Виды термической обработки металлов
От вида термической обработки металла зависят его дальнейшие свойства. Причем большинство сплавов подвергается целому ряду процессов. Так какие технологии предлагает нам промышленность?
При производстве сплавов большое внимание уделяется их составу и структуре. Термическая обработка является основным способом, позволяющим изменять эти параметры металлов. Различные ее виды применяются для производства высококачественных сталей, сплавов из редкоземельных металлов, а также сплавов с заданными характеристиками.
Собственно термическая обработка – это совокупность операций нагрева, выдержки охлаждения, происходящих в определенной последовательности при различных режимах. Этот процесс нужен для изменения внутреннего строения металла и, в результате, получения сплава с необходимыми функциями. Основные виды термической обработки – это отжиг, закалка и отпуск.
Отжиг – это нагрев металла или сплава до определенной температуры, выдержке и последующем медленном охлаждении. Цель этой процедуры – снятие внутренних напряжений, снижение твердости, улучшение структуры и повышение однородности материала. Все это необходимо для упрощения его дальнейшей обработки. Во время отжига происходят процессы отдыха (или возврата) металла, рекристализации и гомогенизации.
Для получения заданных свойств сплава используют один из четырех основных видов отжига: изотермический, диффузионный, рекристалический и гомогенизационный. Также отжиг может быть полным или нет в зависимости от температуры нагрева сплава. Кстати, для нагрева металла, как правило, используют специальный тигель. А выдающийся советский металловед Андрей Анатольевич Бочвар также выделял отжиг 1-го и 2-го родов: первый приводит металл в более равновесное состояние структуры, плюс снимаются внутренние напряжения, а во время второго осуществляется фазовая перекристаллизация.
Закалка – это нагрев металла выше его критической температуры, за счет чего изменяется тип кристаллической решетки или же в матрице растворяются фазы, существующие при более низкой температуре. Завершается этот процесс быстрым охлаждением материала в масле или воде, а также с помощью струи сжатого воздуха, полимерной закалочной среды, водяного тумана или в псевдокипящем слое твердого теплоносителя. А вакуумная печь предполагает использование принудительного газового охлаждения.
Существует несколько способов закалки. Как правило, они отличаются количеством используемых охладителей и длительностью выдержки в них. После окончания процедуры в металле образуется специальная микроструктура игольчатого вида – мартенсит.
Отпуск необходим для снятия закалки металла и возвращения ему пластичности и прочности, утерянных во время предыдущей процедуры. Этот технологический процесс также предполагает нагревание материала с целью распада мартенсита и последующим полигонизации и рекристаллизации. Различается несколько видов отпуска: низко-, средне- и высокотемпературный в зависимости от нагрузок, которые будет испытывать изделие при его эксплуатации в дальнейшем.
