Як розрізнити загартування, відпуск, нормалізацію, відпал

Що таке загартування?

Загартування - це процес термічної обробки, при якому загартований металевий матеріал або деталь нагрівають до певної температури, витримують протягом певного часу, а потім охолоджують певним чином. Відпуск - це операція, яка виконується відразу після загартування і зазвичай є останньою частиною термічної обробки заготовки. Комбінований процес загартування і відпустки називається остаточною обробкою. Основною метою загартування та відпустки є:

1) Зменшити внутрішню напругу та зменшити крихкість. Загартовані деталі мають значні напруги і крихкість. Вони мають тенденцію деформуватися або навіть тріскатися, якщо вчасно не загартувати.

2) Відрегулюйте механічні властивості заготовки. Після гарту заготовка має високу твердість і високу крихкість. Його можна регулювати загартуванням, твердістю, міцністю, пластичністю та міцністю, щоб відповідати різним вимогам до продуктивності різних заготовок.

3) Стабілізуйте розмір заготовки. Металографічну структуру можна стабілізувати шляхом загартування, щоб уникнути деформації під час майбутнього використання.

4) Поліпшення продуктивності різання певних легованих сталей.
Ефект від загартування полягає в:

① Підвищити стабільність організації, щоб структура заготовки більше не змінювалася під час використання, щоб геометричні розміри та продуктивність залишалися стабільними.

② Усуньте внутрішню напругу, щоб покращити продуктивність заготовки та стабілізувати геометричний розмір заготовки.

③ Налаштуйте механічні властивості сталі відповідно до вимог використання.

Причина, чому загартування має такі ефекти, полягає в тому, що коли температура підвищується, активність атомів зростає. Атоми заліза, вуглецю та інших легуючих елементів у сталі можуть дифундувати швидше, реалізуючи перегрупування та поєднання частинок, що робить її нестабільною. Незбалансована організація поступово трансформувалася в стабільну, збалансовану організацію. Усунення внутрішньої напруги також пов'язане зі зниженням міцності металу при підвищенні температури. При відпустці звичайної сталі твердість і міцність знижуються, а пластичність підвищується. Чим вища температура відпустки, тим значніше змінюються ці механічні властивості. Деякі леговані сталі з більш високим вмістом легуючих елементів будуть виділяти деякі дрібні частинки металевих сполук під час відпустки в певному діапазоні температур, що підвищить міцність і твердість. Це явище називається вторинним затвердінням.
Вимоги до загартування: Заготовки різного призначення слід загартувати при різних температурах, щоб відповідати вимогам використання.

① Інструменти, підшипники, науглерожені та загартовані деталі, а також поверхнево загартовані деталі зазвичай загартовуються при температурі нижче 250°C. Твердість після низькотемпературного відпустки змінюється незначно, внутрішня напруга зменшується, а в'язкість трохи підвищується.

② Пружина загартована при середній температурі 350 ~ 500 ℃ для отримання більшої еластичності та необхідної міцності.

③ Деталі, виготовлені з конструкційної сталі із середнім вмістом вуглецю, зазвичай гартують при високих температурах 500 ~ 600 ℃, щоб отримати відповідну міцність і в'язкість.

 

Коли сталь відпускають при температурі близько 300°C, це часто підвищує її крихкість. Це явище називається першим типом відпускної крихкості. Як правило, його не слід гартувати в цьому діапазоні температур. Деякі середньовуглецеві конструкційні сталі також схильні до крихкості, якщо їх повільно охолодити до кімнатної температури після високотемпературного відпустки. Це явище називається другим типом відпускної крихкості. Додавання молібдену до сталі або охолодження в олії чи воді під час відпустки може запобігти другому типу відпускної крихкості. Цей вид крихкості можна усунути повторним нагріванням другого типу загартованої крихкої сталі до початкової температури відпуску.

У виробництві це часто базується на вимогах до продуктивності заготовки. Відповідно до різних температур нагріву відпуск поділяють на низькотемпературний, середньотемпературний і високотемпературний. Процес термічної обробки, який поєднує загартування та наступний високотемпературний відпуск, називається загартуванням і відпуском, що означає високу міцність і хорошу пластичну в'язкість.

1. Низькотемпературний відпуск: 150-250°C, М циклів, зменшує внутрішню напругу та крихкість, покращує пластичну міцність, має вищу твердість і зносостійкість. Раніше я виготовляв вимірювальні інструменти, ріжучі інструменти, підшипники кочення тощо.

2. Проміжна температура відпустки: 350-500 ℃, Т-цикл, висока еластичність, певна пластичність і твердість. Використовується для виготовлення пружин, штампів тощо.Частина обробки з ЧПУ

3. Високотемпературний загартування: 500-650 ℃, час S, з хорошими комплексними механічними властивостями. Раніше я робив шестерні, колінчасті вали тощо.

Що нормалізується?

Нормалізація - це термічна обробка, яка підвищує міцність сталі. Після того, як сталевий компонент нагрівається до температури на 30~50°C вище температури Ac3, його зберігають у теплі та охолоджують повітрям. Головною особливістю є те, що швидкість охолодження є вищою, ніж відпал, і нижчою, ніж загартування. Під час нормалізації кристалічні зерна сталі можуть бути подрібнені при трохи швидшому охолодженні. Можна не тільки отримати задовільну міцність, але й міцність (показник AKV) також можна значно покращити та зменшити — схильність компонента до розтріскування. -Після нормалізації обробки деяких низьколегованих гарячекатаних сталевих листів, низьколегованих сталевих поковок і відливок можна значно покращити комплексні механічні властивості матеріалів, а також покращити продуктивність різання.алюмінієва частина

Нормалізація має такі цілі та використання:

① Для заевтектоїдних сталей нормалізація використовується для усунення перегрітої крупнозернистої структури та структури Відманштаттена литих, кованих і зварних виробів, а також стрічкової структури в прокатних матеріалах; очищати зерна; і може використовуватися як попередня термічна обробка перед гасінням.

② Для заевтектоїдних сталей нормалізація може усунути сітчастий вторинний цементит і очистити перліт, покращуючи механічні властивості та полегшуючи наступний сфероїдизуючий відпал.

③ Для тонких сталевих листів для глибокої витяжки з низьким вмістом вуглецю нормалізація може усунути вільний цементит на межі зерен, щоб покращити ефективність глибокої витяжки.

④ Для низьковуглецевої сталі та низьковуглецевої низьколегованої сталі нормалізація може отримати більш пластівчасту перлітну структуру, збільшити твердість до HB140-190, уникнути явища «прилипання ножа» під час різання та покращити оброблюваність. Нормалізація є більш економною та зручною для середньовуглецевої сталі, коли доступні нормалізація та відпал.П'ятиосна оброблена деталь

⑤ Для звичайних конструкційних сталей із середнім вмістом вуглецю, де механічні властивості невисокі, можна використовувати нормалізацію замість загартування та високотемпературного відпустки, яка проста в експлуатації та стабільна в структурі та розмірі сталі.

⑥ Нормалізація при високій температурі (150 ~ 200 ℃ вище Ac3) може зменшити поділ композиції виливків і поковок завдяки високій швидкості дифузії при високих температурах. Після високотемпературної нормалізації друга нормалізація при нижчій температурі може подрібнити грубі зерна.

⑦ Для деяких низько- та середньовуглецевих легованих сталей, які використовуються в парових турбінах і котлах, нормалізація часто використовується для отримання бейнітної структури. Потім, після високотемпературного гарту, він має гарний опір повзучості при використанні при 400-550 ℃.

⑧ Крім сталевих деталей і сталі, нормалізація також широко використовується при термічній обробці ковкого чавуну для отримання перлітної матриці та підвищення міцності ковкого чавуну.

Оскільки характеристикою нормалізації є повітряне охолодження, температура навколишнього середовища, спосіб укладання, потік повітря та розмір заготовки впливають на організацію та продуктивність після нормалізації. Нормалізуючу структуру також можна використовувати як метод класифікації легованої сталі. Загалом леговані сталі поділяють на перлітні, бейнітові, мартенситні та аустенітні за структурою, отриманою повітряним охолодженням після нагрівання зразка діаметром 25 мм до 900°С.

Що таке відпал?

Відпал — це процес термічної обробки металу, який повільно нагріває метал до певної температури, витримує його протягом достатнього часу, а потім охолоджує з відповідною швидкістю. Термічна обробка відпалу поділяється на неповний відпал і відпал для зняття напруги. Механічні властивості відпалених матеріалів можна перевірити за допомогою випробувань на розтяг або твердість. Багато сталей поставляються у відпаленому стані термічної обробки. Твердомір за Роквеллом може перевірити твердість сталі для визначення твердості HRB. Для більш тонких сталевих листів, сталевих смуг і тонкостінних сталевих труб поверхневий твердомір за Роквеллом можна використовувати для перевірки твердості HRT. .

Метою відпалу є:

① Покращення або усунення структурних дефектів і залишкових напруг, викликаних сталевим литтям, куванням, прокаткою та зварюванням, і запобігання деформації та розтріскування заготовки.

② Розм’якшіть заготовку для різання.

③ Уточнюйте зерна та покращуйте структуру, щоб покращити механічні властивості заготовки.

④ Підготувати організацію до остаточної термообробки (загартування, відпуск).

Зазвичай використовуються такі процеси відпалу:

① Повністю відпалений. Він використовується для очищення грубої перегрітої структури з поганими механічними властивостями після лиття, кування, g та зварювання середньо- та низьковуглецевої сталі. Нагрійте заготовку до температури на 30-50 ℃ вище температури, при якій весь ферит перетворюється на аустеніт, витримайте деякий час, потім повільно охолодіть за допомогою печі. Під час процесу охолодження аустеніт знову перетворюється, щоб зробити структуру сталі більш тонкою.

② Сфероїдизуючий відпал. Вони використовуються для зниження високої твердості інструментальної та підшипникової сталі після кування. Заготівля нагрівається до температури на 20-40 °C вище температури, при якій сталь утворює аустеніт, а потім повільно охолоджується після витримки температури. У процесі охолодження пластинчастий цементит у перліті стає сферичним, зменшуючи твердість.

③ Ізотермічний відпал. Це знижує твердість деяких легованих конструкційних сталей з високим вмістом нікелю та хрому для різання. Як правило, він охолоджується до найбільш нестабільної температури аустеніту з відносно швидкою швидкістю. Після витримки протягом належного часу аустеніт перетворюється на троостит або сорбіт, і твердість може бути знижена.

④ Рекристалізаційний відпал. Усуває явище гарту (збільшення твердості та зниження пластичності) металевого дроту та листа під час холодного волочіння та прокатки. Температура нагріву, як правило, на 50-150 °C нижча від температури, при якій сталь починає утворювати аустеніт. Тільки так можна усунути ефект зміцнення і розм'якшити метал.

⑤ Графітизаційний відпал. З його допомогою чавун, що містить велику кількість цементиту, перетворює на ковкий чавун з хорошою пластичністю. Операція процесу полягає в нагріванні виливка приблизно до 950 °C, утриманні його в теплі протягом певного періоду, а потім охолодженні належним чином для розкладання цементиту з утворенням флокулентного графіту.

⑥ Дифузійний відпал. Застосовується для гомогенізації хімічного складу виливків зі сплавів і підвищення їх експлуатаційних характеристик. Метод полягає в нагріванні виливка до максимально можливої ​​температури без його тривалого плавлення та повільного охолодження після дифузії різних елементів у сплаві, який має тенденцію до рівномірного розподілу.

⑦ Відпал для зняття напруги. Він усуває внутрішню напругу сталевих виливків і зварювальних деталей. Для сталевих виробів температура, при якій починає утворюватися аустеніт після нагрівання, становить 100-200 ℃, а внутрішню напругу можна усунути шляхом охолодження на повітрі після витримки температури.