Термообработка металла

Термообработка металла: этапы, виды и цели термической обработки стали и сплавов в Краснодаре

Термообработка металла — это процесс нагрева и охлаждения металлических изделий с целью изменения их структуры и свойств. Она применяется для улучшения механических характеристик (твердости, прочности, пластичности), снятия внутренних напряжений, повышения износостойкости и коррозионной стойкости.

Термическая обработка металла используется в машиностроении, авиастроении, инструментальном производстве и других отраслях промышленности. В зависимости от целей применяют разные виды термообработки металла, каждый из которых имеет свои особенности.

Виды термообработки металлов

Отжиг металлов

Отжиг — это нагрев металла до определенной температуры с последующим медленным охлаждением (обычно вместе с печью).

Цели отжига:

• Устранение внутренних напряжений после литья, сварки или механической обработки.
• Улучшение обрабатываемости резанием.
• Подготовка структуры для последующей закалки.

Разновидности отжига металлов:

• Полный отжиг – нагрев до температуры выше критической точки (для стали ~720–900°C) с медленным охлаждением. Применяется для доэвтектоидных сталей.
• Неполный отжиг – нагрев до температуры ниже критической точки (~700°C). Используется для заэвтектоидных сталей.
• Рекристаллизационный отжиг – нагрев до 650–700°C для снятия наклепа после холодной деформации.
• Диффузионный отжиг (гомогенизация) – нагрев до 1100–1200°C для выравнивания химического состава в крупных отливках.

Нормализация металла

Нормализация — нагрев стали до температуры на 30–50°C выше критической точки с последующим охлаждением на воздухе.

Цели нормализации:

• Уменьшение зерна после перегрева.
• Повышение прочности и твердости по сравнению с отжигом.
• Подготовка структуры для закалки.

Нормализация дает более твердую и прочную структуру, чем отжиг, но менее хрупкую, чем закалка.

Закалка металлов

Закалка — нагрев металла до высокой температуры (для стали 750–950°C) с быстрым охлаждением в воде, масле или других средах.

Цели закалки:

• Повышение твердости и прочности.
• Увеличение износостойкости инструментальных сталей.

Особенности:

• Скорость охлаждения влияет на результат: слишком быстрое охлаждение может привести к трещинам, слишком медленное — к недостаточной твердости.
• После закалки сталь становится хрупкой, поэтому требуется отпуск.

Виды закалки:

• Сквозная закалка – нагрев всей детали.
• Поверхностная закалка (индукционная, лазерная) – упрочнение только внешнего слоя.

Отпуск

Отпуск — нагрев закаленной стали до температуры ниже критической точки (150–650°C) с последующим охлаждением.

Цели отпуска:

• Снижение хрупкости после закалки.
• Сохранение высокой прочности при повышении пластичности.

Виды отпуска:

• Низкий отпуск (150–250°C) – сохраняет высокую твердость, снижает внутренние напряжения. Применяется для инструментов.
• Средний отпуск (350–500°C) – повышает упругость (пружины, рессоры).
• Высокий отпуск (500–650°C) – дает оптимальное сочетание прочности и пластичности (конструкционные стали).

Закалка + высокий отпуск = улучшение (термическое улучшение стали).