Что такое термообработка: ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — это… Что такое ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА?

Содержание

Термическая обработка металла

Термическая обработка металлов — это процесс температурного воздействия на сплав, с целью изменения его структуры и (или) свойств. Термообработка применяется для изменения структуры и свойств как железоуглеродистых сплавов, так и цветных сплавов.

Основные виды термической обработки металлов

Термическая обработка металла представляет собой не только упрочнение. Во многих случаях применяется разупрочняющая термическая обработка или термообработка на определенную структуру. Для смягчения стали перед холодной пластической деформацией (ХПД) в большинстве случаев делается отжиг с полной перекристаллизацией сплава. Для улучшения обрабатываемости резанием металла применяется нормализация, отжиг на зернистый перлит или улучшение. Отжиг на зернистый перлит применяется и для получения требуемого комплекса механических свойств перед высадкой или холодной штамповкой. Перед волочением проволоки из некоторых марок сталей делается патентирование на трооститную структуру.

Термическая обработка металлов подразделяется на следующие виды:

1. Объёмная термообработка металла — применяется для получения определенной структуры или свойств по всему сечению детали или заготовки.

Основные виды объёмной термической обработки сталей и сплавов:

а) Закалка стали (сплава)

б) Отжиг и нормализация стали (сплава)

в) Отпуск стали или старение сплава

2. Локальная термическая обработка — применяется для получения структуры или свойств в определённом объеме детали или заготовки, при этом термическому воздействию подвергается только определенный объем металла (закалка токами высокой частоты, лазерная закалка, закалка с электроконтактным нагревом)

3. Химико-термическая обработка — применяется для получения структуры или свойств в определённом объеме детали или заготовки, при этом термическому воздействию подвергается весь объем металла (цементация, нитроцементация, азотирование)

Для достижения требований, которые предъявляются к металлу используется множество разновидностей этих видов термообработки. Так например, один только отжиг насчитывает более 10 разновидностей.

Термическая обработка, как способ получения заданного комплекса механических свойств, подразумевает под собой не только высокотемпературное воздействие на металл. Есть определенные группы сталей, для обработки которых применяется так называемая обработка холодом. Это стали, у которых точка конца мартенситного превращения лежит ниже комнатных температур. Соответственно у этих сталей будет идти превращение А-М и при низких температурах. К таким сталям относятся: инструментальные стали, обработка холодом которых позволяет получить максимальную твердость и износостойкость; мерительный инструмент, для которого важна размерная стабильность; изделия из стали, которые работают в условиях низких температур.

Разбавитель акриловый универсальный — https://www.dcpt.ru

Что такое термообработка металла


Термическая обработка металла. Все что нужно знать о процессе.

..

После воздействия на сталь давлением (ковка, прессование, прокат, выдавливание) необходимо придать материалу дополнительные физико-механические свойства: жесткость и определенную твердость. Для этого в металлургии и производстве применяется воздействие температурами.

В данной статье рассмотрим все этапы и особенности процесса по порядку.

Параметры твердости и ее показатели

Твердость — один из интереснейших показателей для оценки свойств материала и металлических конструкций и деталей. На основе твердости можно вычислить прочность, параметры обрабатываемости, а также устойчивость к износу.

Последний показатель наиболее важен, поскольку он отвечает за срок службы и безопасность изделия из металла или сплава. В металлургической промышленности зарекомендовали себя несколько видов испытаний изделий на твердость:

  1. Твердость по Роквеллу. Это вариант быстрого, автоматизированного метода тестирования. При этом используется специфический инструмент конической или сферической формы, изготовленный из ультрапрочных материалов, в частности алмаз или твердый сплав. Данный инструмент производит давление на образец испытуемой детали. Сначала применяется испытательное количество силы для воздействия на образец, а затем прикладывается еще и дополнительная на необходимый промежуток времени. После этого дополнительное воздействие убирается и расчет твердости происходит по глубине проникновения и численных показателей N и S.
  2. Твердость по Бриннеллю. Данный метод применяется в самых разных конструкциях, для металла от низкой до средней степени твердости. В данном случае инструментом избирается закаленный шарик из стали. Конечная величина зависит от прикладываемой силы, диаметра шарика, а также диаметра полученного отпечатка.
  3. Твердость по Виккерсу. Способ примени вне зависимости от твердости металла. Распространяется на конструкции, прошедшие химическую и термическую закалки. Инструментом для проверки считается алмазная пирамида, у которой угол при вершине равен 136°
  4. Твердость по Кнупу. Этот способ очень схож с методом Виккерса, но полученный отпечаток имеет форму удлиненного ромба.
    Для расчета необходимы показатели прилагаемой силы, параметры большой диагонали ромба.
  5. Твёрдость по отпечатку шариком. В данном случае метод больше подходит не для металла, а для изделий из твердой резины. В качестве инструмента используется закаленный шарик из стали с диаметров 0.5 см. Испытуемый образец не должен иметь толщину меньше диаметра шарика.
  6. По Мартенсу. Так оценивается пластическая и упругая деформация при помощи проникновения инструмента в виде пирамиды в испытуемый образец.
  7. Склероскоп. Этот способ помогает установить твердость громоздкий и крупных конструкций из металла.

Вне зависимости от способа установления показателей прочности, после правильной квалифицированной термической обработки металл становится прочнее.

См.также: Обработка металла давлением

Суть процесса

Термическая обработка — это воздействие на металл температурой с целью получения материала с иными характеристиками. Термообработка применяется для получения следующих результатов:

  • придать изделию необходимый уровень твердости в каком-либо отдельном узле или по всей поверхности металла;
  • придать наилучшую микроструктуру сплаву или стали;
  • корректировка химического состава в частицах микроструктуры различных сплавов.

При обработке высокими температурами легко добиться однородности материала. Это помогает в последующем при механической обработке узлов и механизмов. Также снижается риск получить на производстве бракованную деталь из данного материала.

Также при помощи термической обработки можно повысить возможность деформации заготовки, чтобы из приготовленного материала было проще сделать готовый узел или необходимую деталь.

Важно знать: Виды резки металла 

Виды термической обработки металла

Существует 3 основных вида термической обработки металла:

  • отжиг;
  • закалка;
  • отпуск.

Также имеется еще и термохимическая обработка, которая относится к комбинированным методам придания материалу свойств повышенной твердости и износостойкости.

Отжиг

Суть отжига — металл нагревают до определенной температуры, держат необходимый промежуток времени, после чего медленно охлаждают до обычной комнатной температуры.

Чаще всего отжиг производится для решения следующих задач:

  • увеличение механических показателей материала;
  • приведения материала к однородному состоянию;
  • улучшение пластичности;
  • повышение уровня сопротивляемости;
  • уменьшение внутреннего сопротивления материала для последующей ковки.

Отжиг — процесс, разделяющийся на несколько видов, в зависимости от нюансов проведения процедуры:

  • диффузионный;
  • полный или неполный;
  • сфероидизация;
  • изотермический;
  • нормализация.

Методов отжига больше, но это основные и наиболее часто используемые.

Также процедура полного отжига подразумевает улучшения свойств материала для обработки и избавления от внутреннего сопротивления. Полный отжиг применяется для обработки:

  • стали с минимальным количеством карбона;
  • доэвтектоидного сплава.

При полном варианте процесса изделие доводят критической температуры ( точка А3) и после необходимого периода времени охлаждают до комнатных показателей. Так как конкретные параметры температуры зависят от вида используемых материалов. В следствии чего, время передержки также напрямую зависит от вида сплава, подвергающегося данному технологическому процессу.

При неполном отжиге конечная цель иная — по возможности создать более мягкий и пластичный материал. В этом случаи температура нагрева может достигать 770 градусов. Охлаждение делится на 2 этапа: сначала в печи, а затем уже на открытом воздухе.

Изотермическая разновидность отжига используется для высокохромистых сталей.

При этом методе значительно экономится время производства, поскольку в одном из этапов охлаждения используется ускоренный процесс. Нет нужды ждать пока сталь остынет вместе с печью.

Закалка металла

При закалке происходит нагрев изделия до критических показателей. В следствии чего последующее охлаждение производится не постепенно и естественно, а резко и принудительно. При этом для снижения температуры применяются такие вещества как: сжатый воздух, водяной туман, а также жидкая полимерная закалочная среда. помимо прочности металл получает меньшие параметры вязкости и эластичности.

Способы закалки:

  1. Использование одной среды — простой метод, который, однако, имеет ограничения по материалу использования. Происходит быстрое охлаждение и возникает неравномерность температур. Нельзя так обрабатывать металл с большим содержанием углерода, поскольку такой материал может разрушиться от агрессивного воздействия.
  2. Многоступенчатая закалка — сначала металл термически обрабатывают, а после достижения необходимой температуры его укладывают в соляную ванну. Температура уравнивается и только потом материал охлаждают с использованием масла, воздуха или тумана.
  3. Светлая закалка. При таком методе, сначала материал выдерживают в соляной ванне с добавлением хлористого натрия. Потом его же охлаждают в ванне с едким натрием и едким калием.
  4. Самоотпуск. При таком способе деталь вытаскивается из системы охлаждения еще до того момента, как температура упадет. В центре заготовки или детали в это время еще сохранится высокий показатель температуры. После того, как закончен отпуск детали, ее охлаждают полностью с помощью погружения в специальную среду.
  5. Изотермическое закаливание. Аналог ступенчатой закалки с более долгим временем передержки в соляной ванне.

При таких методах металл приобретает иные свойства, поскольку резкое охлаждение влияют на внутреннее напряжение изделия. Но как показывает практика, при неправильном выборе среды для охлаждения можно испортить исходный материал. Важно, что именно используют для охлаждения. При применении воды качество металла сразу снижается. Поэтому лучше использовать масло.

Если материал или заготовка неравномерны по толщине, то в первую очередь охлаждают более толстую часть заготовки.

Длинные детали опускают в охлаждающую среду строго вертикально.

При нарушениях технологического процесса, при закалке могут возникнуть различные дефекты:

  • крупнозернистая структура материала;
  • повышенные параметры хрупкости;
  • заготовку или деталь может при закалке покоробить;
  • возникают трещины.

Исправить мелкие дефекты можно при помощи отжига, повторной закалки с использованием другой закалочной среды и соблюдением всех технологических деталей.

Отпуск

Отпуск — еще один вид воздействия высоких температур на исходный материал. Делится по показателям нагрева на низкий и высокий.

