Отжиг стальных изделий

Содержание статьи:

• Разновидности отжига сплавов первого рода;
• Процесс отжига второго рода.

Отжиг представляет собой процесс термической обработки, вследствие которой получается равновесная структура стального сплава. Существует несколько разновидностей данной процедуры, однако все они предполагают нагревание до температуры, которая зависит от марки обрабатываемой стали, выдерживание в определенных условиях и постепенное охлаждение. Ключевое задание отжига – уменьшение показателей внутреннего напряжения, а также повышение коэффициента пластичности, которое сопровождается уменьшением прочностных характеристик.

Разновидности отжига сплавов первого рода

Подобная термическая обработка не предполагает превращений фазового типа. Различают несколько типов первородных технологий, а именно:

• гомогенизация – сведение к минимуму химической неоднородности, которая возникает по причине рекристаллизации;
• рекристализационный отжиг – для ликвидации последствий нагартовки в виде разрушения структуры (осуществляется при начальной температуре 0,4 Тпл для чистых сплавов, 0,6 Тпл – для обычного сырья, и 0,8 Тпл – для сложных термоустойчивых материалов).

Стоит обратить внимание, что время отжига зависит от геометрических данных заготовок и варьируется от 30 минут до 2 часов. В процессе термообработки повышается зернистость материала, исчезают деформированные вкрапления, устраняется наклеп. Как следствие, металл возвращается в равновесное состояние.

Размер зерна отжига определяется степенью деформации, которой подвергнулся металлопрокат. Если деформирование приближалось к критической отметке, размер зерен увеличивается (нежелательное явление). Поэтому, уровень деформации заготовки перед термической обработкой не должен быть выше, чем 60%. Рекристаллизация позволяет достичь мелкозернистой однофазной фактуры с оптимальным соотношением пластичности и прочностных характеристик.

Такая термообработка может быть:

• предварительной (перед холодной деформацией, если обрабатывается прочная сталь);
• промежуточной (актуальна, если суммарное количество деформаций большое и повышается риск нехватки запасов пластичности стали);
• окончательной (если необходимо изготовить заготовку с особо высокими показателями пластичности).

Также существует разновидность отжига, предназначенная для нивелирования внутренних напряжений:

• термического характера, возникающих в результате неравномерного нагревания или же охлаждения после сваривания, механической обработки, литья и т. д.;
• структурного типа, вызванных фазовыми превращениями в разных частях детали с разной скоростью образования.

При этом, показатель внутренних напряжений в процессе эксплуатации изделия могут превышать прочностные пределы и стать ключевой причиной поломки. Использование отжига позволяет нивелировать негативные последствия. Процедура предполагает температурный режим в диапазоне 0,2-0,3 Тпл, что ниже, чем температура кристаллизации стали.

Процесс отжига второго рода

Понятие отжига второго рода подразумевает обработку металла путем фазового превращения в целях образования равновесной структуры. При этом, осуществляется не только частичная, но и полная замена первоначального состояния сплава.

Данный тип обработки бывает полного и неполного вида:

• при неполном сохраняется изначальная структура (данный метод используется для сплавов, которые содержат более 0,8 % углерода, а также для нержавейки и прочих углеродистых сталей);
• во время полного отжига осуществляется общая рекристаллизация структуры.

Таким образом, специфический процесс патентирования можно отнести к второму роду отжига. Изотермическое влияние позволяет повысить прочностные характеристики проволоки, предназначенной для изготовления канатов, пружин, рояльных струн и т. д. (содержание карбона варьируется в пределах от 0,45 до 0,8%.

Во время патентирования, проволока подвергается такому воздействию, как:

• нагрев в условиях проходной печи;
• погружение в свинцовую или соляную ванну с температурой 450-550 градусов по Цельсию;
• намотка на барабанный привод.

Как следствие, достигается структура троостита или же сорбита тонкопластинчатой формы. Такие микроструктуры дают возможность получать при волочении уровень обжатия, достигающий свыше 75%.