаллизационного отжига из деформированных зерен вырастают новые кристаллы, ближе к равновесным, поэтому твердость стали снижается, а пластичность, ударная вязкость увеличиваются. Чтобы полностью снять внутренние напряжения стали нужна температура не менее 600°C. Охлаждение после выдержки при заданной температуре должно быть достаточно медленным: вследствии ускоренного охлаждения металла вновь возникают внутренние напряжения.
• Диффузионный отжиг стали (гомогенизация) применяется тогда, когда сталь имеет внутрикристаллическую ликвацию. Выравнивание состава в зернах аустенита достигается диффузией углерода и других примесей в твердом состоянии, наряду с самодиффузией железа. По результатам отжига, сталь становится однородной по составу (гомогенной), поэтому диффузионный отжиг называет также гомогенизацией. Температура гомогенизации должна быть достаточно высокой, однако нельзя допускать пережога, оплавления зерен. Если допустить пережог, то кислород воздуха окисляет железо, проникая в толщу его, образуются кристаллиты, разобщенные окисными оболочками. Пережог устранить нельзя, поэтому пережженные заготовки являются окончательным браком. Диффузионный отжиг стали обычно приводит к слишком сильному укрупнению зерна, что следует исправлять последующим полным отжигом (на мелкое зерно).
• Полный отжиг стали связан с фазовой перекристаллизацией, измельчением зерна при температурах точек АС1 и АС2. Назначение его – улучшение структуры стали для облегчения последующей обработки резанием, штамповкой или закалкой, а также получение мелкозернистой равновесной перлитной структуры готовой детали. Для полного отжига сталь нагревают на 30-50°Cвыше температуры линии GSK и медленно охлаждают. После отжига избыточный цементит (в заэвтектоидных сталях) и эвтектоидный цементит имеют форму пластинок, поэтому и перлит называют пластинчатым
• При отжиге стали на пластинчатый перлит заготовки оставляют в печи до охлаждения, чаще всего при частичном подогреве печи топливом, чтобы скорость охлаждения была не больше 10-20°C в час. Отжигом также достигается измельчение зерна. Крупнозернистая структура, например, доэвтектоидной стали, получается при затвердевании вследствие свободного роста зерен (если охлаждение отливок медленное), а также в результате перегрева стали. Эта структура называется видманштетовой (по имени австрийского астронома А. Видманштеттена, открывшего в 1808 г. такую структуру на метеорном железе). Такая структура придает низкую прочность заготовке. Структура характерна тем, что включения феррита (светлые участки) и перлита (темные участки) располагаются в виде вытянутых пластин под различными углами друг к другу. В заэвтектоидный сталях видманштетова структура характеризуется штрихообразным расположением избыточного цементита. Размельчение зерна связано с перекристаллизацией альфа-железа в гамма-железо; вследствии охлаждения и обратного переходе гамма-железа в aльфа-железо мелкозернистая структура сохраняется. Таким образом, одним из результатов отжига на пластинчатый перлит является мелкозернистая структура.
• Неполный отжиг стали связан с фазовой перекристаллизацией лишь при температуре точки А С1; неполный отжиг применяется после горячей обработки давлением, когда у заготовки мелкозернистая структура.
• Отжиг стали на зернистый перлит применяют обычно для эвтектоидных, заэвтектоидных сталей, для повышения пластичности, вязкости стали и уменьшения ее твердости. Для получения зернистого перлита сталь нагревают выше точки АС1, затем выдерживают недолго, чтобы цементит растворился в аустените не полностью. Затем сталь охлаждают до температуры несколько ниже Ar1, выдерживают при такой температуре несколько часов. При этом частицы оставшегося цементита служат зародышами кристаллизации для всего выделяющегося цементита, который нарастает округлыми (глобулярными) кристаллитами, рассеянными в феррите. Свойство зернистого перлита существенно отличаются от свойств пластинчатого в сторону меньшей твердости, но большей пластинчатости и вязкости. Особенно это относится к заэвтектоидной стали, где весь цементит (как эвтектоидный, так избыточный) получается в виде глобулей.
• Изотермический отжиг — после нагрева и выдержки сталь быстро охлаждают до температуры несколько ниже точки А 1, затем выдерживают при этой температуре до полного распадения аустенита на перлит, после чего охлаждают на воздухе. Применение изотермического отжига значительно сокращает время, а также повышает производительность. Например, обыкновенный отжиг легированной стали длится 13-15 ч, а изотермический – всего 4-7 ч.