При низком варианте отпуска заготовку нагревают до 120-200°С. Применяется для последующего производства наиболее точных деталей и инструментов. После нагрева заготовку некоторое время держат при нужных показателях, а затем охлаждают естественным путем на воздухе.

Сталь при такой обработке не только сохраняет свою первичную твердость, но и становится прочнее за счет разрушения некоторых остаточных веществ.

Иногда измерительные инструменты и наиболее точные механизмы обрабатывают при помощи низкого отпуска при температуре не выше 160°С. Этот процесс специалисты называют еще искусственным старением.

При процессе высокого отпуска температурные параметры гораздо выше 350-600°С. Охлаждение также происходит на воздухе. Особую эффективность данный метод показывает при обработке углеродистой стали.

Температурные рамки отпуска часто зависят от деталей, которые производятся. Например, при выпуске пружин и прочих деталей с переменными нагрузками используют отпуск при температуре 350-450°С.

Процедура отпуска проводится в специальных печах шахтного типа, как в воздушной, так и в масляной среде.

Химико-термическая обработка

Это комбинированный метод, который позволяет придать металлу необходимые свойства прочности, твердости, эластичности и вязкости.

Процесс термо-химической обработки включает три ступени:

  1. Диссоциация.
  2. Адсорбация.
  3. Диффузия.

При этом размер диффузионного слоя напрямую зависит от температуры и времени выдержки металла при определенной температуре.

Среды, в которых проводится насыщение разделяют на газовые, жидкие и твердые. Поскольку газовый вариант среды нагревается в разы быстрее, его использует чаще, как наиболее удобный.

Имеется несколько видов химико-термической обработки:

  1. Диффузная металлизация — сталь поверхностно насыщают металлами. Проводить данный процесс можно в любой из сред. В итоге получается тонкий диффузный слой. Температура проведения процесса — 900-1200°С. Детали получаются исключительно жаропрочными. В свою очередь в зависимости от используемых веществ металлизацию подразделяют на хромирование, борирование, алитирование.
  2. Науглероживание. Это процедура по насыщению поверхности основного металла углеродом. Повышает параметры твердости и износостойкости на поверхности металла.
  3. Азотирование. Процедура насыщения азотом. Производится при высоких температурах в аммиаке.
  4. Цианирование. Обработка стали двумя веществами — азотом и углеродом. Применяется на обработку стали с низким стартовым количеством углерода. Проводится в газовой или жидкой среде.

Заключение 

Это основные методы химико-термической обработки. Они помогают предотвратить раннюю коррозию металла, улучшают его параметры прочности при малом изменении гибкости.

Термическая обработка металлов — один из основных процессов современной металлургической промышленности и различного вида производств. В зависимости от выбранного вида производится различное воздействие температурами, чтобы добиться эффектов прочности и твердости металла.

Также термообработка позволяет избежать дополнительного брака в готовых деталях. Основа всех термических процессов — воздействие температурой с остыванием, резким или естественным.

Термическая обработка металлов — свидетельство об отпуске Технические заметки

Auto Navigation
.

Что такое термическая обработка?

Процесс изменения физических, химических и механических свойств металла путем применения контролируемого нагрева и охлаждения известен как термическая обработка. Это процедура, которая применяется для улучшения или восстановления технологичности продукта. Термическая обработка чаще всего применяется в металлургии, производстве, горячей штамповке и сварке.

Worker

Термическая обработка может применяться как к сырью, так и к самому металлу, или к готовой продукции. Методология включает нагрев материалов до высоких температур для увеличения внутреннего напряжения. Затем происходит охлаждение при очень низкой температуре, процесс, который также известен как закалка. Это укрепляет структуру внутренней решетки. Он также придает зернам изящество с повышенной прочностью на разрыв.

Термическая обработка обычно проводится для размягчения, затвердевания и существенного изменения продукта.Размягчение снижает твердость материала, одновременно улучшая пластичность и сопротивление. Он повышает прочность, а также улучшает размер зерна. Это более широко известно как отжиг или нормализация. Обычно его проводят для восстановления пластичности и снятия напряжения металла в материале. Более поздние методы включают отпуск и закалку, которые делают материалы более жесткими и быстро охлаждают.

Закалка в основном проводится для стали для повышения ее износостойкости и эффективности.Для проведения процесса закалки требуется достаточное содержание углерода и сплава. Когда он присутствует в достаточном количестве, сталь сразу закаляется. Однако при недостаточном содержании углерода можно использовать метод обогащения углеродом, который увеличивает содержание углерода в компонентах углеродистой стали.

Выборочная закалка — это разновидность процесса закалки, при которой разные участки подвергаются разным температурам.Это также известно как дифференциальное упрочнение. В основном он применяется для изготовления таких инструментов, как мечи, ножи и щипцы. Модификация материала — это метод термической обработки, который изменяет поведенческие свойства материала. В основном применяется на стали, он используется для увеличения срока службы и старения, а также прочности и надежности.

Термическая обработка чаще всего применяется к крупным деталям из углеродистой стали.Сталь хорошо поддается термообработке благодаря своей исключительной управляемости и повышает коммерческую эффективность после применения термообработки. Это делает термическую обработку стали широко популярным процессом в металлургической промышленности. Помимо стали, алюминий — еще один металл, широко применяемый в термической обработке. В отличие от стали, термообработка алюминия проводится в специально разработанных печах в строго контролируемых тепловых условиях.

.

МЕТОДОВ ТЕПЛООБРАБОТКИ СТАЛИ —

Закалка — это термическая обработка, при которой металл при высокой температуре быстро охлаждается путем погружения в воду или масло. Закалка делает сталь более твердой и хрупкой, с мелкозернистой структурой.

Закалка — это термическая обработка стали и некоторых сплавов. Закаленная сталь после закалки от высокой температуры слишком твердая и хрупкая для многих применений, а также является хрупкой. Отпуск, то есть повторный нагрев до промежуточной температуры и медленное охлаждение, снижает эту твердость и хрупкость.Температура отпуска зависит от состава стали, но часто составляет от 100 до 650 C. Более высокие температуры обычно дают более мягкий и прочный продукт. Цвет оксидной пленки, образующейся на поверхности нагретого металла, часто служит индикатором его температуры.

Отжиг — это термическая обработка, при которой материал при высокой температуре медленно охлаждается. После охлаждения металл снова становится ковким и пластичным (может многократно сгибаться без образования трещин).

Все эти методы термической обработки стали используются для получения сталей с определенными механическими свойствами для определенных нужд.

Словарь:

для погружения

применить

средний

оксидная пленка

отжиг,

растрескивание

Общее понимание:

1. Что можно сделать, чтобы получить более твердую сталь?

2.Что делает сталь более мягкой и прочной?

3. Что делает сталь более ковкой и пластичной?

4. Что может служить индикатором температуры металла при его нагреве?

5. В каком температурном диапазоне используется отпуск?

6. Для чего используются методы термической обработки стали?

Упражнение 1.6. Перевести на английский следующие слова и словосочетания:

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

ИЗВЕСТНЫЕ ЛЮДИ НАУКИ

Менделеев Дмитрий Иванович

Дмитрий Иванович Менделеев — известный русский химик. Он наиболее известен своими разработками периодической таблицы свойств химических элементов. В этой таблице показано, что свойства элементов периодически меняются, если они расположены в соответствии с атомным весом.

Менделеев родился в 1834 году в Тобольске, Сибирь. Он изучал химию в Петербургском университете, а в 1859 году был направлен учиться в Гейдельбергский университет. Менделеев вернулся в Санкт-Петербург и стал профессором химии в Техническом институте в 1863 году. Он стал профессором общей химии в Санкт-Петербургском университете в 1866 году. Менделеев был известным учителем, и, поскольку не было хорошего учебника по химии в то время он написал двухтомные «Основы химии», которые стали классическим учебником по химии.

В этой книге Менделеев попытался классифицировать элементы по их химическим свойствам. В 1869 году он опубликовал свою первую версию своей периодической таблицы элементов. В 1871 году он опубликовал улучшенную версию таблицы Менделеева, в которой он оставил пробелы для элементов, которые в то время не были известны. Его таблица и теории были подтверждены позже, когда были открыты три предсказанных элемента: галлий, германий и скандий.

Менделеев исследовал химическую теорию раствора.Он обнаружил, что наилучшее соотношение спирта и воды в водке составляет 40%. Он также исследовал тепловое расширение жидкостей и природу нефти.

В 1893 году он стал директором Бюро мер и весов в Санкт-Петербурге и занимал эту должность до своей смерти в 1907 году.

БЛОК 2

.

Термическая обработка металлов: определение, преимущества, разновидности

Термическая обработка деталей представляет собой преобразование внутренней структуры металлических изделий под влиянием изменения условий температур. В итоге получается материал, обладающий требуемыми физическими и механическими характеристиками. 

Через этот процесс проходят некоторые цветные металлы, сталь различных категорий и сплавы. Благодаря выбору вида термообработки, степени нагрева и других параметров можно на выходе получить металлоизделие с уникальным строением и свойствами.

Преимущества термообработки

Среди главных достоинств этого процесса отмечают:

  • увеличение устойчивости к износу сплавов и материалов;
  • значительная экономия на новых металлоизделиях за счет увеличения их технических показателей;
  • снижение количества непригодных для использования деталей.

Для работы применяют современное высокотехнологичное оборудование в виде печей, которые способны нагреть металлоизделия до критически высоких температурных показателей. Эти устройства обладают разными уровнями мощности, потому как для качественной термической обработки разных типов металлов требуется свой режим температур.

Виды термообработки

Существует 5 основных видов, каждый из которых влияет на структуру изделий, меняет ее эксплуатационные характеристики и механические свойства. Рассмотрим подробнее.

  1. Отжиг первого и второго рода. К первому относят рекристаллизацию, снятие определенных напряжений, а также гомогенизацию. На этом этапе материал не испытывает внешних изменений, но его структура становится равномерной. Второй меняет вид металла, позволяет сделать его в несколько раз прочнее.
  2.  Закалка. Металлическая заготовка подвергается охлаждению с максимальной скоростью. Результатом является неравновесная структура и материал повышенной прочности. Отличие этого метода от предыдущего в скорости охлаждения после нагревания заготовок до максимально допустимых градусов.
  3. Отпуск. Позволяет снизить или полностью снять внутреннее напряжение, которое осталось в стальных заготовках. Материал после обработки становится вязким, снижается хрупкость.
  4. Нормализация. Схожа с отжигом, но есть различия в проводимых операциях. Если при первом варианте заготовка полностью остывает внутри оборудования, то при нормализации охлаждение происходит вне печи, на воздухе.
  5. Криогенная обработка. Она проводится только при охлаждении металла до низких температур, а именно до -153°C.

