Tehnik-ast.ru

Электро Техник
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Виды отжига 2 рода

Отжиг стали. Отжиг второго рода. Полный отжиг. Неполный отжиг. Полный и неполный отжиг. Изотермический отжиг.

Отжиг второго рода предназначен для изменения фазового состава. Температура нагрева и время выдержки обеспечивают нужные структурные превращения. Скорость охлаждения должна быть такой, чтобы успели произойти обратные диффузионные фазовые превращения.

Является подготовительной операцией, которой подвергают отливки, поковки, прокат. Отжиг снижает твердость и прочность, улучшает обрабатываемость резанием средне- и высокоуглеродистых сталей. Измельчая зерно, снижая внутренние напряженияи уменьшая структурную неоднородность способствует повышению пластичности и вязкости.

В зависимости от температуры нагрева различают отжиг:

1. Полный отжиг, с температурой нагрева на 30…50 o С выше критической температуры А3:

Проводится для доэвтектоидных сталей для исправления структуры.

При такой температуре нагрева аустенит получается мелкозернистый, и после охлаждения сталь имеет также мелкозернистую структуру.

2. Неполный отжиг, с температурой нагрева на 30…50 o С выше критической температуры А1:

Применяется для заэвтектоидных сталей. При таком нагреве в структуре сохраняется цементит вторичный, в результате отжига цементит приобретает сферическую форму (сфероидизация). Получению зернистого цементита способствует предшествующая отжигу горячая пластическая деформация, при которой дробится цементитная сетка. Структура с зернистым цементитом лучше обрабатываются и имеют лучшую структуру после закалки. Неполный отжиг является обязательным для инструментальных сталей.

Иногда неполный отжиг применяют для доэвтектоидных сталей, если не требуется исправление структуры (сталь мелкозернистая), а необходимо только понизить твердость для улучшения обрабатываемости резанием.

3. Циклический или маятниковый отжиг применяют, если после проведения неполного отжига цементит остается пластинчатым. В этом случае после нагрева выше температуры А1 следует охлаждение до 680 o С, затем снова нагрев до температуры 750…760) o С и охлаждение. В результате получают зернистый цементит.

4. Изотермический отжиг после нагрева до требуемой температуры, изделие быстро охлаждают до температуры на 50…100 o С ниже критической температуры А1 и выдерживают до полного превращения аустенита в перлит, затем охлаждают на спокойном воздухе (рисунок). Температура изотермической выдержки близка к температуре минимальной устойчивости аустенита.

Читайте так же:
Как открутить прикипевшие болты

В результате получают более однородную структуру, так как превращение происходит при одинаковой степени переохлаждения. Значительно сокращается длительность процесса. Применяют для легированных сталей.

Основные виды термической обработки, отжиг I рода. Отжиг II рода. Основы технологии термической обработки сталей

выдержки при этой температуре должно обеспечить выравнивание состава и растворение избыточных фаз (10 – 15 часов). Для измельчения зерна сталь после гомогенизации часто подвергают полному отжигу.

Рекристаллизационный отжиг применяют после холодной пластической деформации для снятия наклепа и получения равновесного состояния сплава. В результате рекристаллизации в деформированном металле образуются новые зерна, снимаются напряжения и восстанавливается пластичность металла (t ≈ 680 – 730˚C, время выдержки около 30 мин).

Отжиг для снятия напряжений, возникающих при ковке, сварке, литье и т.п., которые могут вызвать коробление, т.е. изменение формы, размеров и даже разрушение изделий (t ≈ 400 – 600˚C, время выдержки около 2,5 мин на 1 мм толщины сечения).

Графически это можно представить следующим образом (см. рис. 7).

1 – диффузионный отжиг; 2 – рекристаллизационный отжиг; 3 – отжиг для снятия напряжений

Рис. 7. Отжиг I рода

9.2 Отжиг II рода

Отжиг II рода проводится для металлов, испытывающих фазовые превращения при нагреве и охлаждении. Такая термическая обработка проводится для сплавов, в которых имеются полиморфные, эвтектоидные превращения, а также может быть переменной растворимость в твердом состоянии. Практическая целесообразность фазовой перекристаллизации определяется тем, каково влияние структурных изменений на свойства сплава.

