+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Для чего применяется отжиг


Что такое отжиг? [7 видов процесса отжига]

Отжигом называется процесс нагрева металла или сплава до соответствующей температуры в течение определенного периода времени, а затем медленного охлаждения (как правило, с охлаждением печи) называется отжигом.

Суть отжига заключается в превращении перлита после нагрева стали в аустенит. После отжига структура стали близка к равновесной.

Но в чем цель отжига и какие типы отжига бывают? Давайте рассмотрим эти вопросы более подробно.

Цель отжига:

  1. Уменьшить твердость стали, улучшить пластичность, облегчить механическую обработку и обработку холодной деформацией;
  2. Химический состав и организация однородной стали, рафинирование зерна, для улучшения характеристик стали или для подготовки к закалке;
  3. Устранение внутреннего напряжения и технологическая закалка для предотвращения деформации и растрескивания.

Отжиг и нормализация в основном используются для подготовительной термической обработки.

Для деталей с низким напряжением и низкой производительностью в качестве окончательной термической обработки также можно использовать отжиг и нормализацию.

Классификация методов отжига:

В зависимости от температуры нагрева, обычно используемый метод отжига подразделяется на:

Отжиг с рекристаллизацией фазовых изменений выше критической температуры (Ac1 или Ac3):

  • Полный отжиг;
  • Диффузионный отжиг;
  • Неполный отжиг;
  • Сферификационный отжиг.

Отжиг ниже критической температуры (Ac1 или Ac3):

  • Рекристаллизационный отжиг;
  • Отжиг под напряжением.

7 типов процесса отжига:

Полный отжиг

Процесс:

Нагрев стали выше Ac3 20 ~ 30 ℃, сохранение тепла в течение некоторого времени после медленного охлаждения (вместе с печью), чтобы приблизиться к балансу процесса термообработки (полной аустенизации).

Общий отжиг в основном используется для доэвтектоидной стали (wc=0,3~0,6%), как правило, среднеуглеродистой стали и низко-, среднеуглеродистой легированной стали для литья, ковки и горячекатаных профилей, а также иногда используется в их сварных швах.

Низкоуглеродистая сталь имеет низкую твердость и плохо поддается механической обработке.

Когда гиперэвтектоидная сталь нагревается до аустенитного состояния выше Accm и медленно охлаждается отжигом, Fe3CII осаждается в сетке вдоль границы зерна, прочность, твердость, пластичность и вязкость стали значительно снижаются, что оставляет скрытую опасность для окончательной термической обработки.

Цель:

Получение мелкого зерна, однородной структуры, устранение внутреннего напряжения, снижение твердости и улучшение показателей обработки стали.

Структура после полного отжига гиперэвтектоидной стали - F+P.

Для того чтобы повысить производительность в реальном производстве, детали вынимаются из печи для воздушного охлаждения при отжиге до температуры около 500 ℃.

Изотермический отжиг

Полный отжиг занимает много времени, особенно если аустенитная сталь более стабильна.

Если аустенитную сталь охладить до температуры немного ниже, чем температура Ar1, то это A - P, а затем охладить до комнатной температуры, что может значительно сократить время отжига. Такой метод отжига называется изотермическим отжигом.

Процесс:

Нагрейте сталь до температуры, превышающей Ac3 (или Ac1). После соответствующего времени сохранения тепла ее можно охладить до определенной температуры в области перлита, после чего аустенитное тело изменится на перлит, а затем процесс термообработки охлаждается до комнатной температуры.

Цель:

То же самое, что и полный отжиг, изменение легче контролировать.

Подходит для стали с более стабильным A: высокоуглеродистая сталь (wc> 0,6%), легированная инструментальная сталь, высоколегированная сталь (> 10% легирующих элементов).

Изотермический отжиг также полезен для достижения равномерной организации и производительности.

Однако он не подходит для стальных деталей большого сечения и крупносерийных печей, поскольку при изотермическом отжиге нелегко достичь изотермической температуры внутренней или серийной заготовки.

