Термическая обработка металлов.
Термическая обработка металлов – процессы, включающие нагрев, выдержку и охлаждение, направленные на придание определенных свойств обрабатываем объектам.
Особенности термической обработки металлов:
Термическая обработка металлов пользуется широким спросом уже на протяжении нескольких лет. Это в частности объясняется тем, что с ее помощью можно наделить металлические изделия определенными контролируемыми свойствами, наличие которых, помимо прочего, может способствовать продлению срока службы изделий, предназначенных для работы в сложных условиях, включая механизмы, где происходит интенсивное трение между деталями.
Термическая обработка металлов может осуществляться по-разному, включая отжиг, закалку, отпуск, нормализацию и криогенную обработку. Каждый из видов обработки включает в себя определенные методы воздействия на материал (его структуру), влияние необходимых температур для нагрева и охлаждения, а также использование различных периодов времени, в течение которых осуществляется то или иное воздействие.
Готовые металлические изделия могут различаться между собой, кроме прочего, по прочности, твердости, хрупкости, пластичности и устойчивости к влияниям определенного рода. И в зависимости от планируемой сферы эксплуатации готового изделия, его материалу могут придаваться необходимые свойства за счет выбора подходящих способов обработки.
Виды термической обработки металлов:
Существует несколько видов термической обработки, включая следующие основные:
Отжиг. Такой вид термообработки основывается на нагреве материала до определенной температуры, а затем его охлаждении. При этом скорость охлаждения, как правило, явялется низкой. Он подразделяется на отжиг 1 и 2 рода. Может быть полным и неполным, изометрическим, диффузионным и рекристаллизационным. В целом за счет применения данного вида термической обработки возможно снизить твердость материала, улучшить его микроструктуру и снять внутренние напряжения;
Закалка. Данный вид термообработки включает в себя нагрев материала выше критической точки и его быстрое охлаждение путем погружения в определенную среду (обычно в воду или масло за счет их хорошей теплопроводности). Применение процесса закаливания приводит к тому, что материал сильнее твердеет, но приобретает большую хрупкость, а наряду с этим снижается его пластичность и вязкость. Для создания обратного эффекта используется отпуск материала, что отчасти может привести к понижению его твёрдости и прочности. Способы закалки: в одном охладителе; прерывистая в двух средах; струйчатая; ступенчатая; изотермическая; лазерная; индукционная;
Отпуск. Этот процесс характеризуется уменьшением хрупкости материала и повышением его пластичности при сохранении необходимого уровня прочности, что сопровождается его нагреванием при температурах от 150 до 650 °C. Выбор температуры может зависеть от того, какими механическими и эксплуатационными свойствами должны обладать готовые изделия. Таким образом, отпуск подразделяется на низкотемпературный, среднетемпературный и высокотемпературный;
Нормализация. Нормализационный отжиг объединяет в себе процессы, при которых происходит нагрев материала, его выдержка и последующее охлаждение. Основной целью производимых процессов является получение однородной структуры материала. При этом чаще всего нормализация используется для стали, чугуна и определенных сплавов. Такому виду термообработки стали присуще охлаждение изделия на воздухе. Сталь может быть подготовлена к закалке за счет нормализации;
Криогенная обработка. Такая термическая обработка изделий из металла происходит при чрезвычайно низких температурах. Для этого используется специальное оборудование — Криогенный процессор. При нахождении металлических объектов в нем происходит их медленное охлаждение, выдержка при влиянии температур, которые могут быть ниже −153°С., и постепенный нагрев до комнатной температуры. Изменения, которые протекают в металлической структуре объектов во время данной процедуры, способны повлиять на их стойкость к износу, коррозии и эрозии, а также увеличить циклическую прочность.