ЗАКАЛКА СТАЛИ

Различают закалку с полиморфным превращением, для сталей, и закалку без полиморфного превращения, для большинства цветных металлов. Материал, подвергшийся закалке приобретает большую твердость, но становится хрупким, менее пластичным и вязким, если сделать большее количество повторов нагревание-охлаждение.

Для снижения хрупкости и увеличения пластичности и вязкости, после закалки с полиморфным превращением применяют отпуск. После закалки без полиморфного превращения применяют старение. При отпуске имеет место некоторое снижение твердости и прочности материала.

В зависимости от температуры нагрева, закалку подразделяют на полную и неполную. В случае полной закалки материал нагревают на 30 — 50°C выше линии GS для доэвтектоидной стали и эвтектоидной, заэвтектоидная линия PSK, в этом случае сталь приобретает структуру аустенит и аустенит + цементит. При неполной закалке производят нагрев выше линии PSK диаграммы, что приводит к образованию избыточных фаз по окончании закалки.

Неполная закалка, как правило, применяется для инструментальных сталей. Закалка снимается отпуском материала. В некоторых изделиях закалка выполняется частично, например при изготовлении японских катан, закалке подвергается только режущая кромка меча.

Закалочные среды

При закалке для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного превращения требуется быстрое охлаждение, но не во всём интервале температур, а только в пределах 650-400 °C, то есть в том интервале температур в котором аустенит менее всего устойчив, быстрее всего превращается в феритно-цементитную смесь. Выше 650 °C скорость превращения аустенита мала, и поэтому смесь при закалке можно охлаждать в этом интервале температур медленно, но, конечно, не настолько, чтобы началось выпадение феррита или превращение аустенита в перлит.

Механизм действия закалочных сред (вода, масло, водополимерная закалочная среда (Термат), а также охлаждение деталей в растворах солей) следующий. В момент погружения изделия в закалочную среду вокруг него образуется плёнка перегретого пара, охлаждение происходит через слой этой паровой рубашки, то есть относительно медленно. Когда температура поверхности достигает некоторого значения (определяемого составом закаливающей жидкости), при котором паровая рубашка разрывается, то жидкость начинает кипеть на поверхности детали, и охлаждение происходит быстро.

Первый этап относительно медленного кипения называется стадией плёночного кипения, второй этап быстрого охлаждения — стадией пузырькового кипения. Когда температура поверхности металла ниже температуры кипения жидкости, жидкость кипеть уже не может, и охлаждение замедлится. Этот этап носит название конвективного теплообмена.

Способы закалки

• Закалка в одном охладителе — нагретую до определённых температур деталь погружают в закалочную жидкость, где она остаётся до полного охлаждения. Этот способ применяется при закалке несложных деталей из углеродистых и легированных сталей.
• Прерывистая закалка в двух средах — этот способ применяют при закалке высокоуглеродистых сталей. Деталь сначала быстро охлаждают в быстро охлаждающей среде (например воде), а затем в медленно охлаждающей (масло).
• Струйчатая закалка заключается в обрызгивании детали интенсивной струёй воды и обычно её применяют тогда, когда нужно закалить часть детали. При этом способе не образуется паровая рубашка, что обеспечивает более глубокую прокаливаемость, чем простая закалка в воде. Такая закалка обычно производится в индукторах на установках ТВЧ.
• Ступенчатая закалка — закалка, при которой деталь охлаждается в закалочной среде, имеющей температуру выше мартенситной точки для данной стали. При охлаждении и выдержке в этой среде закаливаемая деталь должна приобрести во всех точках сечения температуру закалочной ванны. Затем следует окончательное, обычно медленное, охлаждение, во время которого и происходит закалка, то есть превращение аустенита в мартенсит.
• Изотермическая закалка. В отличие от ступенчатой при изотермической закалке необходимо выдерживать сталь в закалочной среде столько времени, чтобы успело закончиться изотермическое превращение аустенита.

ОТПУСК СТАЛИ

Отпуск стали смягчает действие закалки, уменьшает или снимает остаточные напряжения, повышает вязкость, уменьшает твердость и хрупкость стали. Отпуск производится путем нагрева деталей, закаленных на мартенсит до температуры ниже критической. При этом в зависимости от температуры нагрева могут быть получены состояния мартенсита, троостита или сорбита отпуска. Эти состояния несколько отличаются от соответственных состояний закалки по структуре и свойствам: при закалке цементит (в троостите и сорбите) получается в форме удлиненных пластинок, как в пластинчатом перлите. А при отпуске он получается зернистым, или точечным, как в зернистом перлите.

