Процеси термічної обробки металів можна умовно розділити на три категорії: загальна термічна обробка, поверхнева термічна обробка та хімічна термічна обробка. Залежно від нагрівального середовища, температури нагрівання та методу охолодження, кожну категорію можна розділити на кілька різних процесів термічної обробки. Використовуючи різні процеси термічної обробки, один і той самий метал може отримати різні структури та, отже, мати різні властивості. Сталь є найпоширенішим металом у промисловості, а мікроструктура сталі також є найскладнішою, тому існує багато видів процесів термічної обробки сталі.
Загальна термічна обробка – це процес термічної обробки металу, який нагріває заготовку в цілому, а потім охолоджує її з відповідною швидкістю для зміни її загальних механічних властивостей. Загальна термічна обробка сталі зазвичай включає чотири основні процеси: відпал, нормалізацію, гартування та відпуск.
1. Відпал
Відпал полягає в нагріванні заготовки до відповідної температури, встановленні різного часу витримки залежно від матеріалу та розміру заготовки, а потім повільному охолодженні. Мета полягає в тому, щоб внутрішня структура металу досягла або наблизилася до рівноважного стану, або щоб зняти внутрішню напругу, що утворилася в попередньому процесі. Отримання хороших технологічних характеристик та експлуатаційних характеристик або підготовка структури до подальшого гартування.
2. Нормалізація
Нормалізація або нормалізація — це нагрівання заготовки до відповідної температури, а потім її охолодження на повітрі. Ефект нормалізації подібний до відпалу, за винятком того, що отримана структура є тоншою. Її часто використовують для покращення ріжучих характеристик матеріалів, а іноді й для виконання певних вимог. Невисокоякісні деталі для остаточної термічної обробки.
3. Гасіння
Гартування полягає в нагріванні та підтримці заготовки, а потім швидкому охолодженні її в гартуючому середовищі, такому як вода, олія або інші розчини неорганічних солей, органічні водні розчини.
4. Загартування
Після гартування сталь стає твердою, але водночас крихкою. Щоб зменшити крихкість сталевих деталей, загартовані сталеві деталі витримують при відповідній температурі вище кімнатної та нижче 650°C протягом тривалого часу, а потім охолоджують. Цей процес називається відпуском. Відпал, нормалізація, гартування та відпуск – це «чотири вогні» в загальній термічній обробці. Серед них гартування та відпуск тісно пов'язані, часто використовуються разом і є незамінними.
«Чотири вогні» розробили різні процеси термічної обробки з різними температурами нагрівання та методами охолодження. Для досягнення певної міцності та в'язкості процес поєднання гартування та високотемпературного відпуску називається гартуванням та відпуском. Після гартування деяких сплавів для утворення перенасиченого твердого розчину їх витримують при кімнатній температурі або трохи вищій температурі протягом тривалішого періоду часу для покращення твердості, міцності або електромагнітних властивостей сплаву. Цей процес термічної обробки називається старінням.
Метод ефективного та тісного поєднання обробки тиском, деформації та термічної обробки для отримання гарної міцності та в'язкості заготовки називається деформаційною термічною обробкою; термічна обробка, що виконується в атмосфері негативного тиску або вакууму, називається вакуумною термічною обробкою, яка не тільки запобігає окисленню або зневуглецюванню заготовки, а й зберігає її поверхню гладкою та чистою, покращуючи її експлуатаційні характеристики. Її також можна хімічно термічно обробити проникаючим агентом.
Наразі, зі зростанням розвитку лазерних та плазмових технологій, ці дві технології використовуються для нанесення шару інших зносостійких, корозійностійких або термостійких покриттів на поверхню звичайних сталевих заготовок, щоб змінити властивості поверхні вихідної заготовки. Ця нова техніка називається модифікацією поверхні.
Час публікації: 31 березня 2024 р.