Термічна обробка стали нагрів
Сталь відрізняється великою різноманітністю структур і властивостей, які можна отримувати в ній шляхом управління її хімічним складом, температурою обробки на твердий розчин і режимів її охолодження з аустенітного стану назад до кімнатної температури. Для початку представимо коротко особливості нагріву стали для різних цілей.
відпустка стали
Відпустка називають процес нагріву стали до температури в інтервалі від 425 до 650 ° С в основному для зняття внутрішніх напружень без істотної зміни мікроструктури або властивостей деталі. При температурі нагріву нижче 260 ° С відбувається лише незначне зниження залишкових напруг або вони практично не змінюються. При температурі 540 ° С внутрішня напруга можуть знижуватися на величину до 90%. Іноді деталь або виріб піддають термічної обробки, а потім відпустки після таких обробок як зварювання, або індукційне зміцнення. Максимальна температура для відпустки для зняття залишкових напруг обмежена температурою на 30 ° С нижче температури відпустки, який застосовувався після гарту. Відпустка при більш високих температурах називають пом'якшення.
Обробка стали на твердий розчин
Обробка стали на твердий розчин або аустенітизації - це процес, спрямований на отримання однорідного розподілу вуглецю в аустеніт. Метою цієї термічної обробки є розчинити вторинні фази, такі як карбіди, і досягти гомогенної структури з однорідно розподіленим вуглецем.
гомогенізація стали
Гомогенизацией стали зазвичай називають ту ж термічну обробку, що і обробка на твердий розчин і вона також призначена для отримання гомогенного розподілу всіх елементів в аустените. Температури гомогенізації можуть бути від 1095 до 1260 ° С або навіть вище, щоб досягти рівномірного розподілу в залізній матриці не тільки вуглецю, але також нікелю, хрому і молібдену. Однак коефіцієнти дифузії цих елементів значно нижче, ніж у вуглецю і процес гомогенізації вимагає тривалого часу. Тому часто тривалість процесу гомогенізації визначається не з технічних, а з економічних міркувань.
відпал стали
Отжигом називають операції нагріву і охолодження, призначені для пом'якшення стали, підвищення її пластичних властивостей. При відпалі вироби зазвичай спочатку піддають обробці на твердий розчин - аустенітизації, а потім повільно охолоджують, зазвичай з піччю, для отримання м'яких мікроструктурних структурних складових. Мета відпалу - зробити метал більш м'яким, підвищити його пластичність, зняти залишкові напруги від попередніх обробок, а також підвищити оброблюваність ріжучим інструментом.
Повний відпал стали
При повному відпалі сталь нагрівають принаймні на 50 ° С вище верхньої критичної температури, як це показано на малюнку, і витримують при цій температурі час, достатній для того, щоб отримати однорідний розчин вуглецю в аустеніт. Потім слід повільне охолодження, зазвичай з піччю. Коли вироби охололи нижче нижньої критичної температури, то перетворення аустеніту зазвичай вже завершені. Тоді вироби витягують з печі і охолоджують на повітрі. Охолодження з піччю до більш низьких температур зазвичай економічно недоцільно, так як остившая піч вимагає великої кількості енергії і часу для її повторного розігріву.
Малюнок - Спрощена діаграма стану залізо-вуглець. Заштрихованная смуга - інтервал температур для обробки на твердий розчин, гомогенізації і повного відпалу.
Відпалені вироби мають низьку міцність, але високу пластичність. Деякі низьколегованісталі отжигают для поліпшення оброблюваності різанням, піддають грубої механічної обробки і потім остаточно термічно упрочняют. Операцію відпалу можуть застосовувати з такою специфічною метою, як отримання сфероїдізірованний перлитной структури. Сфероїдізірованний перліт має відмінну різанням, але термічний цикл його отримання дуже тривалий і дорогий, а тому його застосовують тільки, якщо це дійсно економічно обгрунтовано.