Эти процессы положительно влияют на основные показатели и характеристики металла, что в дальнейшем влияет на срок его службы.

Что такое пережог?

Термообработка деталей – сложный процесс, который требует внимания. Результатом выполнения операций иногда становится пережог – непоправимый брак, который образуется при недосмотре за температурой и временем нагрева изделий. Окалина возрастает при увеличении периода нагревания, а если процесс достаточно интенсивный существует риск возникновения трещин. Изъян появляется из-за диффузии кислорода прямо на границах зерен, что приводит к появлению окислов. Они способны разъесть зерна при максимальных температурах, что в дальнейшем приводит к потере прочности материала. Бракованные изделия тут же отправляют на последующую переплавку из-за их полной непригодности.

За услугами качественной термической обработки металлов обращайтесь в Ленинградский Завод Металлоизделий. Наши специалисты быстро и внимательно проведут все работы, а в результате вы получите прочные и износостойкие изделия с длительным сроком службы. За информацией обращайтесь по телефонам в разделе «Контакты», смотрите подробности на сайте.

Что такое термообработка стали и для чего она нужна. | Техностудия Профиль

Термообработкой стали называется совокупность этапов нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов. В результате в металле происходят изменения внутреннего строения и структуры, что в свою очередь приводит к получению заданных свойств стали. Твердость металла после термообработки измеряется по шкале Роквелла, подробно описанной в нашей статье «Методы определения твердости».

Процесс термической обработки стали включает в себя нагрев заготовки до требуемой температуры с определенной скоростью, выдержки при этой температуре в течении требуемого времени и охлаждение с заданной скоростью. В рамках этих процессов, можно выделить такие этапы, как: отжиг, нормализация, закалка, отпуск, обработка холодом. При изготовлении ножей из кованной стали термообработка занимает большее количество этапов: ковка, отжиг, шлифовка, повторный отжиг, правка остаточных искривлений, закалка, отпуск. В данной статье мы коснемся общих понятий процесса термообработки стали, выпущенной промышленным методом, когда заготовка клинка вырезается из уже готовой полосы металла.

1. Отжиг

Отжиг применяется для заготовок из углеродистой и легированной стали с целью снижения твердости или уменьшения внутренних напряжений. Отжиг также готовит структуру к последующей термообработке и улучшению неоднородности. Технологически отжиг представляет из себя медленное охлаждение раскаленной заготовки. Может применятся и так называемый изотермический отжиг при 760 ºС с быстрым охлаждением до 635 ºС, нахождением заготовки при этой температуре в течении 4-6 часов и дальнейшим охлаждением на воздухе.

2. Нормализация

Нормализация отличается от полного отжига способом охлаждения, которой после выдержки заготовки при температуре процесса производится на воздухе. При этом изменяется структура стали, она приобретает более высокую твердость и мелкозернистую структуру, чем при отжиге. Нормализация стали представляет собой нагрев до температур, на 50 °C выше точки завершения превращения избыточного цементита в аустенит. Нагревание ведется до полной перекристаллизации. Охлаждение производится в воздушной среде, чаще всего просто на месте термообработки. В результате сталь приобретает мелкозернистую, однородную структуру. Характеристики твердости и прочности стали после нормализации увеличиваются 10-15 %, чем после отжига. В так называемых заэвтектоидных инструментальных сталях, с содержанием углерода более 0,8% (именно такие стали в основном применяются в ножах), разрушается цементитная сетка, окружающая перлитные зерна. Это снижает хрупкость стали, подготавливает ее к закалке.

3. Закалка стали — это этап термообработки, который заключается в нагреве стали выше критической температуры с последующим резким охлаждением в жидких средах. Критической в данном случае будет температура, при которой произойдет изменение типа кристаллической решетки, то есть осуществится полиморфное превращение. Технологически закалка представляет собой форсированное охлаждение раскаленной стали. Она уменьшает структуру зерна, повышает твердость, прочность, износоустойчивость. Закалка состоит из нагрева стали до температуры выше или в интервале превращений, выдержки при этой температуре и последующего охлаждения обычно с большой скоростью (в водных растворах солей гидроксида натрия или хлорида натрия в воде, масле, в расплавленных солях, на воздухе). В процессе закалки сталь нагревается до высокой температуры порядка 750–1150 °C с последующим резким охлаждением, чтобы произошедшие фазовые превращения не успели вернуться к исходному состоянию.

Закалка делится на несколько видов:

1) Ступенчатая закалка

В некоторых случаях, для небольших заготовок, применяют закалку ступенчатым методом. Изделия нагревают, а затем помещают в щелочной расплав (от 3500 до 4000 С). Заготовку выдерживают определённый период времени, достаточный для выравнивания температуры внутри изделия. Легированные стали охлаждают в масле, нелегированные в воде. Данный способ обеспечивает необходимую твердость, а вероятность появления трещин и напряжений будет резко сокращаться.

2) Изотермическая закалка

Изотермическая закалка проходит в режиме ступенчатой, но при этом металл выдерживается в щелочи до тех пор, пока полностью не освободится от напряжений. После изометрической закалки не требуется проводить отпуск. Метод пригоден для обработки сложных деталей, подверженных деформациям и трещинам.

3) Закалка в одном охладителе

Закалка в одном охладителе применяется при работе с заготовками из углеродистых и легированных сталей. Обычно это достаточно «простые» ножевые стали, не требующие сложной обрабоки.

4) Прерывистая закалка в двух средах

Прерывистая закалка в двух средах применяется для обработки высокоуглеродистых сталей, при котором первоначально происходит быстрое охлаждение в воде, а затем медленное охлаждение в масле.

5) Струйчатая закалка

Струйчатая закалка– метод применяется при частичной (зонной) закалке изделия, реализуется в установках ТВЧ (установка нагрева токами высокой частоты) и индукторах обрызгиванием детали мощной струей воды.

Закалка является критически важным этапом термообработки. При нарушении технологии закалки могут возникнуть следующие дефекты:

1) Недостаточная твердость закаленной детали, в следствии низкой температуры нагрева, малой выдержки при рабочей температуре или недостаточной скорости охлаждения.

2) Перегрев, связаный с нагревом изделия до температуры, значительно превышающей необходимую температуру нагрева под закалку. Перегрев сопровождается образованием крупнозернистой структуры, в результате чего повышается хрупкость стали.

3) Пережог возникает при нагреве стали до весьма высоких температур, близких к температуре плавления (1200—1300° С) в окислительной атмосфере. Кислород проникает внутрь стали, и по границам зерен образуются окислы. После этого сталь приобретает высокую хрупкость и становится не пригодной к использованию под большими нагрузками, в первую очередь поперечными.

4) Окисление и обезуглероживание стали характеризуются образованием окалины (окислов) на поверхности деталей и выгоранием углерода в поверхностных слоях. Такая сталь может стать полностью непригодной к эксплуатации на клинке ножа.

5) На поверхности заготовки могут образовываться коробления и трещины, что бывает связано с возникновением внутренних напряжений. Во время нагрева и охлаждения стали происходят объемные изменения, зависящие от температуры и структурных превращений. Естественно, такие изменения приводят к полной непригодности заготовки.

Таким образом именно нарушения технологии на этапе закалки могут приводить к излишней хрупкости клинка, обычно называемой «перекалом», или же наоборот недостаточная твердость — «недокал».  А также к скрытым внутренним напряжениям, из-за которых клинки ломаются под нагрузкой. Для улучшения рабочих качеств стали после закалки применяется так называемый «отпуск».

4. Отпуск

Отпуском стали называется процесс термообработки предварительно закаленной стали, способствующий повышению равновесия ее структуры. Отпуск применяется после закалки стальных заготовок, при этом повышаются вязкие свойства, уменьшается хрупкость и внутреннее напряжение.

Отпуск производится немедленно после закалки, путем нагрева стали до температуры 150–550 °C (в зависимости от марки стали) и охлаждения в воздушной среде, либо в воде или масле. Высокоуглеродистые стали отпускают в воде, при этом происходит достаточно быстрое охлаждение. Если оно будет замедленным, это может привести к «недокалу», сталь не приобретет необходимых прочностных свойств.  Легированные нержавеющие стали отпускают в масле, в котором процесс охлаждения происходит медленней. К таким сталям, в частности, относятся современные порошки S30V, S35VN, Elmax, и т.п. Чаще всего отпуск таких сталей происходит при температурах от 175 до 220 градусов.  Использование масла в данном случае обязательно, так как при увеличении скорости охлаждения, легированная сталь может растрескаться и станет не пригодной к использованию. Также большую роль в охлаждении играет и разновидность масла, в частности степень его плотности и текучести. Для некоторых марок высоколегированных сталей вместо масла применяется охлаждение воздушной струей после предварительного нагрева до 1050–1100 °C.

Очень важным фактором качественного отпуска является   траектория движения и угол погружения клинка в охлаждающую среду. Нарушение технологии может привести к искривлению клинка. Важную роль здесь играет качественный отжиг, который и необходим для снятия внутренних напряжений, приводящих к искривлениям клинка.

Чаще всего для ножевых изделий используется низкотемпературный отпуск (до 2500 С). Он позволяет добиться повышения прочности и вязкости при сохранении твердости сплава (HRC остается в пределах от 58 до 63).

Для определения температуры при отпуске изделия, используется визуальное наблюдение цветов побежалости. В частности, ослепительно бело-голубой цвет заготовки, соответствует температуре порядка 1600 °С, желто-белый – 1200 °С, ярко-красный – 500 °С и т.п. Цвета побежалости одинаково проявляются и на сырой, и на закаленной стали.

