Полезные телефоны для россиян
Л.Доверия 8(800)-2000-122
Служба спасения 112
Версия для
слабовидящих
» » Технологии отжига металла в России
18
октябрь
2016

Опубл.:
0

Технологии отжига металла в России

Технологии отжига металла в России

 

В России издавна славились производители высококачественного металла, особенно такие сплавы и готовые образцы хорошо себя показали в производстве оружия или-же и в космической сфере. В далекие времена очень были востребованы умельцы, которые могли отливать хорошие пушки и ядра.

 

Что изменилось за это время, как сегодня производители стали ведут свои разработки, какие технологии применяются сейчас?

 

Мы переносимся в небольшое путешествие по сталелитейному заводу, где и делают настоящую сталь, посмотрим, как это все достигается в наше время и какими методами.

 

Задачи процесса и его разновидности Операции отжига производятся с целью: оптимизации внутрикристаллической структуры, упорядочения легирующих элементов; минимизации внутренних искажений и напряжений вследствие стремительных технологических температурных перепадов; повышения податливости объектов к последующей обработке резанием.


Классическую операцию называют «полным отжигом», однако существует целый ряд его разновидностей, в зависимости от заданных свойств и особенностей выполнения задач: неполный, низкий, диффузионный (гомогенизация), изотермический, рекристаллизационный, нормализационный. Все они схожи по принципу, однако режимы термообработки сталей значительно отличаются.

 

 

Термическая обработка на основе диаграммы

 

Все преобразования в черной металлургии, которые основаны на игре температур, четко соответствуют диаграмме железоуглеродистых сплавов. Она является наглядным пособием для определения микроструктуры углеродистых сталей или чугунов, а также точек преобразования структур и их особенностей под влиянием нагрева или охлаждения. Технология металлов регламентирует этим графиком все виды отжига углеродистых сталей.

 

Для неполного, низкого, а также для рекристаллизации «отправными» температурными значениями служит линия PSK, а именно ее критическая точка Ас1. Полный отжиг и нормализация стали термически ориентированы на линию диаграммы GSE, ее критические точки Ac3 и Асm. Также диаграмма четко устанавливает связь определенного способа термической обработки с видом материала по содержанию углерода и соответствующую возможность ее проведения для конкретного сплава.

 

Термическая обработка на основе диаграммы

 

Из хорошей стали получаются отличные болты, трубы и другие изделия, метизы играют неотъемлемую часть в производстве, без этого невозможно в наше время наладить хорошее производство и метизы пользуются и будут пользоваться популярностью как в быту так в промышленной сфере.

 

 

Полный отжиг

 

Объекты: отливки и поковки из доэвтектоидного сплава, при этом состав стали должен наполнять карбон в количестве до 0,8%. Цель: максимальное изменение микроструктуры, полученной литьем и горячим давлением, приведение неоднородного крупнозернистого ферритно-перлитного состава в однородный мелкозернистый; снижение твердости и повышение податливости для последующей обработки резанием. Технология. Температура отжига стали на 30-50˚С выше критической точки Ас3. По достижении металлом заданных термических характеристик их поддерживают на этом уровне на протяжении некоторого времени, позволяющем завершить всех необходимые превращения. Крупные перлитные и ферритные зерна полностью переходят в аустенит. Следующий этап – медленное охлаждение вместе с печью, в процессе которого из аустенита снова выделяются феррит и перлит, имеющий мелкое зерно и однородную структуру. Полный отжиг стали позволяет устранить наиболее сложные внутренние дефекты, однако является очень длительным и энергоемким.

 

 

Неполный отжиг

 

Объекты: доэвтектоидные стали, не имеющие серьёзных внутренних неоднородностей. Цель: измельчение и смягчение перлитного зерна, без изменения ферритной основы. Технология. Нагрев металла до температур, попадающих в промежуток между критическими точками Ас1 и Ас3. Выдержка заготовок в печи при стабильных характеристиках способствует завершению необходимых процессов. Охлаждение производится медленно, вместе с печью. На выходе получают ту же перлитно-ферритную мелкозернистую структуру. При таком термическом влиянии перлит превращается в мелкозернистый, феррит же остается неизменным кристаллически, а может лишь меняться структурно, также измельчаясь.

 

Неполный отжиг стали позволяет уравновесить внутреннее состояние и свойства несложных объектов, он менее энергоемкий.