Неполный отжиг

Процесс:

Нагрев стали до температуры Ac1~Ac3 или Ac1~Accm. Процесс термообработки достигается путем медленного охлаждения после термоизоляции.

В основном данный метод используется для получения сферических перлитных структур для гиперэвтектической стали с целью устранения внутреннего напряжения, снижения твердости и улучшения обрабатываемости.

Сферификационный отжиг является разновидностью неполного отжига.

Сферификационный отжиг

Процесс термической обработки для сферификации карбида в стали с получением гранулированного перлита.

Процесс:

Нагрев до температуры, которая на 20 ~ 30 ℃ выше, чем Ac1, время выдержки не должно быть слишком долгим, обычно 2 ~ 4 часа. Обычно методом печного охлаждения, или изотермически  около 20 ℃ ниже Ar1 в течение длительного времени.

В основном используется для эвтектоидной стали и гиперэвтектоидной стали, такой как углеродистая инструментальная сталь, легированная инструментальная сталь, подшипниковая сталь и т.д.

После прокатки и ковки гиперэвтектоидной стали, охлажденная воздухом структура представляет собой пластинчатый перлит и ретикулярный цементит. Такая структура твердая и хрупкая, ее не только трудно резать, но и легко деформировать и растрескивать в процессе последующей закалки.

При сферификационном отжиге получают глобулярный перлит. В глобулярном перлите науглероженное тело выглядит как сферическая частица, а дисперсия распределяется по ферритовой матрице. Сферический перлит имеет не только низкую твердость, но и удобен для механической обработки.

Кроме того, зерно аустенита нелегко сделать крупным при нагреве, а склонность к деформации и растрескиванию мала при охлаждении.

Если в эвтектической стали имеется сетчатый цементит, необходимо устранить процесс нормализации перед сферификационом отжиге.

Цель:

Снизить твердость, получить однородную структуру, улучшить обрабатываемость для подготовки к закалке.

Существует много методов сферификационного отжига, в основном они включают:

A) Один процесс сферификационного отжига:

Нагрейте сталь до Ac1 более 20 ~ 30 ℃, сохранейте тепло в течение соответствующего времени, с медленным охлаждением печи. Требуется, чтобы исходная структура была мелкослоистым перлитом и не существовало сети науглероживания.

B) Изотермический сферификационный отжиг:

После теплоизоляции стали, вместе с печью охлаждается до температуры немного ниже Ar1 изотермический (обычно в Ar1 ниже 10 ~ 30 ℃).

После изотермического отжига с медленным охлаждением печи до около 500 ℃ затем вынуть сталь для воздушного охлаждения.

Он имеет преимущества короткого периода, равномерной сфероидизации и легкого контроля качества.

C) Процесс возвратно-поступательного сферического отжига.

Диффузионный отжиг (равномерный отжиг)

Процесс:

Нагрейте слиток, отливку или ковочную заготовку до температуры, которая немного ниже линии твердой фазы, в течение длительного времени, затем медленно охладите, чтобы устранить неоднородность химического состава.

Цель:

Для устранения дендритной сегрегации и региональной сегрегации в процессе затвердевания, для гомогенизации состава.

Температура диффузионного отжига очень высокая, обычно на 100 ~ 200 ℃ выше Ac3 или Accm, температура бетона зависит от степени сегрегации и марки стали.

Время сохранения тепла обычно составляет 10~15 часов.

После диффузионного отжига для доработки структуры необходим полный отжиг и нормализация.

Он применяется для некоторых высококачественных легированных сталей и сегрегации серьезных отливок и слитков из легированной стали.

Отжиг для снятия напряжения

Процесс:

Нагрев стали до определенной температуры ниже Ac1 (обычно 500 ~ 650 ℃), изоляция, а затем охлаждение с помощью печи. Температура отжига под напряжением ниже, чем у A1, поэтому отжиг под напряжением не вызывает структурных изменений.

Цель:

Устранение остаточного внутреннего напряжения.

Рекристаллизационный отжиг

Рекристаллизационный отжиг также известен как промежуточный отжиг.

Он заключается в нагреве холодной деформированной стали до температуры рекристаллизации и поддержания соответствующего времени, чтобы зерна деформации могли быть изменены в однородные и равные осевые зерна для устранения закалки и остаточного напряжения.

Для возникновения рекристаллизации необходимо сначала провести определенную холодную пластическую деформацию, а затем нагреть сталь до температуры выше определенной.

Минимальная температура для рекристаллизации называется самой низкой температурой рекристаллизации.

Самая низкая температура рекристаллизации общих металлических материалов составляет:

T рекристаллизации = 0,4T расплава.

Температура нагрева рекристаллизационного отжига должна быть выше самой низкой температуры рекристаллизации на 100 ~ 200 ℃ (минимальная температура рекристаллизации стали составляет около 450 ℃).

Медленное охлаждение после надлежащего сохранения тепла.

Как выбрать метод отжига

Выбор метода отжига обычно осуществляется по следующим принципам:

  1. Для различных сталей гипоэвтектоидной структуры обычно выбирают полный отжиг. Чтобы сократить время отжига, можно использовать изотермический отжиг.
  2. Сферификационный отжиг обычно используется в гиперэвтектоидной стали. Когда запрос не высок, отжиг можно не проводить. Инструментальная сталь, подшипниковая сталь часто подвергается сферификационному отжигу; Прессованные и штампованные детали из низкоуглеродистой или среднеуглеродистой стали иногда подвергаются сферификационному отжигу;
  3. Для устранения технологического упрочнения может использоваться рекристаллизационный отжиг;
  4. Для устранения внутреннего напряжения, вызванного различными видами обработки, может быть использован отжиг под напряжением;
  5. Для того чтобы улучшить неоднородность структуры и химического состава высококачественной легированной стали, часто используется диффузионный отжиг.

Отжиг стали - температура нагрева, свойства стали после термической обработки

Отжиг стали – процесс термообработки стали, при котором происходит температурный нагрев для получения определенных свойств изделия – снижение твердости, получение однородной структуры для проведения механической обработки, снятие внутреннего напряжения стали.

Отжиг – одна из основных операций термообработки, предназначенная для получения определенных свойств стали. Она может служить промежуточным этапом или выполнять функции окончательного технологического процесса. Цели, достигаемые с помощью различных видов отжига: снизить твердость, получить однородную структуру, удобную для последующих операций мехобработки, снять внутренние напряжения. В зависимости от температуры нагрева, времени и условий выдержки различают два основных типа отжига –I иII рода, которые, в свою очередь, подразделяются на подвиды.

Отжиг сталей первого рода – назначение, виды, температуры нагрева

В зависимости от температур нагрева и начального состояния сплава при различных видах отжига I рода протекают процессы гомогенизации, рекристаллизации, устранения остаточных напряжений, уменьшения твердости. Все эти процессы проходят в случаях нагрева сплавов и выше, и ниже температур, при которых осуществляются фазовые трансформации. Основные цели, достигаемые с помощью этого вида термической обработки, – ликвидация химической и физической неоднородности, возникающей после сварки, резки, обработки давлением, закалки.

Гомогенизационный (диффузионный) отжиг

Этот вид термообработки применяется для слитков из легированных марок. Он позволяет снизить дендритную или внутрикристаллитную неоднородность, повышающую склонность металла при обработке давлением к негативным явлениям, среди которых:

  • хрупкий излом;
  • неравномерность свойств в различных направлениях;
  • слоистый излом;
  • трещинообразование;
  • снижение пластичности и вязкости.

Режим диффузионного процесса:

  • нагрев до высоких температур (до +1200°C), при которых характеристики структуры сплава выравниваются по всем направлениям;
  • выдержка – 15-20 часов;
  • быстрое охлаждение заготовки до 800-820°C, а затем более медленное на воздухе.

В результате гомогенизационного термического процесса получают крупное зерно, которое измельчают дальнейшей обработкой давлением или термической обработкой.

Рекристаллизационный отжиг стали

Этот вид термообработки используется для стальных заготовок или полуфабрикатов после холодного деформирования или между такими операциями. Он заключается в нагреве до температур, превышающих температуры рекристаллизационных процессов, выдержке и охлаждении. Температура операции определяется содержанием углерода в сплаве:

  • 0,08-0,2% C–+680…700°C. Такие стали подвергают штамповке, прокатке, волочению.
  • Высокоуглеродистая легированная сталь – +680…740°C. Обычно это калиброванные прутки из хромсодержащих безникелевых и хромоникелевых марок. Выдержка – 0,5-1,5 ч.

Для снятия напряжений

Этот вид термообработки применяют для отливок, сварных изделий, заготовок после резки, в которых появляются остаточные напряжения в результате неоднородного охлаждения и пластических деформаций. Остаточные напряжения провоцируют целый ряд негативных последствий, среди которых – изменение размерных параметров и деформационные процессы во время хранения, транспортировки и эксплуатации изделий.

Операция для снятия напряжений осуществляется в следующих температурных интервалах:

  • Ходовые винты, зубчатые колеса, червяки: +570-600°C, выдержка 2-3 часа после основной механообработки, +160…+180°C, выдержка 2-2,5 часа после финишных мероприятий, проводимых для снятия напряжений после шлифовки.
  • Обработка для снятия сварных напряжений: +650-700°C.

Остаточные напряжения снижаются и при рекристаллизационном отжиге, при котором осуществляются фазовые трансформации.

Отжиг II рода – процессы с фазовой перекристаллизацией

Отжиг II рода осуществляется только при температурах, лежащих выше порога начала фазовых трансформаций. Разновидности – полный, изотермический, неполный.

Полный

Полный отжиг заключается в нагреве выше критической температуры А3 (окончания перекристаллизации), выдержке до полного завершения фазовых трансформаций и медленном охлаждении. При нагреве до температур, превышающих на 30-50°Cточку А3, сталь после полного отжига приобретает однофазную аустенитную структуру с измельченным зерном, обеспечивающую повышенную вязкость и пластичность. При более высоких температурах аустенитное зерно увеличивается в размере, что снижает характеристики полуфабриката.

Температура нагрева и время выдержки в высокотемпературных условиях определяются типом заготовок, способом их укладки в печь, высотой садки. Для защиты стали от окисления и обезуглероживания отжиг проводится в защитных атмосферах.

Скорость охлаждения определяется химсоставом стали. Чем большую устойчивость переохлажденного перлита проявляет металл, тем медленнее его необходимо охлаждать. Поэтому углеродистые стали охлаждают со скоростью 100-150 градусов в час, а легированные стали значительно медленнее – со скоростью 40-60 градусов в час. После распада аустенита в ферритной области охлаждение может быть более интенсивным. Его можно реализовать даже на воздухе. Если цель этого вида т/о – снятие напряжений в деталях сложной конфигурации, то медленное охлаждение в печи осуществляют до достижения нормальных температур.

Полный отжиг обычно применяется для сортового проката, фасонных отливок, поковок из среднеуглеродистых сталей.

Изотермический отжиг

При этом виде термообработки нагрев осуществляется, как и для полного отжига. Отличие процесса – быстрое охлаждение до температур, расположенных ниже критической точки А1, обычно – это +660…680°C. При температуре, до которой сталь была быстро охлаждена, осуществляется изотермическая выдержка – до 6 часов, во время которой происходит полный распад аустенитной структуры. На следующем этапе полуфабрикаты охлаждаются на воздухе.

Плюс изотермического процесса по сравнению с полным – сокращение периода операции. Особенно это актуально для легированных марок. Еще одно преимущество – получение максимально однородной структуры по всему сечению заготовки. Заготовки, которые планируется обрабатывать резанием, отжигают при температурах 930-950°C, обеспечивающих небольшое укрупнение зерна и улучшение обработки режущим инструментом.