5) Криообработка

Достаточно часто последним этапом термообработки клинков ножей становится криогенная обработка. Криообработка — это процесс обработки металлических заготовок при сверхнизких температурах (ниже −153°С (-243,4 °F)). Она производится в целях снятия остаточных напряжений и повышения износостойкости деталей. Она также способствует увеличению твёрдости, износостойкости, прочности и пластичности металлов. В среднем улучшение этих характеристик происходит в пределах 20 %, но такие показатели относятся в основном к хорошим легированным сталям, в том числе и порошковым быстрорезам.  Среди них может быть качественная американская D2, а также ELMAX, VANADIS 10, K340. Специальное оборудование для проведения криогенной обработки называется «криогенный процессор». Он представляет собой низкотемпературную камеру, оснащенную системой управления процессом криогенной обработки.   Общий цикл обработки в современных криопроцессорах происходит в течение трех суток: 24 часа происходит промораживание до минимальной температуры, 24 часа идёт выдержка заготовки при этой температуре и 24 часа происходит нагрев до изначальной температуры. В некоторых криопроцессорах существует технологическая возможность для нагнетания температуры до 200 градусов по Цельсию и это дает возможность производить отпуск металла.

Термообработка стали на клинке является одним из важнейших факторов, отвечающих за рабочие качества ножа и его эффективность в работе. Только при максимальной точности технологических процессов возможно получить максимальное качество закаленной стали. В свою очередь качество термической обработки сильно влияет на заточку ножа. Любые проблемы, возникавшие в этом процессе, обязательно проявят себя при заточке и не позволят качественно заточить нож. Только на ножах с отличной «термичкой» мы можем достичь максимального уровня остроты.

Термообработка сварных швов и соединений: процесс выполнения

Различают три разновидности термической обработки деталей. Первая разновидность — это подготовка деталей перед сваркой. Некоторые конфигурации свариваемых изделий (например, трубы больших диаметров) требуют предварительного подогрева до 110 – 120 С0 непосредственно перед сваркой. К некоторым изделиям применяют определенные методы во время сварки. В этой статье мы расскажем, как проводится термообработка сварных швов уже готовых сваренных изделий.

1 / 1

Для чего нужна термообработка

В процессе сварки в металле свариваемых деталей происходят разнообразные процессы. Главные из которых это:

  • неравномерный прогрев и охлаждение различных зон;
  • фазовые преобразования в металле;
  • химическое взаимодействие с окружающим пространством.

Все эти процессы приводят к появлению местных напряжений, которые могут стать причиной возникновения трещин и, в тяжелых случаях, привести к полному разрушению изделия. От всех этих неприятностей поможет избавиться термообработка сварных соединений.

Виды обработки

Термообработка может производиться разными способами в различных режимах. В зависимости от химического состава и геометрических размеров изделия используют следующие виды термообработки.

Стабилизирующий отжиг

Изделие нагревается до температуры 970 градусов, и эта температура поддерживается в течение полутора часов. Далее происходит естественное охлаждение. Метод получил широкое распространение при термообработке высоколегированных сталей.

Термический отдых

Этот процесс предусматривает нагрев металла до 300 С0 с последующей выдержкой при этой температуре. Идеальное время выдержки два часа. Кроме снятия напряжения, этот способ снижает количество растворенного водорода в металле шва. Такой метод более всего может пригодиться для обработки изделий с толстыми стенками, где другие методы применить сложно.

Нормализация

Применяется при термической обработке труб малого диаметра. Такие трубы имеют тонкие стенки. В данном случае шов с участком трубы нагревают до 800 градусов и выдерживают около получаса. Таким образом, удается снять только часть напряжений, но это не главное. Главная цель этого вида обработки – придание металлу мелкозернистой однородной структуры.

Высокий отпуск

Подходит для сталей перлитного класса. Время обработки выбирается в пределах нескольких часов. Температуру нагрева доводят до 600 – 700 градусов. Такая обработка решает множество проблем для низколегированных сталей. Остаточное напряжение снимается практически полностью, исчезает закалочная структура.

Аустенизация

Самый высокотемпературный вид. Процессы идут при 1100 градусах в течение 120 – 180 минут. Далее проходит естественное остывание на воздухе. Применяется, в основном, на высоколегированных сталях, придавая им высокую пластичность при незначительных остаточных напряжениях.

Применение различных видов термообработки позволяет повысить прочность сварных швов, увеличить надежность изделий и значительно продлевает срок технической эксплуатации, способствуя повышению коррозионной стойкости металла.

Особенности процесса и применяемое оборудование

Термическая обработка швов требует различных технологий и оборудования. Существует три основных типа оборудования для термической обработки.

Радиационное оборудование — это наиболее простой, а значит, и самый распространенный вид оборудования. Нагрев изделия происходит за счет передачи тепла от нагретой нихромовой проволоки. Между проволокой и изделием прокладывают термостойкий электроизоляционный материал и постепенно увеличивают напряжение на нагревательном элементе (нихромовая проволока). Работа проходит намного быстрее, если нагревательная проволока уже изолирована, и нет необходимости каждый раз изолировать изделие.

Регулировка напряжения может осуществляться различными средствами: от простейших способов переключения отводов на обмотке понижающего трансформатора или устройства гасящих сопротивлений, до высокотехнологичных электронных преобразователей напряжения на тиристорах.

Газопламенное оборудование намного хлопотнее предыдущего вида. Согласитесь, что обеспечить подачу электрического питания намного проще, чем подачу газа. Такие же сложности с регулировкой процесса и контролем параметров. И еще проблематичнее выглядят возможности механизации или автоматизации термообработки сварных швов с применением газопламенного оборудования. Но есть у этого оборудования и одно неоспоримое преимущество – низкая стоимость работ. Это становится понятным при самом приближенном сравнении стоимости электроэнергии и газа.

Индукционные установки

Этот вид термообработки требует специального дорогостоящего оборудования и квалифицированного обслуживания. Промышленность выпускает как переносные индукционные установки, рассчитанные на обработку некрупных деталей в «полевых» условиях, так и многофункциональные гиганты, на основе которых создаются целые производственные участки.

На таких участках используют мощные индукционные установки, вырабатывающие высокочастотное напряжение. Это напряжение подаётся на провода, особым образом расположенные на обрабатываемом изделии. Протекающий в проводах ток, в свою очередь, вызывает появление токов в обрабатываемой детали, которые и разогревают её до нужной температуры.

Индукционные установки используются не только для термообработки сварных швов, но и для разогрева труб в процессе их изгибания. Таким образом, имеется возможность на одной промышленной линии осуществлять разогрев труб перед сваркой, непосредственно сварку труб и термообработку сварных швов. К этому участку обычно примыкает участок приварки фланцев и других деталей.

Необходимо отметить, что все эти процессы легко механизируются и автоматизируются. При наличии необходимого набора датчиков, компьютера и программного обеспечения можно создавать полностью автоматические производственные линии.

 

Термообработка сварных швов: технология, оборудование

При крупномасштабном изготовлении металлических конструкций и соединении трубопроводов проводится дополнительная обработка, про которую забывают начинающие сварщики. К одному из таких технологических процессов относится термообработка сварных швов. Оно позволяет улучшить характеристики готового крепления, продлить срок его эксплуатации.

Термообработка сварных швов

Суть и назначение процесса

Термообработка после сварки нужна для того чтобы улучшить ухудшившиеся характеристики материала при скреплении. К ним относятся:

  1. Изменение параметров металла из-за перегрева. При использовании сварочного оборудования детали нагреваются до 5000 градусов. Появляются крупные зёрна металла, что приводит к ухудшению показателя пластичности.
  2. Вокруг готового шва образуется место закалки. Эта область не устойчива для ударов.
  3. Удалённые области обладают малым показателем прочности. Связано это с кратковременным сильным нагревом.

Главный недостаток, который образуется на соединенной конструкции после сварки — внутренние напряжения. Это приводит к деформации изделия при эксплуатации. Остаточное напряжение становится причиной разрушения соединений из-за чего трубопроводы, металлоконструкции приходят в негодность.

Тепловая обработка проводится при температуре до 1000 градусов по Цельсию. Состоит технологический процесс из трёх этапов:

  1. С помощью специального оборудования происходит равномерный прогрев в области шва. Это изменяет механические свойства материала.
  2. Сохранение рабочей температуры на определённый промежуток времени. Длительность зависит от того, насколько нужно изменить свойства и структуру материала.
  3. Последним этапом является охлаждение. Температура должна опускаться равномерно, чтобы добиться повышения пластичности и ударной вязкости.

Термообработка после сварки позволяет снять остаточные напряжения, выровнять металлическую структуру, избавиться от крупных зёрен.

Виды термообработки

Термообработка сварных соединений может проводиться несколькими способами. К наиболее эффективным относятся:

  1. Нагревание деталей до сваривания. Применяется при работе с низкоуглеродистыми сталями. Сварщик нагревает рабочие поверхности до 200 градусов. После сваривания конструкция должна остыть при комнатной температуре.
  2. Отпуск металла. Подразумевает под собой нагрев деталей до критических температур. Заготовки выдерживаются в таком режиме до 5 часов. Затем материал медленно охлаждается.
  3. Термический отдых. Заготовки разогреваются до 300 градусов. При такой температуре они выдерживается до трех часов. Постепенно остаточные нагрузки исчезают, шов становится прочнее.
  4. Нормализация. Проводится для уменьшения крупных зёрен структуры материала, увеличения показателей прочности.
  5. Аустенизация. Перед сваркой детали разогревают до 1100 градусов. Выдержка при такой температуре составляет 90 минут. Процесс охлаждения происходит на свежем воздухе. Механические свойства улучшаются, остаточное напряжение исчезает.
  6. Стабилизирующий отжиг. Готовый шов нагревают до 800 градусов. На протяжении трех часов температура поддерживается на одном уровне. Снижается риск образования ржавчины.

Метод термической обработки зависит от используемого материала.

Применение нагревательных элементов

Виды оборудования

Для проведения термической обработки используют определённое оборудование. Его выбор зависит от металла, толщины заготовок, возможностей сварщика. К нему относятся:

  1. Индукционные установки. Представляют собой аппараты, которые вырабатывают высокочастотное напряжение. Дополнительно на установке закрепляется нагревательный провод. Его другой конец обматывается вокруг шва. Важно оставлять между витками по 2,5 см.
  2. Радиационное оборудование. Для разогревания области вокруг креплений и самого соединения используются нихромовые провода. На них подаётся напряжение, которое способствует нагреванию рабочей поверхности.
  3. Газопламенное оборудование. Простой способ нагрева рабочих поверхностей. Для этого применяются газовые горелки, к которым подключается ацетилен, кислород. Чтобы увеличить зону прогрева, на горелку закрепляется широкий мундштук.

Прежде чем начинать использовать то или иное оборудование нужно изучить особенности работы с ним. Применение нагревательных машин требует определённых навыков.

