Процесс термической обработки металла обычно включает три этапа: нагрев, изоляция и охлаждение. Иногда используются только два этапа: нагрев и охлаждение. Эти процессы взаимосвязаны и не могут быть прерваны.
1. Отопление
Нагрев — один из важных процессов термической обработки. Существует множество методов нагрева металлов. Первым методом было использование древесного угля и каменного угля в качестве источника тепла, а затем — жидкого и газообразного топлива. Применение электричества упрощает контроль процесса нагрева и исключает загрязнение окружающей среды. Эти источники тепла могут использоваться для прямого нагрева, косвенного нагрева через расплавленную соль, металл или даже плавающие частицы.
При нагреве металла заготовка подвергается воздействию воздуха, что часто приводит к окислению и обезуглероживанию (то есть к снижению содержания углерода на поверхности стальной детали), что крайне негативно сказывается на свойствах поверхности деталей после термообработки. Поэтому нагрев металлов обычно следует проводить в контролируемой или защитной атмосфере, в расплавленной соли и в вакууме. Защитный нагрев также может осуществляться методами нанесения покрытия или упаковки.
Температура нагрева является одним из важных параметров процесса термообработки. Выбор и контроль температуры нагрева — главный вопрос обеспечения качества термообработки. Температура нагрева варьируется в зависимости от обрабатываемого металлического материала и цели термообработки, но обычно она повышается выше определенной характерной температуры фазового перехода для получения высокотемпературной структуры. Кроме того, для этого перехода требуется определенное время. Поэтому, когда поверхность металлической заготовки достигает требуемой температуры нагрева, ее необходимо поддерживать при этой температуре в течение определенного периода времени, чтобы обеспечить согласованность внутренней и внешней температур и завершить микроструктурный переход. Этот период времени называется временем выдержки. При использовании высокоэнергетического нагрева и поверхностной термообработки скорость нагрева чрезвычайно высока, и обычно время выдержки отсутствует, в то время как время выдержки при химической термообработке часто бывает больше.
2. Охлаждение
Охлаждение также является неотъемлемым этапом процесса термообработки. Методы охлаждения различаются в зависимости от процесса, в основном контролируя скорость охлаждения. Как правило, отжиг имеет самую медленную скорость охлаждения, нормализация — более быструю, а закалка — еще более быструю. Однако существуют различные требования, обусловленные разными типами стали. Например, сталь, закаленная на воздухе, может быть закалена с той же скоростью охлаждения, что и при нормализации.
Дата публикации: 31 марта 2024 г.