Преимуществом точечной структуры является более благоприятное сочетание прочности и пластичности. При одинаковом химическом составе и одинаковой твердости сталь с точечной структурой имеет значительно более высокое относительное сужение y и ударную вязкость а н, повышенное удлинение d и предел текучести s т по сравнению со сталью с пластинчатой структурой.

Мартенсит закалки имеет неустойчивую тетрагональную решетку, а мартенсит отпуска – устойчивую центрированную кубическую решетку альфа-железа.

Отпуск разделяют на низкий, средний и высокий в зависимости от температуры нагрева.

Для определения температуры при отпуске изделия пользуются таблицей цветов побежалости. Тонкая пленка окисдов железа, придающая металлу различные быстро меняющиеся цвета — от светло-желтого до серого. Такая пленка появляется, если очищенное от окалины стальное изделие нагреть до 220°C; при увеличении времени нагрева или повышении температуры окисная пленка утолщается и цвет ее изменяется. Цвета побежалости одинаково проявляются как на сырой, так и на закаленной стали.

При низком отпуске (нагрев до температуры 200-300°C) в структуре стали в основном остается мартенсит, который, однако, изменяется решетку. Кроме того, начинается выделение карбидов железа из твердого раствора углерода в альфа-железе и начальное скопление их небольшими группами. Это влечет за собой некоторое уменьшение твердости и увеличение пластических и вязких свойств стали, а также уменьшение внутренних напряжений в деталях. Для низкого отпуска детали выдерживают в течение определенного времени обычно в масляных или соляных ваннах. Если для низкого отпуска детали нагревают на воздухе, то для контроля температуры часто пользуются цветами побежалости, появляющимися на поверхности детали. Появление этих цветов связано с интерференцией белого света в пленках окисла железа, возникающих на поверхности детали при ее нагреве. В интервале температур от 220 до 330°C в зависимости от толщины пленки цвет изменяется от светло-желтого до серого. Низкий отпуск применяется для режущего, измерительного инструмента и зубчатых колес.

При среднем (нагрев в пределах 300-500°C) и высоком (500-700°C) отпуске сталь из состояния мартенсита переходит соответственно в состояние троостита или сорбита. Чем выше отпуск, тем меньше твердость отпущенной стали и тем больше ее пластичность и вязкость. При высоком отпуске сталь получает наилучшее сочетание механических свойств, повышение таких показателей как прочность, пластичность и вязкость, поэтому высокий отпуск стали после закалки ее на мартенсит применяют для термической обработки кузнечным штампов, пружин, рессор, а высокий – для многих деталей, подверженных действию высоких напряжений (например, осей автомобилей, шатунов двигателей).

Для некоторых марок стали отпуск производят после нормализации. Этот относится к мелкозернистой легированной доэвтектоидной стали (особенно никелевой), имеющий высокую вязкость и поэтому плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для улучшения обрабатываемости производят нормализацию стали при повышенной температуре (до 950-970°C), в результате чего она приобретает крупную структуру (определяющую лучшую обрабатываемость) и одновременно повышенную твердость (ввиду малой критической скорости закалки никелевой стали). С целью уменьшения твердости производят высокий отпуск этой стали.

НОРМАЛИЗАЦИЯ СТАЛИ

Нормализацией называют такой вид термической обработки, когда сталь нагревают на 30 — 50°C выше верхних критических температур Асз или Аст и после выдержки при этих температурах охлаждают на спокойном воздухе. Таким образом, от отжига нормализация отличается более быстрым охлаждением изделия (примерно в 2 раза).

Нормализация является более дешевой операцией, чем отжиг, так как печи используются только для нагрева и выдержки изделия при температуре нагрева, а охлаждение производится вне печи. Кроме того, нормализация ускоряет процесс термической обработки. Таким образом, отжиг выгодно заменять нормализацией. Однако это не всегда возможно, так как у некоторых сталей твердость после нормализации возрастает более значительно, чем при отжиге. Малоуглеродистые стали рекомендуется подвергать нормализации, так как у них практически отсутствует разница в свойствах после отжига и нормализации.

Стали, содержащие свыше 0,4% углерода, после нормализации получают повышенную твердость. Такие стали лучше отжигать. На практике и такие стали часто подвергают нормализации вместо отжига, а затем высокому отпуску при температурах 650 — 700°C для уменьшения твердости. Нормализацию применяют для получения мелкозернистой структуры в отливках и поковках, для устранения внутренних напряжений и наклепа, для подготовки структуры стали к закалке.

Для некоторых изделий нормализация является не предварительной, а окончательной операцией термической обработки. В этом случае после нормализации изделия подвергают высокому отпуску для снятия внутренних напряжений, образовавшихся при охлаждении изделия на воздухе.

Нормализация VS Отпуск VS Отжиг VS Закалка

Термическая обработка имеет большое значение для литых или кованых заготовок. Это может изменить внутреннюю структуру продукта и улучшить его характеристики. Существует четыре основных процесса термообработки. Это нормализация, отпуск, отжиг и закалка. Сегодня давайте кратко ознакомимся с ними.

Закалка

1–Что такое закалка?

Закалка относится к процессу термической обработки металла. При обработке металлическая заготовка нагревается до соответствующей температуры и выдерживается в течение определенного периода времени. Затем погружают в закалочную среду для быстрого охлаждения.

Строго говоря, закалка заключается в нагреве стали до критической температуры Ac3 (гипоэвтектоидная сталь) или Ac1 (гипоэвтектоидная сталь). Затем оставьте его на некоторое время, чтобы он полностью или частично аустенизировался. Затем сталь быстро охлаждают. Охлаждение ниже Ms (или изотермически близко к Ms).
Закалка – это механический процесс. При этом заготовка упрочнялась и твердела. К таким металлам относятся черные металлы и сплавы, стали и сплавы чугуна.

Затем материал обычно подвергают отпуску, чтобы уменьшить хрупкость, которая может увеличиться из-за процесса закалки. Продукты, которые можно закалить, включают шестерни, валы и изнашиваемые блоки.

Кроме того, обработка раствором алюминиевого сплава, медного сплава, титанового сплава, закаленного стекла и других материалов. Или процесс термообработки с использованием процесса быстрого охлаждения также называют закалкой.

2–Какова цель тушения?

1) Улучшить механические свойства металлических материалов или деталей. Такие как твердость, износостойкость, предел упругости, усталостная прочность и т. д.

Например:

• Повышение твердости и износостойкости инструментов, подшипников и т. д.
• Повышение предела упругости пружин.
• Улучшение комплексных механических свойств деталей вала.

2) Улучшение свойств материала или химических свойств специальной стали.

Например:

• Повышение коррозионной стойкости нержавеющей стали.
• Повышение постоянного магнетизма магнитной стали.

3) Процесс закалки также должен обеспечивать изменение размера и геометрической формы обрабатываемой детали. для обеспечения точности деталей.

Закалка

1-Что такое закалка?

Отпуск – это процесс термической обработки, при котором закаленный металлический материал или деталь нагревают до определенной температуры. Затем продолжайте нагревание в течение определенного периода времени. Потом охлаждение определенным образом.

Отпуск обычно производят после закалки. Это быстрое охлаждение металла, чтобы привести его в самое твердое состояние. Обычно это последний этап термической обработки заготовки. Комбинированный процесс закалки и отпуска называется окончательной обработкой.

Отпуск применяется к сплавам. Например, сталь или чугун, для достижения большей ударной вязкости за счет уменьшения твердости сплава. Снижение твердости обычно сопровождается повышением пластичности, вследствие чего снижается хрупкость металла.

2– Какова цель закалки?

1) Уменьшить внутреннее напряжение и уменьшить хрупкость. Закаленные детали имеют большие напряжения и хрупкость. Если их вовремя не закалить, они будут иметь свойство деформироваться или даже трескаться.

2) Отрегулировать механические свойства заготовки. После закалки заготовка имеет высокую твердость и высокую хрупкость. Для удовлетворения различных требований к производительности различных заготовок. его можно регулировать отпуском, твердостью, прочностью, пластичностью и ударной вязкостью.

3) Стабилизация размера заготовки. Металлографическая структура может быть стабилизирована закалкой. Это может гарантировать отсутствие деформации во время использования.

4) Улучшение режущей способности некоторых легированных сталей.

Нормализация

1–Что такое нормализация?