Технология термообработки

Помимо изучения технологии сварки, нужно знать способы обработки швов. Этапы проведения термической обработки зависят от выбранного оборудования, используемого для соединения материала, его толщины. Сварщику необходимо равномерно прогреть область соединения.

Пошаговая термическая обработка соединений

Термическая обработка сварных швов должна происходить в определённой последовательности. Проведение работ:

  1. Нагреваемое место покрывается теплоизолирующим материалом.
  2. Сверху закрепляются нихромовые провода, через которые будет идти ток.
  3. С помощью напряжения задаётся температура нагрева.

Нагревательные элементы снимаются с места соединения. Поверхность освобождается от лишнего материала.

Термообработка сварных швов считается необходимым технологическим процессом для улучшения механических показателей соединённой конструкции. Без дополнительного нагревания остается внутреннее напряжение, которое может привести к разрушению соединения.

Что такое термообработка стали — Songshun Steel

Термическая обработка металлов является одним из важных процессов в механическом производстве. Термическая обработка обычно не изменяет форму заготовки и общий химический состав по сравнению с другими методами обработки. Он придает или улучшает производительность заготовки, изменяя микроструктуру внутри заготовки или изменяя химический состав поверхности заготовки. Характеризуется улучшенным внутренним качеством заготовки, которое обычно не видно невооруженным глазом.

Процесс термической обработки обычно включает три процесса нагревания, сохранения тепла и охлаждения. Иногда происходит только два процесса нагрева и охлаждения. Эти процессы связаны друг с другом и не могут быть прерваны. Процесс термической обработки металла можно условно разделить на общую термическую обработку, поверхностную термообработку, локальную термообработку и химическую термообработку.

Общая термообработка

Общая термическая обработка представляет собой процесс термической обработки металла, который нагревает заготовку в целом, а затем охлаждает ее с соответствующей скоростью, чтобы изменить ее общие механические свойства. Общая термическая обработка стали состоит из четырех основных процессов: отжига, нормализации, закалки и отпуска. Среди них закалка и отпуск тесно связаны, и часто используются вместе, они необходимы.

отжиг

Заготовка нагревается до соответствующей температуры с различным временем выдержки в зависимости от материала и размера заготовки, а затем медленно охлаждается. Цель состоит в том, чтобы привести внутреннюю структуру металла к равновесию или приблизиться к нему и получить хорошие рабочие характеристики и характеристики процесса. Или подготовиться к дальнейшему гашению.

Нормализация

Заготовка нагревается до подходящей температуры, а затем охлаждается на воздухе. Эффект нормализации аналогичен отжигу. Только полученная в результате ткань более тонкая, часто используется для улучшения режущих свойств низкоуглеродистых материалов, а иногда используется в качестве окончательной термообработки для некоторых менее требовательных деталей.

гашение

После нагревания и выдерживания заготовки ее быстро охлаждают в охлаждающей среде, такой как вода, масло или другие неорганические соли или водно-органические растворы. После закалки сталь становится твердой, но в то же время становится хрупкой.

закал

Чтобы уменьшить хрупкость стали , закаленную сталь долго держат в тепле при подходящей температуре выше комнатной и ниже 650 ° С, а затем охлаждают.

Эти четыре этапа превратились в различные процессы термообработки в зависимости от температуры нагрева и метода охлаждения. Чтобы получить определенную прочность и ударную вязкость, процесс сочетания закалки и высокотемпературного отпуска называется закалкой и отпуском. После закалки некоторых сплавов с образованием перенасыщенного твердого раствора его выдерживают при комнатной температуре или немного более высокой температуре в течение более длительного периода времени для повышения твердости, прочности или электромагнитных свойств сплава. Такой процесс термообработки называется старением.

Метод эффективного сочетания деформации обработки давлением с термической обработкой и получения хорошей прочности и ударной прочности детали называется деформационной термообработкой. Термическая обработка, выполняемая в вакуумной атмосфере или в вакууме, называется вакуумной термообработкой. Он не только не окисляет заготовку, не обезуглероживает, сохраняет поверхность заготовки гладкой после обработки, улучшает производительность заготовки, а также может пропускать инфильтрующий агент для химической термической обработки.

Что такое термообработка? — Общество термообработки

Сердце индустрии
Практически ничто не может быть произведено без термообработки, процесса, при котором металл нагревается и охлаждается под строгим контролем для улучшения его свойств, характеристик и долговечности.

Термическая обработка может смягчить металл для улучшения формуемости. Это может сделать детали более твердыми, чтобы повысить прочность. Он может нанести твердую поверхность на относительно мягкие детали, чтобы увеличить сопротивление истиранию.Он может создать коррозионно-стойкую пленку для защиты деталей, которые в противном случае могли бы подвергнуться коррозии. И это может сделать хрупкие изделия более жесткими.

Термообработанные детали необходимы для эксплуатации автомобилей, самолетов, космических кораблей, компьютеров и тяжелого оборудования любого типа. Пилы, оси, режущие инструменты, подшипники, шестерни, оси, крепежные детали, распределительные и коленчатые валы — все зависит от термической обработки.

HTS с гордостью признает роль специалистов по обработке тепла в улучшении повседневной жизни всех нас.

Основы термообработки
Хотя железо и сталь составляют подавляющее большинство термообработанных материалов, сплавы алюминия, меди, магния, никеля и титана также могут подвергаться термообработке.

Процессы термообработки требуют трех основных этапов:

  1. Нагрев до заданной температуры

  2. Выдержка при этой температуре в течение соответствующего времени

  3. Охлаждение в соответствии с предписанными методами

Температуры могут варьироваться до высокая температура составляет 2400 ° F, а время выдержки при температуре может варьироваться от нескольких секунд до 60 часов и более.

Некоторые материалы охлаждаются в печи медленно, а другие необходимо быстро охлаждать или закаливать.Некоторые криогенные процессы требуют обработки при температуре -120 ° F или ниже. Охлаждающая среда включает воду, рассол, масла, растворы полимеров, расплавленные соли, расплавленные металлы и газы. Каждый из них имеет определенные характеристики, которые делают его идеальным для определенных приложений. Однако 90 процентов деталей закаливают в воде, масле, газах или полимерах.

Значение термообработки
Термическая обработка увеличивает стоимость металлических изделий примерно на 15 миллиардов долларов в год за счет придания специфических свойств, необходимых для успешного функционирования деталей.

Он очень тесно связан с производством стальных изделий: около 80 процентов термообработанных деталей изготавливаются из стали. К ним относятся продукция сталеплавильного производства, такая как пруток и трубы, а также детали, которые были отлиты, кованы, сварены, подвергнуты механической обработке, прокатке, штамповке, вытяжке или экструдированию.

Это также важный этап в производстве изделий из цветных металлов. Например, автомобильные отливки из алюминиевого сплава подвергаются термообработке для повышения твердости и прочности; изделия из латуни и бронзы подвергаются термообработке для повышения прочности и предотвращения растрескивания; Конструкции из титанового сплава подвергаются термообработке для повышения прочности при высоких температурах.

Термическая обработка: что это такое и как работает

Что такое термическая обработка?

Хотя большинство людей не знают, что такое термическая обработка, на самом деле это важная часть производственного процесса. Это связано с тем, что термическая обработка позволяет улучшить металлическую деталь, чтобы материал лучше выдерживал износ. Термическая обработка включает нагрев металла или сплава до определенной температуры, а затем его охлаждение для упрочнения материала.

Термическая обработка может использоваться на разных этапах производственного процесса для изменения определенных свойств этого металла или сплава.Например, вы можете использовать термообработку, чтобы сделать его более прочным, твердым, долговечным или более пластичным, в зависимости от того, что требуется материалу для правильной работы.

Некоторые известные отрасли, в которых термическая обработка играет важную роль, включают самолеты, автомобили, оборудование, такое как пилы и топоры, компьютеры, космические корабли, военная и нефтегазовая промышленность.

Как работает термическая обработка?

Для достижения желаемого эффекта металл или сплав нагревают до определенной температуры, иногда до 2400 ° F, выдерживают при этой температуре в течение определенного времени, а затем охлаждают.Пока он горячий, физическая структура металла, также называемая микроструктурой, изменяется, что в конечном итоге приводит к изменению его физических свойств. Время, в течение которого металл нагревается, называется «временем выдержки». Продолжительность выдержки играет важную роль в характеристиках металла, поскольку металл, пропитанный в течение длительного времени, будет претерпевать другие микроструктурные изменения, чем металл, пропитанный. на более короткий период времени.

Процесс охлаждения после выдержки также влияет на металл.Металл можно быстро охладить, что называется закалкой, или медленно в печи, чтобы добиться желаемого результата. Комбинация температуры выдержки, времени выдержки, температуры охлаждения и продолжительности охлаждения играет роль в создании желаемых свойств металла или сплава.

Когда металл подвергается термообработке в процессе производства, также определяется, какие свойства изменяются, а некоторые металлы могут даже обрабатываться несколько раз.

Знать, при каких температурах нагревать и охлаждать металлы, а также сколько времени должен занимать каждый этап процесса для конкретного металла или сплава, чрезвычайно сложно.Из-за этого материаловеды, известные как металлурги, изучают воздействие тепла на металл и сплавы и предоставляют точную информацию о том, как правильно выполнять эти процессы. Производители полагаются на эту информацию, чтобы гарантировать, что их металлические детали будут иметь правильные свойства в конце процесса.

Некоторые распространенные формы термообработки включают:

  • Закалка : Когда металл закаливается, он нагревается до такой степени, что элементы в материале превращаются в раствор.Затем дефекты конструкции преобразуются, создавая надежное решение и упрочняя металл. Это увеличивает твердость металла или сплава, делая его менее ковким.
  • Отжиг : Этот процесс используется для обработки металлов, таких как медь, алюминий, серебро, сталь и латунь. Эти материалы нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре до тех пор, пока не произойдет превращение, а затем медленно сушат на воздухе. Этот процесс смягчает металл, делая его более пригодным для обработки и уменьшающим вероятность разрушения или растрескивания.
  • Закалка : Некоторые материалы, такие как сплавы на основе железа, очень твердые, что делает их хрупкими. Отпуск может снизить хрупкость и упрочнить металл. В процессе отпуска металл нагревается до температуры ниже критической для уменьшения хрупкости и сохранения твердости.
  • Поверхностное упрочнение : Материал закаливается снаружи, а внутренняя часть остается мягкой. Поскольку упрочнение может привести к тому, что материалы станут хрупкими, упрочнение используется для материалов, которые требуют гибкости при сохранении прочного слоя износа.
  • Нормализация : Подобно отжигу, этот процесс делает сталь более вязкой и пластичной, нагревая материал до критических температур и выдерживая его при этой температуре до тех пор, пока не произойдет превращение.