 

Неполный отжиг

 

 

Низкий отжиг (рекристаллизация)

 

Объекты: все виды проката из углеродистой стали, легированная сталь с содержанием углерода в пределах 0,65% (например, шарикоподшипниковая), детали и заготовки из цветных металлов, которые не содержат серьёзных внутренних дефектов, однако нуждаются в неэнергоемкой коррекции. Цель: снятие внутренних напряжений и наклепа вследствие влияния как холодной, так и горячей деформации; ликвидация негативных последствий неравномерного охлаждения сварных конструкций, повышение пластичности и прочности швов; придание однородности микроструктуре продукции цветной металлургии; сфероидизация пластинчатого перлита – придание ему зернистой формы. Технология. Нагрев деталей производится на 50-100˚С ниже критической точки Ас1. Под действием таких влияний устраняются незначительные внутренние изменения.

 

Низкий отжиг (рекристаллизация)

 

Весь технологический процесс занимает около 1-1,5 часа. Примерные значения температурных интервалов для некоторых материалов: Углеродистая сталь и медные сплавы - 600-700˚С. Никелевые сплавы - 800-1200˚С. Алюминиевые сплавы - 300-450˚С. Охлаждение производится на воздухе. Для мартенситных и бейнитных сталей технология металлов предусматривает иное название этого процесса – высокий отпуск. Является простым и доступным способом улучшения свойств деталей и конструкций.

 

 

Изотермический отжиг

 

Объекты: листовой прокат углеродистой стали, изделия из легированных и высоколегированных сплавов. Цель: улучшение микроструктуры, снятие внутренних дефектов с меньшими затратами времени. Технология. Металл изначально нагревают до температур полного отжига и выдерживают время, необходимое для превращений всех имеющихся структур в аустенит. Далее медленно охлаждают погружением в раскаленную соль. По достижению теплоты на 50-100˚С ниже точки Ас1 помещают в печь с целью поддержания ее на данном уровне на протяжении времени, необходимого для полного превращения аустенита в перлит и цементит. Завершающее охлаждение происходит на воздухе. Метод позволяет достичь необходимых свойств заготовок из легированной стали, при этом экономит время, в сравнении с полным отжигом.

 

 

 

Нормализация

 

Объекты: отливки, поковки и детали из низкоуглеродистой, среднеуглеродистой и низколегированной стали. Цель: упорядочение внутреннего состояния, придание нужной твердости и прочности, улучшение внутреннего состояния перед последующими этапами термообработки и обработки резанием. Технология. Сталь нагревают до температур, которые лежат немного выше линии GSE и ее критических точек, выдерживают и охлаждают на воздухе.

 

Таким образом, скорость завершения процессов увеличивается. Однако с помощью этой процедуры можно достичь рациональной спокойной структуры лишь в том случае, когда состав стали определен углеродом в количестве не более 0,4%. С повышением количества карбона имеет место повышение твердости. Та же сталь после нормализации имеет большую твердость вместе с равномерно расположенным мелким зерном. Методика позволяет значительно повысить сопротивление сплавов разрушению и податливость обработке резанием.

 

 

 

Возможные дефекты отжига

 

Во время выполнения операций термической обработки необходимо придерживаться заданных режимов температурных нагревов и охлаждений. В случае нарушения требований могут возникнуть различные дефекты. Окисление поверхностного слоя и образование окалины. Во время проведения операции раскаленный металл вступает в реакцию с кислородом воздуха, что приводит к образованию окалины на поверхности заготовки. Подлежит очищению механическим способом или с помощью специальных химических реактивов.

 

 

Выгорание углерода.

 

Также происходит в результате влияния кислорода на горячий металл. Снижение количества углерода в поверхностном слое приводит к снижению его механических и технологических свойств. С целью предотвращения этих процессов, отжиг стали необходимо производить параллельно со вводом внутрь печи защитных газов, основная задача которых – не допустить взаимодействий сплава с кислородом. Перегрев. Является последствием длительной выдержки в печи при высокой температуре. Имеет следствием чрезмерный рост зерен, приобретение неоднородной крупнозернистой структуры, повышение хрупкости. Подвергается исправлению путем осуществления еще одного этапа полного отжига. Пережег. Происходит в результате превышения допустимых значений нагрева и выдержки, приводит к разрушению связей между некоторыми зернами, полностью портит всю структуру металла и не подвергается исправлению. Для предотвращения сбоев важно четко выполнять задачи термообработки, обладать профессиональными навыками и строго контролировать процесс.

 

 

Отжиг стали является высокорезультативной технологией приведения микроструктуры деталей любой сложности и состава к оптимальному внутреннему строению и состоянию, которое требуется для последующих этапов термических влияний, обработки резанием и введения конструкции в эксплуатацию.

 

Фото с сайта - fb.ru


via


patriotikus.ru

 

Поделиться в социальных сетях:

 

 

Постоянный адрес публикации на нашем сайте:
comments powered by HyperComments