Чаще всего изотермическому отжигу подвергают: поковки и сортовой прокат небольших размеров, изготовленный из легированных марок. Для больших садок (от 20 т) изотермический отжиг не применяют, поскольку на отдельных участках садки превращения осуществляются при разных температурных условиях.

Для пружинной среднеуглеродистой стали с содержанием углерода 0,6-0,9% C применяют специализированную изотермическую обработку, называемую патентированием. Этот процесс служит для подготовки проволоки к многостадийному обжатию во время холодного волочения.

Первый этап – нагрев заготовок до температур, при которых осуществляется полная аустенизация структуры (примерно +900°C),второй – погружение в соли с температурами в интервале+450…+600°C.

Образовавшиеся после такой обработки структуры сорбита или тонкопластинчатого троостита обеспечивает:

  • возможность значительных обжатий при протяжке;
  • отсутствие обрывов при холодных деформациях;
  • высокую прочность после финишного волочения.

Неполный отжиг

При неполном отжиге металлоизделия нагревают немного выше критической температуры А1.Этот вид термообработки улучшает обработку резанием полуфабрикатов из заэвтектоидных (с содержанием углерода более 0,8%)легированных и углеродистых сталей.

Этапы неполного отжига в заэвтектоидных сталях:

  • Нагрев до температур выше точки А1на 10-30°C (обычно +750…770°C). Обеспечивает практически полную рекристаллизацию структуры. Во время этого процесса пластинчатый феррит приобретает сфероидальную форму. Поэтому такую операцию часто называют сфероидизацией.
  • Охлаждение до 600°C со скоростью до 60°C/час. Чем больше легирующих добавок в стали, тем медленнее должно быть охлаждение.
  • Остывание на воздухе от +600°C до нормальной температуры.

Нормализационный отжиг

Нормализация (нормализационный отжиг) считается промежуточным процессом между закалкой и отжигом, поскольку позволяет получать меньшую хрупкость металла, чем при закалке, и большую твердость, чем при других разновидностях отжига. Поэтому нормализация – процесс, широко распространенный для изготовления деталей машиностроения.

Нормализацию часто выполняют с прокатного нагрева. Температуры нагрева:

  • доэвтектоидные стали – до температур, превышающих А3 на 40-50°C;
  • заэвтектоидные стали – на 40-50°C выше точки Аm.

Далее осуществляют непродолжительную выдержку, во время которой завершаются фазовые превращения, охлаждение – на воздухе.

Нормализация сопровождается полной перекристаллизацией, измельчением структуры, образовавшейся после литья, ковки, прокатки, штамповки. Для низкоуглеродистых сталей нормализация востребована вместо отжига с целью получения повышенной твердости, улучшения производительности при обработке резанием, качества поверхности. Для некоторых легированных марок нормализация с охлаждением на воздухе заменяет процесс закалки. Нагрев для нормализации сортового горячекатаного проката часто осуществляется токами высокой частоты.

Отжиг на зернистый перлит

Для получения структуры зернистого перлита осуществляется маятниковый отжиг, после которого эвтектоидные и заэвтектоидные стали обеспечивают хорошую обрабатываемость резанием, повышается cкорость процесса резания и улучшается качество поверхности. Этот вид т/о подходит для тонких листов перед холодной штамповкой и прутков перед холодным волочением. Результат – улучшение пластических свойств.

Режим маятникового отжига состоит из нескольких циклов нагрева выше критической точки А3 с медленным охлаждением до +670…+700°C. Три таких цикла позволяют получить структуру со 100% зернистого перлита. Финальное охлаждение – на воздухе.

Другие статьи: 

Закалка стали
Отпуск стали
Состав и свойства стали

Что такое отжиг? Полное руководство по процессу

Отжиг — это процесс термической обработки, который изменяет физические, а иногда и химические свойства материала для повышения пластичности и снижения твердости, чтобы сделать его более пригодным для обработки.

Процесс отжига требует, чтобы материал был выше температуры рекристаллизации в течение заданного периода времени перед охлаждением. Скорость охлаждения зависит от типов отжигаемых металлов. Например, черные металлы, такие как сталь, обычно оставляют охлаждаться до комнатной температуры на неподвижном воздухе, тогда как медь, серебро и латунь можно либо медленно охлаждать на воздухе, либо быстро закаливать в воде.

В процессе нагрева атомы в кристаллической решетке мигрируют, количество дислокаций уменьшается, что приводит к изменению пластичности и твердости. Термообработанный материал рекристаллизуется при охлаждении. Размер кристаллического зерна и фазовый состав зависят от скоростей нагрева и охлаждения, которые, в свою очередь, определяют свойства материала.

Горячая или холодная обработка кусков металла после отжига еще раз изменяет структуру материала, поэтому для достижения желаемых свойств может потребоваться дополнительная термическая обработка.

Однако при знании состава материала и фазовой диаграммы термическая обработка может размягчить металлы и подготовить их к дальнейшей обработке, такой как формование, штамповка и штамповка, а также предотвратить хрупкое разрушение.

Печь для отжига работает, нагревая материал выше температуры рекристаллизации, а затем охлаждая материал после того, как он выдержан при желаемой температуре в течение подходящего периода времени. Материал рекристаллизуется по мере охлаждения после того, как процесс нагрева вызвал движение атомов для перераспределения и устранения дислокаций в заготовке.

Отжиг в три этапа – этап восстановления, этап рекристаллизации и этап роста зерна. Они работают следующим образом:

1. Стадия восстановления

На этой стадии используется печь или другое нагревательное устройство для повышения температуры материала до уровня, при котором внутренние напряжения снимаются.

2. Стадия рекристаллизации

Нагрев материала выше температуры его рекристаллизации, но ниже его точки плавления вызывает образование новых зерен без каких-либо остаточных напряжений.

3. Стадия роста зерна

Охлаждение материала с определенной скоростью приводит к развитию новых зерен. После чего материал станет более работоспособным. Последующие операции по изменению механических свойств могут быть выполнены после отжига.

Отжиг используется для устранения последствий деформационного упрочнения, которое может произойти во время таких процессов, как гибка, холодное формование или волочение. Если материал станет слишком твердым, это может сделать работу невозможной или привести к растрескиванию.

При нагревании материала выше температуры рекристаллизации он становится более пластичным и, следовательно, снова готов к обработке. Отжиг также снимает напряжения, которые могут возникнуть при затвердевании сварных швов. Горячекатаную сталь также формуют и формуют путем ее нагрева выше температуры рекристаллизации. Хотя отжиг стали и легированной стали является обычным явлением, этот процесс также может принести пользу другим металлам, таким как алюминий, латунь и медь.

Производители металлов используют отжиг для создания сложных деталей, сохраняя работоспособность материала, возвращая его в исходное состояние. Этот процесс важен для поддержания пластичности и снижения твердости после холодной обработки. Кроме того, некоторые металлы отжигают для увеличения их электропроводности.

Отжиг может проводиться со сплавами, при этом частичный или полный отжиг являются единственными методами, используемыми для нетермообрабатываемых сплавов. Исключение составляют сплавы серии 5000, которые можно подвергать низкотемпературной стабилизации.

Сплавы отжигают при температуре от 300 до 410°С, в зависимости от сплава, со временем нагрева от 0,5 до 3 часов, в зависимости от размера заготовки и типа сплава. Сплавы необходимо охлаждать со скоростью не более 20°С в час, пока температура не упадет до 29°С.0°С, после чего скорость охлаждения не имеет значения.

Основные преимущества отжига заключаются в том, как этот процесс улучшает обрабатываемость материала, повышает ударную вязкость, снижает твердость и повышает пластичность и обрабатываемость металла.

Процесс нагрева и охлаждения также снижает хрупкость металлов, улучшая их магнитные свойства и электропроводность.

Основным недостатком отжига является то, что он может занимать много времени, в зависимости от того, какие материалы отжигаются. Для достаточного охлаждения материалов, требующих высоких температур, может потребоваться много времени, особенно если они оставляются для естественного охлаждения в печи для отжига.

Отжиг используется в различных отраслях промышленности, где металлы необходимо обрабатывать в сложные структуры или обрабатывать несколько раз.

Отжиг насчитывает сотни лет, о чем свидетельствует само слово, происходящее от среднеанглийского «anelen», что означает поджигать или разжигать, а также выпекать и закалять.

На среднеанглийском языке говорили и писали в Англии с 1150 по 1500 год, и он является потомком древнеанглийского. пластины bras pannes или cawdruns и anele кромки в þe fire rede hoot ' («Возьмите пластины медных сковородок или котлов и обожгите их в огне, раскаленном докрасна»).

Хотя мы точно не знаем, кто открыл отжиг, этимология показывает, что он применялся на практике по крайней мере 900 лет назад.

Краткое руководство по отжигу: что такое отожженный металл?

Отжиг – это особый процесс термической обработки, который изменяет свойства металла. Хотя существует множество различных видов термической обработки, отжиг популярен, поскольку он увеличивает пластичность и снижает твердость. В этом посте мы расскажем все, что вам нужно знать о процессе отжига.

Позвольте нам удовлетворить ваши потребности в термообработке

Kloeckner работает с рядом партнеров по термообработке стали, чтобы предоставить нашим клиентам качественные детали, соответствующие их спецификациям. Мы предлагаем термообработанные изделия «под ключ» из нашего общенационального запаса толстолистового, пруткового и листового проката.

Запросить цену

Что такое процесс отжига?

Отжиг — это процесс термической обработки, широко распространенный в производстве, поскольку он улучшает физические, а иногда и химические свойства металла, делая его более прочным и более пригодным для обработки. При нагреве во время специфического процесса отжига атомы мигрируют в своей кристаллической решетке, и число атомных дислокаций уменьшается, что приводит к изменению как пластичности, так и твердости. При охлаждении материал снова кристаллизуется.

Для многих сплавов, в том числе для наиболее распространенной в производстве углеродистой стали, свойства металла определяются размером кристаллических зерен и фазовым составом. Оба изменяются при нагревании и охлаждении. Зная состав кристаллических зерен и фазовую диаграмму, отжиг как термообработку можно использовать для превращения металла из твердого в мягкое, из хрупкого в пластичное. В результате металл будет более податливым, что является очевидным преимуществом в производстве.

В чем преимущество отжига?

Как уже говорилось, отжиг используется для того, чтобы сделать металл более пластичным и менее хрупким. Вот три основных преимущества отжига:

  • Отжиг делает металлы более пластичными. Когда металл прочнее и пластичнее, это дает производителям больше свободы действий в процессе изготовления. Меньше риск разрушения материала при изгибе или сжатии.
  • Отжиг также может улучшить обрабатываемость металла и увеличить срок службы инструментов. Твердые, хрупкие металлы могут вызвать износ магазинных инструментов. Отжиг металлов снижает износ и вероятность повреждения инструментов.
  • Отжиг снимает так называемое остаточное напряжение. Остаточное напряжение — это то, что остается в металле после устранения первоначальной причины напряжения. Например, остаточное напряжение от профилирования может привести к разрыву конструкции при резке ленточной пилой. Остаточное напряжение может усложнить будущие процессы, и отжиг — отличный способ его снять.

Какие металлы обычно отжигают?

Чаще всего в обрабатывающей промышленности отжигают многие виды стали и чугуна. Существуют также определенные типы алюминия, меди и латуни, которые можно отжигать. В то время как сталь обычно охлаждают до комнатной температуры в неподвижном воздухе, медь и латунь также можно закаливать в воде.

Какие этапы процесса отжига

Процесс отжига состоит из трех основных этапов:

  1. Восстановление
  2. Перекристаллизация
  3. Рост зерна

Восстановление

Металл состоит из решетки кристаллических структур, известных как зерна. Иногда сама структура зерен вызывает напряжение в металле. Во время первой фазы процесса отжига, называемой восстановлением, печь или другой тип источника тепла используется для повышения температуры материала до точки, при которой снимаются внутренние напряжения.

Рекристаллизация

Во время рекристаллизации дальнейшее нагревание повышает температуру металла почти до точки плавления, достаточно высокой, чтобы атомы рекристаллизовались, и достаточно низкой, чтобы металл не плавился.

Рост зерен

Во время стадии роста зерен новые кристаллические зерна становятся полностью развитыми по мере того, как металл охлаждается и не испытывает первоначального напряжения металла. Окончательный состав, включая пластичность и твердость, определяется скоростью охлаждения. После отжига металла может выполняться окончательная обработка, такая как формовка, штамповка или формовка.

Когда чаще всего используются отожженные металлы?

Чаще всего вы найдете это в:

  • Листовые металлы, такие как холоднокатаный стальной лист и оцинкованный стальной лист, отжигаются, потому что процесс холодной прокатки создает слишком большую твердость для дальнейшей обработки. Отжиг восстанавливает их пластичность и формуемость, что позволяет производить дальнейшую гибку, штамповку, формовку/растяжение или резку без растрескивания или потери стабильности размеров.
  • Холоднокатаный пруток и металлическая проволока часто подвергаются отжигу, потому что процесс их протягивания через фильеру вызывает напряжения в их зернах. Это увеличение прочности и хрупкости металла называется деформационным упрочнением. Отжиг устраняет это напряжение рабочего упрочнения, что может облегчить дополнительные этапы волочения или обеспечить определенные механические свойства готовой стали. Обычно указанные полутвердые и полностью мягкие условия являются результатом контроля конечных механических свойств в процессе отжига.
  • Алюминий
  • обычно отжигают, чтобы обеспечить экстремальные операции формовки и волочения, которые в противном случае могли бы вызвать растрескивание или разрыв металла. Детали глубокой вытяжки часто обозначаются как полностью отожженные, отпущенные или абсолютно мягкие изделия.
  • Отжиг также используется для придания материалам большей однородности, если сварка привела к остаточным напряжениям в зоне термического влияния.

Чем отжиг отличается от нормализации?

В отличие от отжига нормализация представляет собой процесс повышения твердости. Чтобы нормализовать металл, вы повышаете температуру материала выше аустенитного диапазона, а затем охлаждаете его на воздухе при комнатной температуре. Аустенизация означает нагрев металла до температуры, при которой его кристаллическая структура меняется с ферритной на аустенитную. Если вы ищете более мягкий и пластичный металл, выберите отжиг. Если вы ищете более твердый и менее пластичный металл, выберите нормализацию. В любом случае, обе термообработки приводят к получению металлов с меньшим напряжением и большей обрабатываемостью.

Компания Kloeckner сотрудничает с рядом партнеров, занимающихся термообработкой стали, чтобы обеспечить наших клиентов качественными деталями, соответствующими их спецификациям. Мы предлагаем термообработанные изделия «под ключ» из нашего общенационального запаса толстолистового, пруткового и листового проката. Пожалуйста, свяжитесь с Kloeckner Louisville или позвоните по телефону (678) 259-8800, чтобы узнать о ваших потребностях в термообработке.

Позвольте нам удовлетворить ваши потребности в термообработке

Kloeckner работает с рядом партнеров по термообработке стали, чтобы предоставить нашим клиентам качественные детали, соответствующие их спецификациям. Мы предлагаем термообработанные изделия «под ключ» из нашего общенационального запаса толстолистового, пруткового и листового проката.


Learn more