Термическая обработка 4: закалка, отпуск, нормализация, отжиг

Термическая обработка 4: закалка, отпуск, нормализация, отжиг

Во-первых, тушение

1. Что такое гашение?

Закалка стали заключается в том, что одну из сталей нагревают до критической температуры Ac3 (гипоэвтектоидная сталь) или Ac1 (гиперэвтектоидная сталь) выше температуры, сохраняют тепло в течение некоторого времени, производят аустенизацию полностью или частично, затем при температуре выше критического охлаждения скорость холода быстрее холод ниже Мс до изотермического мартенситного (или Мс) или бейнитного превращения процесса термообработки. Как правило, обработка твердым раствором алюминиевого сплава, медного сплава, титанового сплава, закаленного стекла и других материалов или процесс термической обработки с быстрым охлаждением называется закалкой.

2. Цель гашения:

1) улучшить механические свойства металлических изделий или деталей. Например: улучшить твердость и износостойкость инструментов, подшипников и т. Д., Улучшить предел упругости пружины, улучшить комплексные механические свойства деталей вала и т. Д.
2) улучшить материальные или химические свойства некоторых специальных сталей. Такие, как повышение коррозионной стойкости нержавеющей стали, увеличение постоянных магнитных сталей и т. Д.

Охлаждение охлаждением, в дополнение к необходимости разумного выбора закалочной среды, но также и правильного метода закалки, распространены методы закалки, в основном закалка с одной жидкостью, закалка с двойной жидкостью, закалка, изотермическое закалка, локальное закалка.

3. Стальная заготовка после закалки имеет следующие характеристики:

(1) были получены мартенсит, бейнит, остаточный аустенит и другие несбалансированные (то есть нестабильные) структуры.
(2) существует большое внутреннее напряжение.
(3) Механические свойства не могут соответствовать требованиям. Следовательно, стальная заготовка после закалки обычно проходит закалку.

Во-вторых, закалка

1. Что такое закалка?

Закалка после закалки металлического бруса или деталей нагрева до определенной температуры, сохранение тепла, после определенного времени определенным образом, охлаждение процесса термообработки и закалка сопровождается операцией, после закалки также обычно проводят термообработку заготовки при конец процедуры, и, таким образом, имеют комбинацию процесса закалки и отпуска, известную как окончательная обработка.

2. Основными целями закалки и отпуска являются:

1) уменьшить внутреннее напряжение и уменьшить хрупкость, в закалочных деталях возникает большое напряжение и хрупкость, например, несвоевременное отпускание часто приводит к деформации или даже растрескиванию.
2) отрегулировать механические свойства заготовки, заготовки после закалки, высокой твердости, хрупкости, чтобы удовлетворить различные требования к производительности различных заготовок, могут быть скорректированы путем отпуска, твердости, прочности, пластичности и ударной вязкости.
3) стабилизировать размер заготовки. Металлографическая структура может быть стабилизирована путем отпуска, чтобы гарантировать, что деформация не произойдет в будущем.
4) улучшить режущие характеристики некоторых легированных сталей.

3. Эффект закалки:

(1) улучшить стабильность организации, так что заготовка при использовании процесса больше не происходит организационная трансформация, так что геометрический размер и производительность заготовки остаются стабильными.
(2) устранить внутреннее напряжение, чтобы улучшить производительность заготовки и стабильность размера геометрии заготовки.
(3) отрегулируйте механические свойства стали в соответствии с требованиями использования.

Причина, по которой отпуск оказывает такое влияние, состоит в том, что при повышении температуры активность атомов повышается, и атомы железа, углерода и других легирующих элементов в стали могут диффундировать быстрее, чтобы достичь перегруппировки и сочетания атомов, так что постепенно преобразовывать неустойчивую несбалансированную структуру в устойчивую равновесную структуру. Устранение внутренних напряжений также связано с уменьшением прочности металла при повышении температуры. Общий стальной характер, снижение твердости и прочности, улучшение пластичности. Чем выше температура отпуска, тем больше изменение этих механических свойств. Некоторые легированные стали с более высоким содержанием легирующих элементов при отпуске в определенном температурном интервале будут осаждать некоторые мелкодисперсные соединения металлов, повышая прочность и твердость. Это явление называется вторичным упрочнением.

Требования к отпуску: заготовки различного назначения должны быть подвергнуты отпуску при разных температурах для соответствия используемым требованиям.

(1) режущие инструменты, подшипники, науглероживающие и закалочные детали, детали с поверхностной закалкой часто при температуре ниже 250 ℃ при низкой температуре После отпуска при низкой температуре твердость мало изменяется, внутреннее напряжение уменьшается, а ударная вязкость немного увеличивается.
(2) пружина в 350 ~ 500 ℃ при температуре отпуска, высокая эластичность и необходимая прочность могут быть получены.
(3) в углеродистой конструкционной стали детали обычно изготавливают при температуре 500 ~ 600 ℃ высокотемпературного отпуска, чтобы получить соответствующие с хорошей прочностью и ударной вязкостью.

Сталь при 300 ℃ отпуска, часто делает ее хрупкость увеличивается, это явление называется первым типом хрупкости. Отпуск обычно не следует проводить в этом температурном диапазоне. Некоторые конструкционные стали из среднеуглеродистых сплавов также имеют тенденцию быть хрупкими, если они медленно охлаждаются до комнатной температуры после высокого отпуска. Это явление известно как второй тип хрупкости характера. Добавление молибдена к стали или охлаждение его в масле или воде во время отпуска может предотвратить второй тип хрупкости при отпуске. Эту хрупкость можно устранить путем нагрева второго типа хрупкой стали до первоначальной температуры отпуска.

В производстве часто в соответствии с требованиями к производительности заготовки. В зависимости от разной температуры нагрева отпуск можно разделить на низкий отпуск, средний отпуск и высокий отпуск. Процесс термической обработки, сочетающий закалку и последующее высокотемпературное отпускание, называется закалкой и отпуском, то есть он обладает высокой прочностью и одновременно хорошей пластичностью.

1) низкотемпературный отпуск: 150-250 ℃, M назад, уменьшить внутреннее напряжение и хрупкость, улучшить пластическую прочность, более высокую твердость и износостойкость. Используется для изготовления измерительных инструментов, режущих инструментов и подшипников качения и т. Д.
Температура отпуска в 2): 350-500 ℃, Т назад, обладает высокой эластичностью, обладает определенной пластичностью и твердостью. Используется для изготовления пружин, штамповки штампов и т. Д.
3) высокотемпературный отпуск: 500-650 ℃, S назад, имеет хорошие комплексные механические свойства. Используется для изготовления зубчатых колес, коленчатых валов и т. Д.

В-третьих, нормализация

1. Что нормализует?

Нормализация - это термическая обработка, которая улучшает ударную вязкость стали. Нагрейте стальные элементы до Ac3 после температуры более 30 ~ 50,, сохраняя тепло в течение некоторого времени от воздушного охлаждения. Основная характеристика заключается в том, что скорость охлаждения выше, чем скорость отжига, но ниже, чем скорость охлаждения. При нормализации кристаллизованные зерна стали могут быть очищены при несколько более быстром охлаждении, что не только может обеспечить удовлетворительную прочность, но также может значительно улучшить ударную вязкость (значение AKV) и уменьшить склонность к растрескиванию компонентов. После нормализации некоторых низколегированных горячекатаных стальных листов, поковок и деталей для литья можно значительно улучшить комплексные механические свойства материалов, а также улучшить режущие свойства.

2. Нормализация имеет следующие цели и использует:

(1) для гипоэвтектоидной стали, нормализующей для исключения литья, ковки, сварки деталей с перегретой крупнокристаллической структурой и структурой Векслера, прокатанных в ленточной структуре; Переработка зерна; И может быть использован в качестве предварительной термообработки перед закалкой.
(2) для гиперэвтектоидной стали, нормализация может устранить сетку вторичного цементита, и сделать рафинирование перлита, не только улучшить механические свойства, но также способствует будущему отжигу сфероидизации.
(3) для низкоуглеродистой глубокой вытяжки тонкой стальной пластины нормализация может устранить зернистость без цементита, чтобы улучшить его характеристики глубокой вытяжки.

(4) для низкоуглеродистой стали и низкоуглеродистой низколегированной стали, используя нормализацию, можно получить более мелкую чешуйчатую перлитную структуру, повысить твердость до hb140-190, избежать явления «палка-нож» при резке, улучшить обработку резанием. Для среднеуглеродистой стали нормализация является более экономичной и удобной, когда доступны как нормализация, так и отжиг.
(5) для обычной среднеуглеродистой структуры стали, в механических свойствах случай не является высоким, может быть использован вместо закалки и высокотемпературного отпуска, не только просты в эксплуатации, и сделать стальную структуру и стабильность размеров.
( 6 ) высокотемпературная нормализация (150 ~ 200) выше Ac3) из-за высокой температуры диффузии выше, может уменьшить сегрегацию состава отливок и поковок. Крупные зерна после высокотемпературной нормализации могут быть очищены путем второй последующей нормализации при более низкой температуре.

(7) Все землевладельцы, некоторые из которых используются для паровой турбины и котла из низко- и среднеуглеродистой легированной стали, обычно используют нормализацию для получения бейнитной структуры, затем при высокотемпературном отпуске, когда используется при 400 ~ 550 ℃, имеет хорошую способность противостоять ползучести ,
(8) Наряду со сталью и сталью нормализация также широко используется при термической обработке чугуна с шаровидным графитом, так что он имеет перлитную матрицу, улучшающую прочность чугуна с шаровидным графитом.

Поскольку нормализация характеризуется воздушным охлаждением, температура окружающей среды, режим укладки, поток воздуха и размер заготовки оказывают влияние на структуру и производительность после нормализации. Нормализующая микроструктура также может быть использована в качестве метода классификации легированных сталей. Обычно по образцу нагревается до 900 ℃ на 25 мм в диаметре, воздушное охлаждение организации, легированная сталь можно разделить на перлитную, бейнитную сталь, сталь мартенситную сталь и аустенитную сталь.

Четыре, отжиг

1. Что такое отжиг?

Отжиг - это процесс термической обработки, при котором металл медленно нагревают до определенной температуры, выдерживают в течение достаточного времени, а затем охлаждают с соответствующей скоростью. Термическая обработка отжига делится на полный отжиг, неполный отжиг и отжиг для снятия напряжений. Механические свойства отожженных материалов могут быть проверены испытанием на растяжение или твердостью. Многие стали поставляются в состоянии термической обработки отжига. Измеритель твердости по Роквеллу может быть использован для проверки твердости HRB для определения твердости стали. Для более тонких стальных пластин, стальных лент и тонкостенных стальных труб может использоваться твердомер поверхности Роквелла для проверки твердости HRT.

2. Целью отжига является:

(1) улучшить или устранить стали в процессе литья, ковки, прокатки и сварки, вызванных различными дефектами ткани и остаточного напряжения, чтобы предотвратить деформацию заготовки, растрескивание.
(2) чтобы смягчить заготовку для резки.
(3) измельчить зерно, улучшить организацию, чтобы улучшить механические свойства заготовки.
(4) для окончательной термообработки (закалка, отпуск) для подготовки к организации.

3. Общие процессы отжига включают в себя:

(1) Полный отжиг. Применяется для тонкой литья, ковки и сварки средне- и низкоуглеродистой стали после механических свойств плохого грубого перегрева. Все в заготовке, нагретой до температуры феррита аустенита более 30 ~ 50 ℃ , сохранение тепла в течение некоторого периода времени, а затем с медленной охлаждающей печи, аустенит во время охлаждения, чтобы изменить снова, может сделать организацию стали.

(2) Сфероидизирующий отжиг. Для снижения высокой твердости инструментальной стали и подшипниковой стали после ковки. Заготовка, нагретая до начала образования аустенитной стали, температура выше 20 ~ 40 ℃ , медленное охлаждение после сохранения тепла, в процессе охлаждения перлитного пластинчатого цементита в шар, снижение твердости.

(3) Изотермический отжиг. Для снижения высокой твердости некоторых легированных конструкционных сталей с высоким содержанием никеля и хрома для резки. Как правило, аустенит сначала охлаждают до самой нестабильной температуры аустенита с относительно высокой скоростью, и твердость может быть уменьшена, когда аустенит превращается в трюуит или сорбит после надлежащего сохранения тепла.

(4) рекристаллизационный отжиг. Чтобы исключить металлическую проволоку, тонкие пластины в процессе холодной волочения, явление упрочнения холодной прокатки (повышение твердости, снижение пластичности). Температура нагрева обычно стали начинает формировать аустенитную температуру ниже 50 ~ 150 ℃ , только таким образом можно устранить эффект деформационного упрочнения для размягчения металла.

(5) Графитизация отжига. Он используется для превращения чугуна, содержащего большое количество цементита, в ковкий чугун с хорошей пластичностью. Процесс литья нагревается до 950 ℃ или около того, при соответствующем охлаждении после времени сохранения тепла происходит разложение цементита в виде хлопьевидной массы графита.

(6) Диффузионный отжиг. Он используется для гомогенизации химического состава литейного сплава и улучшения его эксплуатационных характеристик. Метод состоит в том, чтобы нагреть отливку до максимально возможной температуры без плавления и поддерживать ее в течение длительного времени, а затем медленно охлаждать после того, как все элементы в сплаве распределяются и равномерно распределяются.

(7) Отжиг для снятия напряжения. Для устранения внутренних напряжений стальных отливок и сварочных деталей. Для начавшегося после образования аустенитной стали температуры нагрева до 100 ~ 200 ℃ , выдерживая в воздухе после охлаждения, можно устранить внутренние напряжения.