Почему так важна термическая обработка?

Без термической обработки металла, особенно стали, металлические детали для всего, от самолетов до компьютеров, не работали бы должным образом или вообще могли бы вообще не существовать. В частности, детали из цветных металлов будут намного слабее.Алюминиевые и титановые сплавы, а также бронза и латунь упрочняются посредством термической обработки. Многие из этих металлов используются в производстве автомобилей, самолетов и других продуктов, в которых используются прочные металлы не только для рабочих характеристик, но и для обеспечения безопасности.

Поскольку термически обработанные металлы часто бывают прочнее, чем металлы без термической обработки, предварительная обработка металлических деталей предотвращает коррозию, которая не приведет к замене дорогих металлических деталей позже или так часто.Это заставляет машины работать более дешево и эффективно и предотвращает проблемы.

Решения от General Kinematics

General Kinematics предоставляет оптимальное оборудование для улучшения и повышения производительности процесса термообработки и других производственных процессов. При термической обработке металлов существуют различные этапы, компания General Kinematics предоставляет оборудование, предназначенное для помощи в этом процессе и повышения производительности производства.

Конвейеры

General Kinematics Вибрационный спиральный подъемник SPIRA-FLOW ™ идеально подходит для термических обработок, требующих длинного пути транспортировки, но он уплотняет его в спиральную форму, чтобы занимать меньше места.Spiral-Flow отлично подходит для производственных предприятий, которые ограничены в пространстве или хотят оптимизировать использование пространства.

General Kinematics предлагает широкий спектр дополнительных конвейеров для множества задач термообработки. Независимо от того, хотите ли вы переместить свои материалы из точки A в точку B, нагреть, охладить или что-то еще, у GK есть оборудование, необходимое для повышения производительности обработки.

Кормушки

Подача материала в требуемый процесс термообработки в идеале осуществляется с помощью промышленных питателей материала.Двухмассовые вибрационные питатели General Kinematics рассчитаны на работу в самых тяжелых и сложных условиях. Они способны выдерживать самые сложные нагрузки на материалы, чтобы обеспечить бесперебойную работу вашего процесса. Питатели GK проектируются по заказу и не требуют особого обслуживания, что означает меньшее время простоя и большую производительность.

General Kinematics предлагает широкий выбор высокопроизводительного промышленного оборудования, предназначенного для различных отраслей промышленности. Узнайте, что еще предлагает компания General Kinematics и как наше лучшее в отрасли оборудование может помочь вашей организации.

3 этапа термической обработки

Обзор термической обработки

Все типичные процессы, выполняемые с металлами, выделяют тепло, будь то сварка или резка, и каждый раз, когда вы нагреваете металл, вы меняете его металлургическую структуру и свойства. И наоборот, вы также можете использовать термическую обработку для восстановления металлов до их первоначальной формы.

Термическая обработка — это процесс нагрева металла, не позволяя ему достичь стадии расплавления, или стадии плавления, а затем контролируемое охлаждение металла для выбора желаемых механических свойств.Термическая обработка используется для того, чтобы сделать металл более прочным или более пластичным, более устойчивым к истиранию или более пластичным.

Позвольте нам удовлетворить ваши потребности в термообработке

Kloeckner работает с рядом партнеров по термообработке стали, чтобы предоставить нашим клиентам качественные детали, соответствующие их спецификациям. Мы предлагаем термически обработанные изделия под ключ из нашего общенационального склада листового, пруткового и листового проката.

Какими бы ни были ваши желаемые свойства, очевидно, что вы никогда не сможете получить все, что хотите.Если вы закалите металл, вы также сделаете его хрупким. Если вы смягчите металл, вы уменьшите его прочность. Улучшая одни свойства, вы ухудшаете другие и можете принимать решения, исходя из конечного использования металла.

Теория термообработки

Все термические обработки включают нагрев и охлаждение металлов, но есть три основных различия в процессе: температура нагрева, скорость охлаждения и типы закалки, которые используются для достижения желаемых свойств. В одной из следующих статей блога мы расскажем о различных типах термической обработки черных металлов или металла с железом, которые включают отжиг, нормализацию, закалку и / или отпуск.

Для термообработки металла вам понадобится соответствующее оборудование, чтобы вы могли тщательно контролировать все факторы, связанные с нагревом, охлаждением и закалкой. Например, печь должна быть подходящего размера и типа для контроля температуры, включая газовую смесь в камере нагрева, и вам нужны соответствующие закалочные среды для правильного охлаждения металла.

Этапы термообработки

Есть три этапа термообработки:

  • Медленно нагрейте металл, чтобы обеспечить равномерную температуру металла
  • Замочите или удерживайте металл при определенной температуре в течение заданного времени. период времени
  • Охладите металл до комнатной температуры

Стадия нагрева

Во время стадии нагрева первоочередной задачей является обеспечение равномерного нагрева металла.Вы получаете равномерный нагрев при медленном нагревании. Если нагревать металл неравномерно, одна секция может расшириться быстрее, чем другая, что приведет к деформации или трещинам в секции металла. Скорость нагрева выбирается в соответствии со следующими факторами:

  • Теплопроводность металла. Металлы с высокой теплопроводностью нагреваются быстрее, чем металлы с низкой теплопроводностью.
  • Состояние металла. Инструменты и детали, которые ранее были закалены или подвергались нагрузкам, должны нагреваться медленнее, чем инструменты и детали, которые не нагревались.
  • Размер и сечение металла. Более крупные детали или детали с неравномерным поперечным сечением необходимо нагревать медленнее, чем мелкие детали, чтобы внутренняя температура была близка к температуре поверхности. В противном случае существует риск появления трещин или чрезмерного коробления.

Этап замачивания

Целью этапа замачивания является поддержание металла при соответствующей температуре до тех пор, пока желаемая внутренняя структура не обретет форму. «Период выдержки» — это то, как долго вы держите металл при соответствующей температуре.Чтобы определить правильную продолжительность, вам понадобится химический анализ и масса металла. Для неравномерных сечений время замачивания можно определить по самому большому сечению.

Как правило, не следует переводить температуру металла от комнатной до температуры выдержки за один прием. Скорее, вам нужно будет медленно нагреть металл до температуры чуть ниже температуры, при которой структура изменится, а затем удерживать ее до тех пор, пока температура не станет постоянной по всему металлу.После этого шага «предварительного нагрева» вы быстрее нагреете до конечной температуры, которая вам понадобится. Детали с более сложной конструкцией могут потребовать нескольких слоев предварительного нагрева для предотвращения деформации.

Стадия охлаждения

На стадии охлаждения вам нужно охладить металл до комнатной температуры, но есть разные способы сделать это в зависимости от типа металла. Может потребоваться охлаждающая среда, газ, жидкость, твердое тело или их комбинация. Скорость охлаждения зависит от самого металла и охлаждающей среды.Отсюда следует, что выбор, который вы делаете при охлаждении, является важным фактором в желаемых свойствах металла.

Закалка — это быстрое охлаждение металла на воздухе, в масле, воде, рассоле или другой среде. Обычно закалка связана с закалкой, потому что большинство закаленных металлов быстро охлаждается при закалке, но не всегда верно, что закалка или иное быстрое охлаждение приводит к закалке. Например, закалка в воде используется для отжига меди, а другие металлы закаливают при медленном охлаждении.

Не все металлы следует закалывать — закалка может привести к растрескиванию или деформации некоторых металлов. Обычно рассол или вода могут быстро охладить металл, тогда как масляные смеси лучше подходят для более медленного охлаждения. Общие правила заключаются в том, что вы можете использовать воду для закалки углеродистой стали, масло для закалки легированных сталей и воду для закалки цветных металлов. Однако, как и в случае со всеми видами обработки, скорость и среда охлаждения, которую вы выбираете, должны соответствовать металлу.

Kloeckner работает с различными партнерами по термообработке, чтобы предоставить нашим клиентам качественные детали, соответствующие их спецификациям.Мы предлагаем термически обработанные изделия под ключ из нашего общенационального склада листового, пруткового и листового проката. Пожалуйста, свяжитесь с Kloeckner Louisville или позвоните по телефону (678) 259-8800 для получения информации о термообработке.

Позвольте нам удовлетворить ваши потребности в термообработке

Kloeckner работает с рядом партнеров по термообработке стали, чтобы предоставить нашим клиентам качественные детали, соответствующие их спецификациям. Мы предлагаем термически обработанные изделия под ключ из нашего общенационального склада листового, пруткового и листового проката.

Обзор методов термообработки и их преимуществ

Термическая обработка — это процесс нагрева и охлаждения металлов с использованием определенных заранее определенных методов для получения желаемых свойств . Как черные, так и цветные металлы перед использованием проходят термическую обработку.

Со временем было разработано множество различных методов. Даже сегодня металлурги постоянно работают над улучшением результатов и рентабельности этих процессов.

Для этого они разрабатывают новые графики или циклов для производства различных марок. Каждый график относится к разной скорости нагрева, выдержки и охлаждения металла.

При тщательном соблюдении этих методов можно производить металлы различных стандартов с удивительно специфическими физическими и химическими свойствами.

Преимущества

Есть разные причины для проведения термообработки. Некоторые процедуры делают металл мягким, а другие повышают твердость.Они также могут влиять на электрическую и теплопроводность этих материалов.

Некоторые методы термообработки снимают напряжения, возникшие в более ранних процессах холодной обработки. Другие придают металлам желаемые химические свойства. Выбор идеального метода зависит от типа металла и требуемых свойств.

В некоторых случаях металлическая деталь может пройти несколько процедур термообработки. Например, некоторые суперсплавы, используемые в авиастроении, могут пройти до шести различных этапов термообработки, чтобы оптимизировать их для применения.

Этапы процесса термообработки

Проще говоря, термическая обработка — это процесс нагрева металла, выдержки его при этой температуре и последующего охлаждения. В процессе обработки металлическая деталь претерпевает изменения в своих механических свойствах. Это связано с тем, что высокая температура изменяет микроструктуру металла. И микроструктура играет важную роль в механических свойствах материала.

Конечный результат зависит от множества различных факторов.К ним относятся время нагрева, время выдержки металлической детали при определенной температуре, скорость охлаждения, окружающие условия и т. Д. Параметры зависят от метода термообработки, типа металла и размера детали.

В ходе этого процесса свойства металла изменятся. Среди этих свойств — электрическое сопротивление, магнетизм, твердость, вязкость, пластичность, хрупкость и коррозионная стойкость.

Отопление

Детали реактивного двигателя, идущие в печь

Как мы уже говорили, микроструктура сплавов будет изменяться в процессе термообработки.Нагрев осуществляется в соответствии с заданным термическим профилем.

Сплав может находиться в одном из трех различных состояний при нагревании. Это может быть механическая смесь, твердый раствор или их комбинация.

Механическая смесь аналогична бетонной смеси, в которой цемент связывает песок и гравий. Песок и гравий все еще видны как отдельные частицы. В случае металлических сплавов механическая смесь удерживается основным металлом.

С другой стороны, в твердом растворе все компоненты смешиваются гомогенно.Это означает, что их невозможно идентифицировать индивидуально даже под микроскопом.

Каждый штат приносит с собой разные качества. По фазовой диаграмме возможно изменение состояния путем нагрева. Однако охлаждение определяет конечный результат. Сплав может оказаться в одном из трех состояний, в зависимости только от метода.

Холдинг

Во время выдержки или выдержки металл поддерживается при достигнутой температуре. Продолжительность зависит от требований.

Например, поверхностная закалка требует только структурных изменений поверхности металла для увеличения твердости поверхности. В то же время для других методов требуются единые свойства. В этом случае период владения больше.

Время замачивания также зависит от типа материала и размера детали. Для более крупных деталей требуется больше времени, если целью является единообразие свойств. Просто требуется больше времени, чтобы сердцевина большой детали достигла необходимой температуры.

Охлаждение

После завершения стадии пропитывания металл необходимо охладить в установленном порядке.На этом этапе тоже происходят структурные изменения. Твердый раствор при охлаждении может оставаться таким же, полностью или частично превращаться в механическую смесь, в зависимости от различных факторов.

Различные среды, такие как рассол, вода, масло или принудительный воздух, регулируют скорость охлаждения. Вышеупомянутая последовательность охлаждающих сред находится в порядке убывания эффективной скорости охлаждения. Рассол быстрее всего поглощает тепло, а воздух — медленнее всего.

В процессе охлаждения также можно использовать печи. Контролируемая среда обеспечивает высокую точность, когда необходимо медленное охлаждение.

Фазовые диаграммы

Каждый металлический сплав имеет свою фазовую диаграмму. Как уже было сказано ранее, термическая обработка проводится по этим схемам. Они показывают структурные изменения, происходящие при разных температурах и различном химическом составе.

Давайте возьмем фазовую диаграмму железо-углерод в качестве примера, так как это наиболее известная и широко используемая в университетах диаграмма.

Фазовая диаграмма железо-углерод является важным инструментом при изучении поведения различных углеродистых сталей при термообработке.По оси абсцисс показано содержание углерода в сплаве, а по оси ординат — температура.

Обратите внимание, что 2,14% углерода — это предел, при котором сталь превращается в чугун,

На диаграмме показаны различные области, где металл находится в различных микросостояниях, таких как аустенит, цементит, перлит. Эти области обозначены границами A1, A2, A3 и Acm. На этих границах раздела фазовые изменения происходят, когда через них проходит значение температуры или содержания углерода.

A1: Верхний предел фазы цементита / феррита.

A2: Предел, при котором железо теряет свой магнетизм. Температура, при которой металл теряет свой магнетизм, также называется температурой Кюри.

A3: граница раздела фаз аустенит + феррит от γ (гамма) аустенитной фазы.

Acm: граница раздела, которая отделяет γ-аустенит от месторождения аустенит + цементит.

Фазовая диаграмма — важный инструмент для определения того, будет ли термическая обработка полезной или нет. Каждая структура придает конечному продукту определенные качества, и выбор термообработки зависит от этого.

Общие методы термической обработки

Существует довольно много методов термообработки на выбор. Каждый из них обладает определенными качествами.

К наиболее распространенным методам термообработки относятся:

  • Отжиг
  • Нормализация
  • Закалка
  • Старение
  • Снятие напряжения
  • Закалка
  • Науглероживание

Отжиг

При отжиге металл нагревается выше верхней критической температуры, а затем медленно охлаждается.

Отжиг проводится для смягчения металла. Это делает металл более пригодным для холодной обработки и штамповки. Он также улучшает обрабатываемость, пластичность и вязкость металла.

Отжиг также полезен для снятия напряжений в детали, вызванных предшествующими процессами холодной обработки. Имеющиеся пластические деформации устраняются во время рекристаллизации, когда температура металла пересекает верхнюю критическую температуру.

Металлы могут подвергаться множеству методов отжига, таких как рекристаллизационный отжиг, полный отжиг, частичный отжиг и окончательный отжиг.

Нормализация

Нормализация — это процесс термообработки, используемый для снятия внутренних напряжений, вызванных такими процессами, как сварка, литье или закалка.

В этом процессе металл нагревается до температуры, которая на 40 ° C выше его верхней критической температуры.

Эта температура выше, чем температура, используемая для закалки или отжига. После выдержки при этой температуре в течение определенного периода времени его охлаждают на воздухе. Нормализация создает однородный размер зерна и состав по всей детали.

Нормализованная сталь тверже и прочнее отожженной стали. Фактически, в нормализованном виде сталь прочнее, чем в любом другом состоянии. Вот почему детали, которые требуют ударной вязкости или должны выдерживать большие внешние нагрузки, почти всегда будут нормализованы.

Закалка

Закалка, наиболее распространенный из всех процессов термообработки, используется для увеличения твердости металла. В некоторых случаях затвердеть может только поверхность.

Заготовку закаляют, нагревая ее до заданной температуры, а затем быстро охлаждая, погружая в охлаждающую среду.Можно использовать масло, рассол или воду. Полученная деталь будет иметь повышенную твердость и прочность, но одновременно возрастет и хрупкость.

Цементная закалка — это процесс упрочнения, при котором упрочняется только внешний слой заготовки. Используемый процесс такой же, но поскольку тонкий внешний слой подвергается процессу, полученная в результате заготовка имеет твердый внешний слой, но более мягкую сердцевину.

Это обычное дело для валов. Твердый внешний слой защищает его от износа материала.В противном случае при установке подшипника на вал он может повредить поверхность и сместить некоторые частицы, которые ускорят процесс износа. Закаленная поверхность обеспечивает защиту от этого, а сердечник по-прежнему обладает необходимыми свойствами, чтобы выдерживать усталостные напряжения.

Индукционная закалка

Другие типы процессов закалки включают индукционную закалку, дифференциальную закалку и закалку пламенем. Однако закалка пламенем может привести к образованию зоны термического влияния, которая возникает после охлаждения детали.

Старение

График старения алюминия 6061

Старение или дисперсионное твердение — это метод термообработки, который в основном используется для повышения предела текучести ковких металлов. В ходе процесса образуются равномерно диспергированные частицы в структуре зерна металла, что приводит к изменению свойств.

Осадочное твердение обычно происходит после еще одного процесса термообработки, при котором достигаются более высокие температуры. Однако старение только повышает температуру до среднего уровня и снова быстро снижает ее.

Некоторые материалы могут стареть естественным образом (при комнатной температуре), в то время как другие стареют только искусственно, то есть при повышенных температурах. Для естественно стареющих материалов может быть удобно хранить их при более низких температурах.

Снятие напряжения

Снятие напряжения особенно часто используется для деталей котлов, баллонов с воздухом, аккумуляторов и т. Д. Этот метод нагревает металл до температуры чуть ниже его нижней критической границы. Процесс охлаждения медленный и, следовательно, равномерный.

Это делается для снятия напряжений, которые возникли в деталях из-за более ранних процессов, таких как формовка, механическая обработка, прокатка или правка.

Закалка

Закалка — это процесс уменьшения избыточной твердости и, следовательно, хрупкости, возникающей в процессе закалки. Также снимаются внутренние напряжения. Прохождение этого процесса может сделать металл пригодным для многих применений, в которых требуются такие свойства.

температура обычно намного ниже температуры застывания. Чем выше используемая температура, тем мягче становится конечная заготовка. Скорость охлаждения не влияет на структуру металла во время отпуска, и обычно металл охлаждается на неподвижном воздухе.

науглероживание

Науглероживание корпуса

В этом процессе термообработки металл нагревается в присутствии другого материала, который выделяет углерод при разложении.

Освободившийся углерод абсорбируется поверхностью металла. Содержание углерода на поверхности увеличивается, что делает ее более твердой, чем внутреннее ядро.

Какие металлы подходят для термической обработки?

Хотя черные металлы составляют большинство термообработанных материалов, сплавы меди, магния, алюминия, никеля, латуни и титана также могут подвергаться термообработке.

Около 80% термически обрабатываемых металлов — это стали различных марок. Черные металлы, которые можно подвергать термической обработке, включают чугун, нержавеющую сталь и различные марки инструментальной стали.

Такие процессы, как закалка, отжиг, нормализация, снятие напряжений, поверхностная закалка, азотирование и отпуск, обычно выполняются на черных металлах.

Медь и медные сплавы подвергаются таким методам термической обработки, как отжиг, старение и закалка.

Алюминий подходит для таких методов термообработки, как отжиг, термообработка в растворе, естественное и искусственное старение.Термическая обработка алюминия — это точный процесс. Объем процесса должен быть установлен, и его следует тщательно контролировать на каждой стадии для достижения желаемых характеристик.

Очевидно, не все материалы подходят для термической обработки. Точно так же не обязательно использовать каждый метод для отдельного материала. Поэтому каждый материал нужно изучать отдельно, чтобы добиться желаемого результата. Использование фазовых диаграмм и доступной информации о влиянии вышеупомянутых методов является отправной точкой.

5 видов термической обработки и их назначение при прецизионной обработке

Есть много способов изменить поведение металлов и их реакцию на прецизионную обработку. Один из таких методов — термическая обработка. Термическая обработка может быть применена к детали до того, как сделать материал более поддающимся механической обработке, или компоненты могут быть подвергнуты механической обработке перед стадиями окончательной закалки и нагрева. Термическая обработка может влиять на ряд различных аспектов металла, включая прочность, твердость, ударную вязкость, обрабатываемость, формуемость, пластичность и эластичность.Это также может повлиять на физические и механические свойства металла, чтобы изменить использование металла или изменить будущую работу с ним. Здесь мы более подробно рассмотрим различные типы термообработки и то, как они влияют на детали во время прецизионной обработки.

ЗАКАЛКА

При термообработке для упрочнения металла металл нагревается до температуры, при которой элементы в металле превращаются в раствор. До этого дефекты в структуре кристаллической решетки металла являются основным источником «отдачи» или пластичности.Термическая обработка устраняет эти недостатки, превращая металл в надежный раствор с мелкими частицами для упрочнения металла. После того, как металл полностью нагревается до нужной температуры для образования твердого раствора, его быстро охлаждают, чтобы уловить частицы в растворе.

При дисперсионном твердении частицы примесей добавляются к металлическому сплаву для дальнейшего повышения прочности.

ЗАКАЛКА КОРПУСА

В процессе цементации внешний слой металла упрочняется, а внутренний металл остается мягким.Для металлов с низким содержанием углерода, таких как железо и сталь, в поверхность необходимо ввести дополнительный углерод. Упрочнение — это процесс, который часто используется в качестве заключительного этапа после того, как деталь уже была обработана. Высокая температура используется в сочетании с другими элементами и химикатами для создания твердого внешнего слоя. Поскольку закалка может сделать металлы более хрупкими, упрочнение может быть полезно в тех случаях, когда требуется гибкий металл с прочным износостойким слоем.

ОТЖИГ

Отжиг — это метод термообработки, при котором металл, такой как алюминий, медь, сталь, серебро или латунь, нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре в течение некоторого времени, чтобы произошло превращение, а затем охлаждают на воздухе.Этот процесс увеличивает пластичность металла и снижает твердость, чтобы металл стал более пригодным для обработки. Медь, серебро и латунь можно охлаждать быстро или медленно, тогда как черные металлы, такие как сталь, всегда нужно охлаждать постепенно, чтобы произошел отжиг. Отжиг может использоваться перед обработкой металла для повышения его стабильности, что снижает вероятность растрескивания или разрушения более твердых материалов.

НОРМАЛИЗАЦИЯ

Нормализация — это процесс отжига стали, при котором она нагревается на 150-200 ° F выше, чем при отжиге, и выдерживается при критической температуре, достаточной для того, чтобы произошло превращение.Обработанная таким образом сталь должна охлаждаться на воздухе. Термическая обработка при нормализации приводит к более мелким аустенитным зернам, тогда как воздушное охлаждение дает более мелкие ферритные зерна. Этот процесс улучшает обрабатываемость, пластичность и прочность стали. Стандартизация также полезна для удаления столбчатых зерен и дендритной сегрегации, которые могут возникнуть во время литья детали.

ЗАКАЛ

Закалка — это метод термической обработки, используемый для повышения упругости сплавов на основе железа, таких как сталь.Металлы на основе железа очень твердые, но часто слишком хрупкие, чтобы их можно было использовать в большинстве случаев. Отпуск может использоваться для изменения твердости, пластичности и прочности металла, что обычно облегчает его обработку. Металл будет нагреваться до температуры ниже критической точки, поскольку более низкие температуры уменьшают хрупкость при сохранении твердости. Для повышения пластичности при меньшей твердости и прочности требуются более высокие температуры.

Другой вариант — приобрести закаленный материал или упрочнить материал перед обработкой.Хотя это затрудняет обработку, это устраняет риск изменения размеров деталей, в отличие от процесса термообработки после обработки. Это также может устранить необходимость в шлифовальном цехе для получения жесткой отделки или допусков.

INVERSE SOLUTIONS, INC. ЯВЛЯЕТСЯ ОДНИМ ИЗ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ МАГАЗИНОВ, КОТОРЫЕ МОГУТ ПРИОБРЕСТИ УЖЕ ОТЛОЖЕННЫЙ МАТЕРИАЛ.

Термическая обработка может быть важной частью процесса прецизионной обработки для преобразования металлов и обеспечения того, чтобы ваши детали и детали работали так, как вам нужно.Поговорите с одним из наших квалифицированных инженеров по точному производству о ваших требованиях и о том, как найти правильный метод термообработки для вашего проекта точной инженерии.

Что такое термическая обработка? — A.E.D. Металлические изделия и материалы

Термическая обработка — это процесс нагрева и охлаждения металла при определенных параметрах с целью изменения его механических свойств. Термическая обработка может использоваться для упрочнения материала и повышения его прочности или, альтернативно, для смягчения материала, чтобы сделать его более пластичным и пластичным.

Для термической обработки материалов используются четыре основных процесса: отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Закалка используется, когда необходимо быстро довести материалы до комнатной температуры. Некоторые материалы подвергаются многократной термической обработке для получения требуемых механических свойств, например, Docol® — это закаленный и отпущенный продукт.

Все различные процессы термообработки проходят в три этапа: сначала материал нагревается равномерно, затем материал выдерживается при определенной температуре в течение заданного времени, и, наконец, материал охлаждается до комнатной температуры.

Отжиг

Отжиг используется для снятия внутренних напряжений, размягчения и повышения пластичности материала. Материал равномерно нагревается, выдерживается при определенной температуре в течение определенного периода времени и охлаждается в контролируемой среде, то есть «с охлаждением в печи».

Нормализация

Нормализация также снимает внутренние напряжения, которые могут быть вызваны термообработкой, сваркой, литьем, ковкой, формовкой или механической обработкой. Напряжение, вызванное этими процессами, может вызвать разрушение материала, если оно не нормализуется после их выполнения.Нормализация применяется только к черным металлам. Нормализация отличается от отжига тем, что материал удаляется из печи для «охлаждения на воздухе». Нормализованные материалы имеют более высокую прочность, чем отожженные.

Закалка

Упрочнение используется для упрочнения материала, как следует из названия, и для упрочнения материала. Процесс отверждения материала заключается в том, чтобы равномерно нагреть материал, затем удерживать его при определенной температуре в течение определенного периода времени, а затем быстро охладить материал.

Закалка

Отпуск обычно проводят после процесса закалки, поскольку материал может стать слишком хрупким. Быстрый процесс охлаждения может вызвать серьезные внутренние напряжения. Процесс включает в себя нагрев материала до определенной температуры (ниже температуры его затвердевания), затем выдержку при определенной температуре и затем охлаждение до комнатной температуры.

Закалка

Закалка используется для быстрого понижения температуры материала до комнатной после процесса термообработки.Он используется для предотвращения резкого изменения микроструктуры металла в процессе охлаждения. Масло или вода являются обычными средами, используемыми для понижения температуры материала, но в некоторых случаях может использоваться принудительный воздух или инертные газы, такие как азот. Среда зависит от выбора материала и желаемой скорости охлаждения, которая обеспечивает определенные механические свойства.

Подпишитесь на нашу ежемесячную рассылку новостей, чтобы оставаться в курсе

со статьями вроде этой из A.E.D.!

Что такое термическая обработка? | Mid-South Metallurgical

Что такое термическая обработка? | Металлургический завод Среднего Юга | Мерфрисборо, Теннесси

Термическая обработка — это процесс нагрева или охлаждения металлов с целью изменения их физических или химических свойств без изменения размера и формы.

Целью термообработки является создание термообработанной детали, достаточно прочной для выполнения специальной задачи. Шаги для достижения этих целей одинаковы для всех процессов термообработки:
  • Термообработка до определенной температуры

  • Поддержание этой температуры в течение определенного времени

  • Охлаждение металла до комнатной температуры


ТЕПЛООБРАБОТКА

Процессы термообработки различаются в зависимости от типа используемого металла и предполагаемой прочности обрабатываемой детали.Наиболее существенное влияние на результаты термообработки оказывает температура печи. Некоторые детали требуют температуры печи до 2375 ° F, в то время как другие требуют специальных процессов «термообработки» до 120 ° F ниже нуля.

Результаты термообработки иногда зависят от скорости нагрева, при этом некоторые процессы нагрева требуют быстрого или медленного нагрева. Неправильные методы термообработки могут повлиять на целостность нагретой части, что может привести к тяжелым промышленным авариям.

ТЕПЛООБРАБОТКА: ПРОЦЕДУРЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Скорость охлаждения от высокой температуры печи также является важной частью процесса термообработки.Оставление термообработанной детали в печи для охлаждения с контролируемой скоростью является самой медленной обычной скоростью охлаждения. Для быстрого охлаждения обычно используется какой-либо тип жидкости, что называется «закалкой». Для закалки используется много разных типов жидкостей, в том числе:
Каждая жидкость обеспечивает разную скорость охлаждения, поэтому очень важно использовать правильную закалочную жидкость для достижения надлежащих уровней охлаждения при термообработке во избежание растрескивания. Другие методы охлаждения включают принудительный воздух или газы, такие как азот.

ТЕПЛО ОБРАБОТАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

При термической обработке обычно используются стали, но также обычно обрабатываются сплавы меди и титана. Стали различаются по составу в зависимости от количества углерода или других сплавов, смешанных при образовании жидкой стали. «Обычные стали» в основном состоят из железа и углерода, а «легированные стали» — из железа и углерода, а также одного или нескольких металлов. Количество углерода в любой стали определяет конечную прочность, достигаемую при термообработке.

Общество инженеров автомобильной промышленности (SAE) и Американский институт черной металлургии (AISI) используют систему с четырьмя числами для классификации типов стали.Первые два числа указывают на вид стали, а последние два числа — на количество углерода. Например, в SAE (или AISE) 1040 цифра 10 означает простую углеродистую сталь, а 40 означает 40 «точек» углерода. Углеродные точки служат для обозначения количества.

Каждому типу стали будет присвоено собственное числовое обозначение. Некоторые распространенные типы стали:

86 — никель-хром-молибденовый

ТЕРМО ОБРАБОТАННАЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СТАЛЬ

«Инструментальные стали» — это стали специального назначения, обычно созданные для обработки других материалов.У них есть собственная система классификации, разделенная по типам букв:

D — высокоуглеродистый, высокохромистый

h21-h26 — Хром Hot Work

h30-h36 — горячая деформация вольфрама

Эти инструментальные стали классифицируются по назначению, из чего они состоят или по типу термообработки, которую они требуют.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *