Отжиг стали — это процесс, при котором свойства стали повышаются для лучшей обрабатываемости. Операция представляет собой нагрев металла до отметки, немного превышающей критическую температуру стали (723 градуса по Цельсию), что замедляет ее остывание. Данная процедура проводится для подготовки материала к дальнейшей обработке.
Для чего проводится отжиг стали. Преимущества данного вида обработки
Существует три основные цели отжига стали:
- Сделать сталь более «податливой», чтобы ее можно было легко резать, сверлить и шлифовать.
- Повысить устойчивость металла и сделать его более прочным, чтобы она имел хорошую реакцию термообработки.
- Обеспечить наилучшие возможные свойства в конечном термообработанном продукте.
Таким образом, отжиг:
- размягчает сталь,
- повышает и улучшает обрабатываемость металла,
- повышает пластичность,
- увеличивает прочность,
- делает металл более однородным,
- подготавливает сталь к дальнейшей термической обработке.
Виды отжига стали
Существуют различные виды отжига:
Полный отжиг.
Процесс включает нагрев стали на 30—50 градусов по Цельсию выше критической температуры и поддержание этой температуры в течение определенного периода времени, а затем позволяет материалу медленно остывать внутри самой печи без каких-либо принудительных средств охлаждения. Горячие обработанные листы и отливки из средне- и высокоуглеродистых сталей нуждаются в полном отжиге.
Неполный отжиг
Этот процесс в основном подходит для низкоуглеродистой стали. Материал нагревается до температуры чуть ниже нижней критической температуры стали. Холодная обработка стали, как правило, способствует повышенной твердости и снижению пластичности: это усложняет обработку. Процесс отжига имеет тенденцию к улучшению этих характеристик. В основном осуществляется на холоднокатаной стали, такой как проволочная волоченая сталь и так далее.
Рекристаллизационный отжиг
Крупные отливки или сварные конструкции, как правило, обладают внутренними напряжениями, вызванными главным образом неравномерным охлаждением при их изготовлении. Это внутреннее напряжение вызывает хрупкость в изолированных местах отливок или конструкций, что может привести к внезапной поломке или разрушению материала. Этот процесс включает нагрев отливки или структуры примерно до 650 градусов по Цельсию. Температуру поддерживают постоянно в течение нескольких часов и дают медленно остыть.
Диффузионный отжиг
Этот процесс подходит для высокоуглеродистых и легированных сталей, проводится с целью повышения их пластичности. В результате данной операции улучшается внутренняя структура стали. Это можно сделать двумя способами:
Материал нагревается чуть ниже нижней критической температуры около 700 градусов по Цельсию, она поддерживается в течение примерно 8 часов, затем медленно остывает.
Нагрев и охлаждение материала попеременно между температурами: чуть выше и ниже критической температуры.
Изотермический отжиг
Это процесс, при котором сталь нагревается выше верхней критической температуры. Это приводит к тому, что структура стали быстро превращается в аустенитную структуру. Затем сталь охлаждается до температуры ниже нижней критической температуры примерно от 600 до 700 градусов по Цельсию. Это охлаждение осуществляется с помощью принудительного охлаждающего средства. Затем температура поддерживается в течение определенного периода времени для получения однородной структуры в материале. Данная процедура применима для низкоуглеродистых и легированных сталей для повышения их обрабатываемости.
Как происходит отжиг стали
Нормализация — это процесс, который выполняется перед отжигом, и важно знать, как она работает, чтобы понять принцип отжига. На высоком уровне нормализация — это нагрев стали до высокой температуры для растворения карбида с последующим воздушным охлаждением для образования перлита.
Перлит фактически состоит из двух фаз: феррита и цементита. Феррит — это типичная фаза стали комнатной температуры с очень низким содержанием углерода (менее 0,02%), а цементит — это карбид железа с очень высоким содержанием углерода (примерно 6,67%).
Аустенит обогащается углеродом в зависимости от состава стали и температуры. Обе фазы формируются одновременно в чередующихся полосах, называемых «ламелями», что и есть перлит — «пластинчатая» структура. Это проще всего сделать с эвтектоидной сталью типа 1075, где образуется только перлит (а не карбид или феррит по отдельности).
Отжиг стали подразумевает три основных этапа:
- Нагрев заготовки до аустенитной температурной области — выше 750 °C.
- Равномерное распределение тепла по заготовке. Время может варьироваться в зависимости от размера выборки.
- Остывание детали внутри печи при выключенном источнике тепла.
Выбор вида обжига стали зависит от изначальных свойств металла, а также желаемых требований к будущему изделию. Специалисты компании «Металлоцентр» помогут вам выбрать оптимальную технологию. Обращайтесь по телефонам в Москве: +7 (495) 730-222-4, +7 (985) 540-01-00.