По условиям нагрева и охлаждения различают отжиг полный и неполный, изотермический, циклический (маятниковый) и нормализацию.

Полный отжиг нагрев стали до температуры выше линии GSE на 30 – 50 ˚C и медленное охлаждение после выдержки. При нагреве образуется мелкозернистый аустенит, который при медленном охлаждении распадается с образованием ферритно-перлитной структуры с мелким зерном, что способствует повышению вязкости и пластичности стали, и улучшает ее обрабатываемость.

Неполный отжиг – отличается от полного, тем что нагрев стали осуществляется до более низких температур (выше линии PSK, но ниже – GSE). Сокращаются затраты времени и энергии, но однако структура доэвтектоидных сталей после неполного отжига гораздо хуже, чем после полного, поэтому он применяется довольно редко.

Читайте так же:
Как измерить генератор мультиметром

Если после проведения неполного отжига цементит остается пластинчатым, применяют так называемый циклический или маятниковый отжиг — нагревают сталь выше линии PSK (740 – 750 ˚C), затем охлаждают до температуры 680 ˚C (ниже линии PSK), а затем, повторяя циклы, нагревают до температуры равной 740 – 750 ˚C и охлаждают до температуры 680 ˚C. В результате перлит получается зернистым, и сталь будет пластичной.

Нормализация представляет собой нагрев стали до температуры выше линии GSE на 50 – 60 ˚C с последующим ее охлаждением на воздухе. Придается стали мелкозернистая структура, повышается несколько прочность стали и улучшается ее обрабатываемость резанием. Преимущество процесса нормализации перед отжигом – низкая себестоимость и поэтому она вытеснила отжиг углеродистых сталей. Графически эти отжиги могут быть представлены следующим образом (см. рис. 8).

1 – нормализация; 2 – полный отжиг; 3 – неполный отжиг; 4 – циклический отжиг

Отжиг

О́тжиг — вид термической обработки, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке в течение определенного времени при этой температуре и последующем, обычно медленном, охлаждении до комнатной температуры. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для облегчения механической обработки, улучшение микроструктуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений [1] .

По классификации А. А. Бочвара различают 2 вида отжига:

  1. Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации — применяется для приведения металла в более равновесное структурное состояние: снимается наклёп, понижается твёрдость, возрастают пластичность и ударная вязкость, снимаются внутренние напряжения (в связи с процессами отдыха и рекристаллизации).
  2. Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: металл нагревается до температуры выше критических точек, затем следует выдержка различной продолжительности и последующее сравнительно медленное охлаждение.
Читайте так же:
Гриндер своими руками в домашних условиях видео

Полный и неполный отжиг

  • Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30—50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500—600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50—100 °C/час. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
  • Неполный отжиг заключается в нагреве до температуры между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Изотермический отжиг

Для легированных сталей применяют изотермический отжиг, состоящий в нагреве выше верхней критической точки А3 область избыточного аустенита, выдержке, охлаждении до температуры ниже нижней критической точки А1, выдержке, достаточной для полного превращения аустенита в перлит, и охлаждении до комнатной температуры.

Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг

Диффузионный отжиг состоит в нагреве до температур, значительно превосходящих критические точки, и продолжительной выдержке; используется для литого материала, обеспечивает получение равновесной структуры. Диффузионный отжиг приводит к достижению более однородных свойств по объёму изделия и особенно улучшению механических свойств в поперечном (по отношению к прокатке) направлении. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах. При диффузионном отжиге идут следующие процессы:

  1. выравнивание химического состава до равновесного;
  2. растворение избыточных фаз;
  3. выделение фаз из пересыщенного твёрдого раствора — особый случай — гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;
  4. рост зерна;
  5. образование и рост пор.
Методы выполнения диффузионного отжига

При начале диффузионного отжига сначала растворяются самые легкоплавкие эвтектики (тройные, четверные), потом нагревают до двойной эвтектики, а затем нагревают под температуру метастабильного солидуса. Основная задача — сократить время обработки. Для этого нужно нагреть на возможно более высокую температуру. При этом материал не должен испытывать:

    — чрезмерного роста зерен, — окисления границ зёрен.
Высокотемпературный диффузионный отжиг

Нагревать до температуры между температурами метастабильного и стабильного солидуса, заранее обрекая материал на частичное расплавление. Если объём легкоплавких фаз менее 1 %, то эта жидкость позднее рассасывается и влияния на свойства не оказывает.

