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.

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

Рис. 8. Отжиг II рода

Изотермический отжиг стали является разновидностью полного отжига