Термическая обработка металлов и сплавов

На базе нашей лаборатории открылся цех по термической обработке металлов и сплавов. Поэтому готовы принимать заказы и на эти услуги тоже. В связи с этим, хочется кратко рассказать о том, что же такое термообработка металлических изделий.

Термообработка позволяет сталям и сплавам проявить свое волшебное свойство – менять механические характеристики, абсолютно не меняясь по химическому составу.

Взять, к примеру, крайне обычную марку – сталь 45. В состоянии поставки твердость данной стали составит 200 HB, а если провести закалку с низким отпуском, то твердость будет более 350 HB.

Рассмотрим основные виды термички стали.

Закалка – нагрев до температуры аустенизации с последующим быстрым охлаждением (вода, масло, соль, полимер). Так как скорость охлаждения высокая, то диффузионное превращение аустенита в феррит становится невозможным – на него просто нет времени. Поэтому атомам приходится перестраиваться из ГЦК-решетки аустенита в ОЦК-решетку феррита не по одному, а целыми кристаллографическими плоскостями. Такое перестроение приводит к увеличению плотности структуры и образованию мартенсита. Мартенсит крайне твердая, но низкопластичная напряженная структура. Твердость мартенсита сильно зависит от количества углерода в стали.

Отпуск – всегда следует после закалки и заключается в нагреве ниже температуры аустенизации с дальнейшей выдержкой при данной температуре. Основные виды структуры после отпуска следующие: бейнит, сорбит и тростит. Есть несколько видов отпуска: низкий 220-300 градусов, средний 300-450 и высокий 450-650. Закалка с высоким отпуском называется улучшением стали, после данного вида термической обработки сталь имеет приличную прочность и хорошие ударно-пластические характеристики.

Нормализация – нагрев до температуры аустенизации с последующим охлаждением на воздухе. Некоторые стали, например, быстрорежущие могут закаливаться и на воздухе, их поэтому и называют «самокалы».

Отжиг, наверное, самый простой вид термообработки состоит из нагрева до температуры аустенизации и охлаждение с печью. Низкая скорость охлаждения позволяет спокойно пройти всем  диффузионным процессам, металл становится мягким и пластичным, хорошо поддается механической обработке.

Термообрабатывают не только стали, но и разные сплавы. Титановые и алюминиевые сплавы набирают свою прочность в результате старения. Старение, как и отпуск, проводится после закалки при температуре ниже закалочной. Твердость увеличивается в результате выделения мелкодисперсной интерметаллидной фазы.

Завершая статью, предлагаем Вам посмотреть на структуру и твердость прутка из стали 40Х в четырех состояниях: после отжига, после нормализации, после закалки и после отпуска 550 градусов.

<<<предыдущая статья    следующая статья>>>