Нормализация – это термическая обработка, повышающая ударную вязкость стали. Он заключается в нагреве заготовки до подходящей температуры и последующем ее охлаждении на воздухе. Строго говоря, нормализация — это нагрев стального компонента до температуры на 30-50 ℃ выше температуры Ac3 и выдерживание его в течение определенного периода времени. Затем происходит воздушное охлаждение. Основная особенность заключается в том, что скорость охлаждения выше, чем при отжиге, и медленнее, чем при закалке.

Эффект нормализации аналогичен отжигу. Структура материала становится более тонкой. Он часто используется для улучшения характеристик резки материалов. Иногда это окончательная термообработка нетребовательных деталей.

В процессе нормализации зерна стали можно измельчить при более быстром охлаждении. Можно не только получить удовлетворительную прочность, но и значительно улучшить ударную вязкость (показатель AKV). Склонность компонентов к растрескиванию снижается.

После нормализации некоторых листов горячекатаной низколегированной стали, поковок и отливок из низколегированной стали можно значительно улучшить комплексные механические свойства материала. В то же время производительность резки также улучшается.

2– Какова цель нормализации?

1) Позволяет устранить перегретую крупнозернистую структуру литых, кузнечных и сварочных деталей. Ленточная структура из рулонного материала. Его можно использовать в качестве предварительной термообработки перед закалкой.

2) Может устранить сетчатый вторичный цементит. Сделайте перлитную очистку. Не только улучшить механические свойства, но и помочь следующему сфероидизирующему отжигу.

3) Он может устранить свободный цементит на границе зерен, чтобы улучшить характеристики глубокой вытяжки.

Отжиг

1–Что такое отжиг?

Отжиг — это процесс термической обработки металла, при котором металл медленно нагревается до определенной температуры. Затем держит его достаточное время, а затем охлаждает с соответствующей скоростью. Цель состоит в том, чтобы внутренняя структура металла достигла или была близка к равновесному состоянию. Хорошая производительность процесса и производительность использования. Или подготовить конструкцию к дальнейшей закалке.

Отжиг подразделяется на полный отжиг, неполный отжиг и отжиг для снятия напряжения.

2–Какова цель отжига?

1) Улучшить или устранить различные структурные дефекты и остаточные напряжения, вызванные литьем стали, ковкой, прокаткой и сваркой, и предотвратить деформацию и растрескивание заготовки

2) Размягчить заготовку для резки

3) Измельчить зерна и улучшение структуры для улучшения механических свойств заготовки

4) Организация подготовки к окончательной термической обработке (закалке, отпуску)

Разница между нормализацией, отпуском, отжигом и закалкой

Разница между нормализацией, отпуском, отжигом и закалкой заключается в том, что процесс отличается, структура материала изменяется, и в результате изменяются свойства материала.

1. Процесс отличается:

Нормализация заключается в нагреве заготовки до Ac3. (Ac — конечная температура, при которой свободный феррит превращается в аустенит во время нагрева. Обычно она составляет от 727 ° C до 912 ° C) или Acm (Acm является сверхэвтектоидным при фактическом нагреве). Критическая температурная линия полной аустенизации стали выше 30~50°С. Выдержав некоторое время, вынимают из печи.
Это процесс термической обработки металла путем распыления воды, распыления или обдува воздухом.

Обработка отпуском означает, что закаленная или нормализованная сталь охлаждается с определенной скоростью после погружения на период времени ниже критической температуры.

Отжиг – это процесс термической обработки металла. он нагревает металл до температуры в течение достаточного периода времени. Затем охлаждает его с подходящей скоростью (обычно медленное охлаждение, иногда контролируемое охлаждение).

Закалка – это нагрев стали до температуры выше критической температуры Ас3 (доэвтектическая сталь) или Ас1 (заэвтектоидная сталь). Держите его в течение определенного периода времени, чтобы он полностью или частично аустенизировался. Затем проводят мартенситное (или бейнитное) превращение путем быстрого охлаждения до температуры ниже критической скорости охлаждения до температуры ниже Ms (или изотермической вблизи Ms).

2. Материальная организация меняется по-разному.

Материальная организация После нормализации. субалюминиевая сталь – феррит + перлит, эвтектоидная сталь – перлит. Заэвтектоидная сталь представляет собой перлит + вторичный цементит. он прерывистый.

Низкотемпературный отпуск приводит к образованию мартенситной структуры. Ткань, полученная среднетемпературной закалкой, имеет черепаховый закал. В результате высокотемпературного отпуска и закалки образуется отпущенная сорбатная структура.

После отжига зерна измельчаются. корректируется структура, устраняются дефекты тканей.

Закалка вызывает превращение переохлажденного аустенита в мартенситное или бейнитное превращение. Получают мартенситную или бейнитную структуру. Наконец, получается несбалансированная структура с преобладанием мартенсита. он также имеет бейнит или поддерживает однофазный аустенит по мере необходимости.

3. Отличаются характеристики материала:

В случае нормализации кристаллические зерна стали могут быть измельчены при несколько более быстром охлаждении. Он не только обеспечивает удовлетворительную прочность, но и значительно повышает ударную вязкость (значение AKV). Уменьшить склонность члена к растрескиванию. Некоторые низколегированные горячекатаные стальные листы, поковки и отливки из низколегированной стали после нормализующей обработки могут значительно улучшить всесторонние механические свойства материала. Это также улучшает производительность резки.

После отпуска его подвергают закалке и нормализации и помещают в промежуточную температуру на определенный период времени (старение), чтобы способствовать осаждению части карбида. В то же время он может снизить остаточное напряжение, вызванное быстрым охлаждением. Таким образом, прочность и гибкость материала могут быть улучшены.

Отжиг может снизить твердость. Улучшить обрабатываемость. Устранение остаточных напряжений. Стабильный размер и сниженная склонность к растрескиванию и растрескиванию. Очищайте зерна, корректируйте ткань и устраняйте дефекты ткани. Равномерная организация и состав материала, улучшение свойств материала или подготовка ткани к будущей термообработке.

Закалка может значительно повысить жесткость и твердость. износостойкость, усталостная прочность и ударная вязкость стали. Таким образом, чтобы удовлетворить различные требования к использованию различных механических частей и инструментов. Особые физические и химические свойства (например, ферромагнетизм и коррозионная стойкость некоторых специальных сталей) также могут быть достигнуты путем закалки.

4. Последовательность отжига, нормализации, закалки, отпуска В

Четыре процесса термообработки, закалки и отпуска используются в комбинации. Фиксированного порядка нет. Процесс должен быть приспособлен к конкретной ситуации. Например, нормализация может использоваться как остаточная термическая обработка или как окончательная термическая обработка.

Ниже представлено видео об отжиге, нормализации, закалке, отпуске

Пример, объясняющий разницу между отжигом, нормализацией, закалкой, отпуском

Термическая обработка в промышленной сфере может быть очень абстрактной для начинающих. Ниже я буду использовать метафору, чтобы объяснить разницу между ними!

Отжиг. Медленно нагревайте металл до определенной температуры. Согреться некоторое время. Затем медленно охладить до комнатной температуры.

Подумайте об этом: вы приготовили еду, но она была слишком горячей. Поэтому вы должны отложить это в сторону. Дайте остыть и ешьте. Отжиг такой.

Нормализация. Он заключается в нагреве металла на 30-50°С выше критической температуры. Процесс термообработки, при котором воздух охлаждается через определенный период времени. Очень похоже на отжиг.

Только нормализующая скорость охлаждения немного выше, а производственный цикл короткий. Потому что нормализация похожа на охлаждение. Зачастую быстрее есть, то есть быстрее добывать продукты. Таким образом, при отжиге и нормализации также могут быть выполнены требования к характеристикам деталей. мы можем максимально использовать нормализацию.

Если отжиг и нормализация — братья, то закалка и отпуск — хорошие партнеры, которые никогда не расстанутся.

Закалка. Это нагрев металла выше критической точки. Теперь изменится структура и состояние металла – аустенизация. Нам нужно сохранять тепло в течение определенного времени, чтобы позволить металлу совершить это изменение. Затем его охлаждают при температуре выше критической скорости охлаждения. Для получения метастабильной мартенситной структуры или более низкой бейнитной структуры.

Этот метод быстрого охлаждения обычно такой. После закалки получается мартенситная структура. Но внутренняя структура этого организационного государства крайне неуравновешенна. Хотя твердость высокая, пластичность и ударная вязкость плохие. Он также хрупкий. Таким образом, закаленный металл не будет отгружаться в готовом виде. Этот продукт, который нельзя переделать, подобен экрану мобильного телефона. Например, экран мобильного телефона — это хрупкий металл. Никто этого не захочет.

Итак, роль закалки отражена! После закалки металла его нагревают до температуры ниже критической. Согреться некоторое время. Дайте ткани внутри металла равномерно распределиться, а затем охладите до комнатной температуры. Таким образом, готовое изделие имеет определенную прочность, твердость и может быть получена определенная пластичность и ударная вязкость.

Это идеальный пример 1+1>2!

Если вы считаете, что эта статья полезна для вас и продюсера кастинга, поделитесь ею с общественностью.

Если у вас есть какие-либо вопросы по литью по выплавляемым моделям с термообработкой, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Имя

Электронная почта*

Сообщение*

Процесс термической обработки стали: отжиг, нормализация

Обычный процесс термической обработки стали, такой как ножи, включает закалку, отпуск, отжиг, нормализацию и цементацию. Термическая обработка – это процесс, при котором свойства металлов изменяются до желаемых. Сегодня вы познакомитесь с процессом термической обработки стали и термической обработкой ножей.

Читать Подробнее: 3 стадию процесса термообработки

Содержание

• 1 Процесс термообработки стали
  • 1. 1. Завершение:
  • 1,2 Выживание:
  • 1.3. Нормализация:
  • 1,4. :
    • 1.5.1 Посмотрите видео ниже, чтобы узнать, как термически обработать нож:
  • 1.6 Пожалуйста, поделитесь!

Термическая обработка стали включает закалку, отжиг, нормализацию, отпуск и цементацию.

Закалка:

Закалка осуществляется путем нагревания металла до необходимой температуры и последующего быстрого охлаждения в среде закалки, такой как масло или вода. Закалка производится для повышения твердости и прочности металла, что достигается быстрым охлаждением. Металл становится хрупким после быстрого охлаждения.

Отжиг:

Сталь отжигают, нагревая ее до определенной температуры и затем медленно охлаждая до комнатной температуры. Это помогает снять внутренние напряжения металлов, сделать их более пластичными и улучшить их зернистую структуру. Во время процесса охлаждения металл покрывается сводами, образующимися при нагреве, или при нагреве в печи ожидается, что он отключит его, оставив металл внутри, позволяя печи и металлу медленно охлаждаться вместе.

Подробнее: Термическая обработка алюминия и алюминиевых сплавов

Я полагал, что вы можете ясно увидеть разницу между двумя процессами, оба подвергаются нагреву, но их процесс охлаждения различается. В случае закалки это делается для повышения твердости металлов, а отжиг — для размягчения металлов.

Нормализация:

Нормализация выполняется на черном металле, который подвергается ковке, механической обработке или сварке, чтобы снять внутренние напряжения и сделать его более твердым и прочным. Это делается путем нагревания стали или сплавов до определенной температуры, выдержки до равномерного нагрева, а затем охлаждения на открытом воздухе. Этот метод помогает обеспечить однородность их размера и состава. Температура, применяемая при нормализации, выше, чем при закалке и отжиге, так как придает металлу максимальную ударную вязкость и устойчивость к внешним воздействиям.

Отпуск:

Поскольку свойства стали слишком хрупкие и очень твердые, чтобы ее можно было использовать для большинства изделий, отпуск проводится для уменьшения внутренних напряжений и хрупкости, а также для повышения ударной вязкости стали. Это достигается путем нагрева стали ниже нижней критической температуры, обычно от 400 до 1105 градусов по Фаренгейту или от 205 до 595 градусов по Цельсию в зависимости от требуемого результата, а при более высоких температурах обычно от 1300 градусов по Фаренгейту или 700 градусов по Цельсию в зависимости от сплава и области применения. Высокая температура помогает повысить уровень пластичности, но теряет некоторую прочность. При этой термообработке подвергаемое тепло меньше, чем при закалке, а охлаждение осуществляется на воздухе. Скорость охлаждения определяет, будет ли производиться мягкий или твердый металл. Быстрорежущую сталь получают в результате термической обработки под давлением.

Подробнее: Термическая обработка металлов: определение, назначение, преимущества и недостатки

Цементация:

Цементация проводится для упрочнения поверхности металла и придания внутренней части мягкости и прочности. Это процесс диффузии с использованием низкоуглеродистой стали, обычно прямой углеродистой стали или низкоуглеродистой легированной стали, подвергая ее воздействию определенной температуры нагрева и добавляя легирующий элемент, обычно азот или углерод, оставляя больше его на поверхности металла.