Семь процессов отжига с пояснениями

Процессов отжига — важный метод термической обработки металлов, который используется для изменения микроструктуры металлических материалов с помощью процессов нагрева и охлаждения, что позволяет улучшить их механические свойства. В этой статье мы расскажем о принципе процессов отжига, назначении, классификации и его применении в различных областях промышленности.

1. Принцип процессов отжига

Основной принцип отжига заключается в нагревании металла до определенной температуры, выдерживании ее в течение определенного времени, а затем медленном охлаждении. Этот процесс может привести к перестройке внутренней кристаллической структуры металла, устранению внутренних напряжений, измельчению зерна, что позволяет повысить пластичность, вязкость и режущие свойства металла.

2. Цель и роль процессов отжига

(1) Снижение твердости и прочности:

Благодаря отжигу можно уменьшить твердость и прочность металлического материала, улучшить его пластичность, чтобы облегчить последующую обработку резанием и холодной деформацией.

(2) Устранение или уменьшение остаточного напряжения:

В процессе литья, ковки, прокатки и сварки металлических материалов могут возникать остаточные напряжения. Процессов отжига может эффективно устранить или уменьшить эти напряжения, стабилизировать размер, уменьшить деформацию и склонность к растрескиванию.

(3) Уточнение зерна, регулировка организации:

В процессе отжига зерно металлического материала может быть измельчено, а его организация может быть отрегулирована, что позволяет устранить дефекты организации и улучшить механические свойства материала.

(4) Равномерная организация и состав материала:

Благодаря отжигу можно выровнять организацию и состав металлического материала и подготовить его к последующей термической обработке (например, закалке и отпуску).

(5) Улучшение свойств материала:

Конечной целью отжига является улучшение характеристик материала, чтобы он отвечал конкретным требованиям использования, например, повышение вязкости, снижение хрупкости.

3. Классификация процессов отжига

В соответствии с различными температурами нагрева и методами охлаждения, процессов отжига можно разделить на следующие категории:

Слева: диапазон температур нагрева. Справа: технологическая кривая;

(1) полный отжиг:

Субэвтектическая сталь нагревается до Ac3 выше 20 ~ 30 ℃, время удержания после периода медленного охлаждения, чтобы получить близко к равновесной организации процесса термообработки. Применяется для среднеуглеродистой стали и низко- и среднеуглеродистой легированной стали отливок, поковок и горячекатаных профилей, а иногда также используется для сварных деталей.

(2) Изотермический отжиг:

Сталь нагревается до температуры выше, чем Ac3 (или Ac1), после выдержки в течение соответствующего периода времени, ускоренного охлаждения до определенной температуры в перлитной области, и изотермического поддержания, так что аустенит превращается в перлит, а затем охлаждается воздухом до комнатной температуры процесса термообработки. Применяется для высокоуглеродистой стали, легированной инструментальной стали, высоколегированной стали.

(3) Неполный отжиг:

Сталь нагревается до Ac1Ac3 (субэвтектическая сталь) или Ac1Accm (сверхэвтектическая сталь), медленно охлаждается до получения почти равновесной организации процесса термообработки. Подходит для сверхэвтектической стали, чтобы получить сферическую перлитную организацию для устранения внутренних напряжений, снижения твердости и улучшения обрабатываемости.

(4) Сфероидальный отжиг:

Делает сталь карбида сфероидальной, процесс термообработки для получения зерна перлита. Применяется для эвтектической и заэвтектической стали, такой как углеродистая инструментальная сталь, легированная инструментальная сталь, подшипниковая сталь.

(5) Диффузионный отжиг (гомогенизирующий отжиг):

Слиток, отливка или кованая заготовка нагревается до температуры чуть ниже твердофазной линии при длительной изоляции, а затем медленно охлаждается для устранения химического состава неравномерного явления процесса термообработки. Применяется для некоторых высококачественных легированных сталей и более серьезной сегрегации отливок и слитков из легированной стали.

(6) Отжиг для снятия напряжения:

Нагрев стальных деталей до температуры ниже Ac1 (обычно 500 ~ 650 ℃), изоляция, а затем охлаждается с печью. Подходит для снятия внутренних напряжений в стальных отливках и сварных изделиях.

(7) Рекристаллизационный отжиг:

Метод отжига, применяемый к металлам и сплавам, обработанным холодной деформацией. Цель — превращение внутренней структуры металла в мелкие равноосные зерна, устранение деформационного упрочнения, восстановление пластичности и деформационной способности металла или сплава.

Резюме:

Эти процессов отжига имеют свои особенности, применимы к различным металлическим материалам и условиям работы, выбор подходящего процесса отжига необходим для улучшения характеристик металлических материалов и продления срока их службы.

4. Применение процессов отжига

(1) Машиностроительная промышленность:

В машиностроении отжиг обычно используется в качестве подготовительного процесса термообработки для улучшения режущих и обрабатывающих свойств заготовки и снижения склонности к деформации и растрескиванию при последующей обработке.

(2) Обработка инструментальной стали:

Сфероидальный отжиг обычно требуется для инструментальной стали перед закалкой для снижения твердости, улучшения свойств резания и обработки и подготовки к последующей обработке закалкой.

(3) Обработка сварных швов:

Сварные детали будут создавать большие внутренние напряжения после сварки, отжиг для снятия напряжения может эффективно устранить эти внутренние напряжения, улучшить стабильность размеров и срок службы сварных деталей.

(4) Обработка отливок и поковок:

Отливки и поковки в процессе формовки будут производить неровности ткани и остаточное напряжение, через полный отжиг или диффузионный отжиг может улучшить эти дефекты, улучшить общую производительность заготовки.

5. почему отливки необходимо обрабатывать процессов отжига?

(1) Устранение внутреннего напряжения:

Отливки в процессе литья, из-за неравномерного охлаждения и фазовых переходов и других причин, будут создавать внутренние напряжения. Эти внутренние напряжения могут привести к деформации или растрескиванию при последующей обработке или использовании отливок. Благодаря обработке отжигом можно устранить или уменьшить эти внутренние напряжения, улучшить стабильность размеров отливок и уменьшить склонность к деформации.

(2) Улучшение обрабатываемости:

Отливки после отжига, твердость будет уменьшена, пластичность увеличена, таким образом, улучшая обрабатываемость, что делает последующую обработку легче.

(3) Уточнение зерна:

Процессов отжига может уточнить зерно отливки и улучшить организацию, тем самым улучшая механические свойства отливки, такие как прочность и вязкость.

(4) Стабилизация размеров:

Процесс отжига позволяет стабилизировать размеры отливки, уменьшить изменение размеров, вызванное внутренним напряжением, что особенно важно для точного литья.

(5) Подготовка к окончательной термообработке:

Отжиг также может быть для литья окончательной термической обработки (например, закалки, отпуска), чтобы сделать хорошую организационную подготовку, чтобы гарантировать, что литье получить необходимые окончательные характеристики.

6.Заключение

Процессов отжига, как важный способ термической обработки металла, имеет широкий спектр применения в промышленном производстве. Благодаря разумному выбору параметров процессов отжига, он может эффективно улучшить механические свойства металлических материалов, повысить срок службы и надежность заготовок.