Термическая обработка. Отжиг

ВИДЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения, выполняемых в определенной последовательности при определенных режимах, с целью изменения внутреннего строения сплава и получения нужных свойств

Отжиг и нормализация
Отжиг позволяет:
• улучшить обрабатываемость заготовок давлением и резанием;
• исправить структуру сварных швов, перегретой при обработке давлением и литье стали;
• подготовить структуру к последующей термической обработке.

Отжиг 1 рода – возможен для любых металлов и сплавов Разновидностями отжига первого рода являются:
• диффузионный - применяется для устранения ликвации, выравнивания химического состава сплава;
• рекристаллизационный - проводится для снятия напряжений после холодной пластической деформации.;
• отжиг для снятия напряжения после ковки, сварки или литья.
Его проведение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии.
Нагрев, при отжиге первого рода, повышая подвижность атомов, частично или полностью устраняет химическую неоднородность, уменьшает внутреннее напряжения.
Основное значение имеет температура нагрева и время выдержки.
Характерным является медленное охлаждение.

Отжиг II рода- отжиг металлов и сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении.
Проводится для сплавов, в которых имеются полиморфные или эвтектоидные превращения, а также переменная растворимость компонентов в твердом состоянии.
Проводят отжиг второго рода с целью получения более равновесной структуры и подготовки ее к дальнейшей обработке.

Полный отжиг производится для доэвтектоидных сталей.
Для этого стальную деталь нагревают выше критической точки А3 на 30–50 °С и после прогрева проводят медленное охлаждение.
Как правило, детали охлаждают вместе с печью со скоростью 30–100 °С/час.
Структура доэвтектоидной стали после отжига состоит из избыточного феррита и перлита.
Стальная область диаграммы с зонами нагрева при отжиге:
1 – диффузионный;
2 – рекристаллизационный;
3 – для снятия напряжений;
4 – полный;
5 – неполный;
6 – нормализационный
В зависимости от температуры нагрева различают отжиг

Основные цели полного отжига:
устранение пороков структуры, возникших при предыдущей обработке (литье, горячей деформации, сварке, термообработке), крупнозернистости;
смягчение стали перед обработкой резанием – получение крупнозернистости для улучшения качества поверхности и большей ломкости стружки низкоуглеродистых сталей;
уменьшение напряжений.

Неполный отжиг отличается от полного тем, что нагрев производится на 30–50 °С выше критической точки А1 (линия РSК на диаграмме железо–цементит).
Эта операция производится как для доэвтектоидных сталей, так и для заэвтектоидных сталей.
Охлаждение проводят так же, как и при полном отжиге (вместе с печью).
При неполном отжиге не происходит изменение ферритной составляющей структуры в доэвтектоидной стали и цементитной составляющей в заэвтектоидной стали, поэтому полного исправления структуры не происходит.
Неполный отжиг доэвтектоидной стали используют для смягчения ее перед обработкой резанием, снятияв нутренних напряжений.

Изотермический отжиг заключается в нагреве стали до температуры А3 + (30– 50 °С), последующего ускоренного охлаждения до температуры изотермической выдержки ниже точки А1 и дальнейшего охлаждения на спокойном воздухе. Изотермический отжиг по сравнению с обычным отжигом имеет два преимущества:
• больший выигрыш во времени, т. к. суммарное время ускоренного охлаждения, выдержки и последующего охлаждения может быть меньше медленного охлаждения изделия вместе с печью;
• получение более однородной структуры по сечению изделий, т. к. при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения.