Разбираемся в видах термической обработки стали

Зачем нужна термическая обработка стали

Производственный процесс изготовления металлопроката включает несколько технологических этапов. Одним из решающих является термическая обработка (ТО), с помощью которой можно добиться изменения структуры металла и получить необходимый набор физико-механических свойств в готовом металлоизделии. Этого можно достичь проведением различных режимов нагрева и охлаждения с регулированием температуры и продолжительности термообработки стали в зависимости от назначения и требуемых свойств готовой заготовки.

Разновидности термообработки стали

Среди основных способов тепловой обработки металлов можно выделить следующие процессы:

• отжиг — заключается в нагреве и выдержке заготовок при определенной температуре и дальнейшем медленном охлаждении в печи, что позволяет получить равномерную структуру металла и улучшить его свойства;
• закалка стали — это процесс ее нагрева выше критической температуры, выдержки в этих условиях и последующего быстрого охлаждения;
• старение — изменение свойств материала с переходом из неравновесного в равновесное структурное состояние при вылёживании в условиях комнатной температуры или нагревания;
• отпуск — проводится после закалки или других видов термообработки с целью повышения либо уменьшения прочности и твёрдости материала.

Термическая обработка может быть, как промежуточной, так и заключительной операцией. В результате ее прокат приобретает необходимый комплекс свойств, соответствующий условиям его дальнейшей эксплуатации. Также можно выделить отжиг первого рода (ОПР), протекающий без фазовых превращений, и отжиг второго рода (ОВР), нацеленный на фазовые изменения.

Особенности методов термообработки

В результате термической обработки, в процессе которой происходят различные структурные изменения, металлические заготовки пребывают в стабильном либо метастабильном состоянии. Медленное охлаждение в печи приводит к равновесному состоянию, а быстрое охлаждение в воде, масле или других средах — к неравновесному состоянию структуры.

При отжиге первого рода никакого изменения фаз не происходит и достигается равновесное состояние благодаря устранению химической неоднородности, рекристаллизации и снятию внутренних напряжений. Данному процессу можно подвергать все металлы и сплавы.

Отжиг первого рода подразделяется на следующие виды:

• отжиг гомогенизационный либо диффузионный, осуществляемый при высоких температурах с довольно продолжительной выдержкой и протеканием диффузии, приводящей к уменьшению неоднородности, вызванной ликвацией элементов;
• рекристаллизационный отжиг, проводимый после холодной пластической деформации для снятия наклёпа без фазовых превращений и с достижением необходимой величины зерна за счёт протекаемой рекристаллизации;
• релаксационный отжиг, устраняющий остаточные напряжения без существенных изменений фазового структурного состояния.

Отжиг второго рода является, по сути, фазовой перекристаллизацией и осуществляется путём нагрева выше критических точек стали, выдержки и медленного охлаждения. В случае, когда после нагрева и выдержки остывание стали происходит на воздухе, отжиг называется нормализационным.

Закалка. При данной термообработке стали выдержка осуществляется при температурах выше фазовых превращений до их полного завершения. После дальнейшего быстрого охлаждения получается более прочная и твёрдая структура стали. Наибольшей твёрдостью обладает мартенситная структура. Прокаливаемость легированной стали выше, чем углеродистой.

Отпуск и старение — эти виды обработки закалённых сталей сопровождаются фазовыми превращениями, способствующими образованию равновесной структуры. Сталь, подверженная закалке с последующим отпуском или старением, обладает улучшенными прочностными и другими механическими и физическими свойствами. Нагрев при отпуске осуществляется до температур ниже критической точки А1 (727 °C).

Применение термической обработки сталей

Перечисленные выше виды термообработки применимы в следующих случаях:

• диффузионный отжиг — в основном на слитках легированных и ответственных сталей и их горячедеформированных заготовках с целью устранения дефектов, возникающих при кристаллизации литых металлов;
• рекристаллизационный отжиг — после холодной пластической деформации для снижения прочности и повышения пластичности;
• закалка — для упрочнения инструментальных и конструкционных сталей;
• отпуск — для закаленных сталей и сплавов, испытывающих полиморфные превращения в ходе закалки;
• старение — после закалки металлов без полиморфного превращения.

После любой деформации в заготовке образуются внутренние напряжения, которые устраняет отжиг, предназначенный для снятия остаточных напряжений. Согласно ГОСТ 33439-2015 при отпуске сталей с мартенситной структурой при температуре ниже 250 °C также происходит устранение внутренних напряжений.

Как заказать термическую обработку

НПК «ОборонМетХим», являясь крупным производственным объединением, занимается оптовыми поставками качественного металлопроката на отечественный рынок. Кроме того, в наших цехах профессионально выполняются дополнительные услуги, среди которых все виды термической и механической обработки стали и других металлов. В нашей компании всегда можно купить проволоку, ленту и другой прокат с термообработкой. Гарантированы качество и цена от производителя, а также доставка в любой регион России и страны СНГ. По всем вопросам обращайтесь к нам по телефону +7 (812) 209-13-95 или почте spb@oboronmet.ru.