Читайте так же:
Как сделать деревянный ящик для инструментов

Температура нагрева зависит от температуры плавления Тн = 0,7—0,8 Тпл

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг — нагрев до температуры на 100—200 °C выше температуры рекристаллизации, выдержка и последующее охлаждение. Вследствие процесса рекристаллизации происходит снятие наклёпа, и свойства металла соответствуют равновесному состоянию.

Синеломкость

Синеломкость — снижение пластичности стали при одновременном повышении прочности, наблюдаемое при деформации в интервале температур, вызывающих синий цвет побежалости (200—300 °C) [2] .

Отжиг

Отжиг — вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определённой температуры, выдержке и последующем, обычно медленном, охлаждении. При отжиге осуществляются процессы возврата (отдыха металлов), рекристаллизации и гомогенизации. Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, улучшение структуры и достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений. [1]

По классификации А. А. Бочвара различают 2 вида отжига:

  1. Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации — применяется для приведения металла в более равновесное структурное состояние: снимается наклёп, понижается твёрдость, возрастают пластичность и ударная вязкость, снимаются внутренние напряжения (в связи с процессами отдыха и рекристаллизации).
  2. Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: сталь нагревается до температуры выше критических точек, затем следует выдержка различной продолжительности и последующее сравнительно медленное охлаждение.

Полный и неполный отжиг

  • Полный отжиг заключается в нагреве стали на 30–50 °C выше верхней критической точки для полного превращения структуры стали в аустенит и последующем медленном охлаждении до 500–600 °C для образования феррита и перлита. Скорость охлаждения для углеродистых сталей около 50–100 °C/ч. Если охлаждение ведётся на воздухе, происходит нормализация.
  • Неполный отжиг заключается в нагреве до температур между нижней и верхней критическими точками и последующем медленном охлаждении.

Изотермический отжиг

Для легированных сталей применяют изотермический отжиг, состоящий в нагреве выше верхней критической точки А3 область избыточного аустенита, выдержке, охлаждении до температуры ниже нижней критической точки А1, выдержке, достаточной для полного превращения аустенита в перлит, и охлаждении до комнатной температуры.

Читайте так же:
Как определить неисправный конденсатор на плате

Диффузионный (Гомогенизирующий) отжиг

Диффузионный отжиг состоит в нагреве до температур, значительно превосходящих критические точки, и продолжительной выдержке; используется для литого материала, обеспечивает получение равновесной структуры.. Диффузионный отжиг приводит к достижению более однородных свойств по объёму изделия и особенно улучшению механических свойств в поперечном (по отношению к прокатке) направлении. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах. При диффузионном отжиге идут следующие процессы:

  1. выравнивание химического состава до равновесного;
  2. растворение избыточных фаз;
  3. выделение фаз из пересыщенного твердого раствора — особый случай — гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;
  4. рост зерна;
  5. образование и рост пор.
Методы выполнения диффузионного отжига

При начале диффузионного отжига сначала растворяются самые легкоплавкие эвтектики (тройные, четверные), потом нагревают до двойной эвтектики, а затем нагревают под температуру метастабильного солидуса. Основная задача — сократить время обработки. Для этого нужно нагреть на возможно более высокую температуру. При этом материал не должен испытывать:

    — чрезмерного роста зерен, — окисления границ зёрен.
Высокотемпературный диффузионный отжиг

Нагревать до температуры между температурами метастабильного и стабильного солидуса, заранее обрекая материал на частичное расплавление. Если объем легкоплавких фаз менее 1 %, то эта жидкость позднее рассосется, и влияния на свойства не окажет.

Температура нагрева зависит от температуры плавления Тн = 0,7–0,8 Тпл

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг — нагрев до температуры на 100–200 °C выше температуры рекристаллизации ,выдержка и последующее охлаждение. Вследствие процесса рекристаллизации происходит снятие наклепа, и свойства металла соответствуют равновесному состоянию.

Синеломкость

Синеломкость — снижение пластичности стали при одновременном повышении прочности, наблюдаемое при деформации в интервале температур, вызывающих синий цвет побежалости (200–300 °C).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector