Термічну обробку застосовують на різних стадіях виробництва деталей машин і металовиробів. В одних випадках вона може бути проміжною операцією, що служить для поліпшення оброблюваності сплавів тиском, різанням, в інших - є остаточною операцією, що забезпечує необхідний комплекс показників механічних, фізичних і експлуатаційних властивостей виробів або напівфабрикатів. Напівфабрикати піддають термічній обробці для поліпшення структури, зниження твердості (поліпшення оброблюваності), а деталі - для додання їм певних, необхідних властивостей (твердості, зносостійкості, міцності і інших).
В результаті термічної обробки властивості сплавів можуть бути змінені в широких межах. Можливість значного підвищення механічних властивостей після термічної обробки в порівнянні з вихідним станом дозволяє збільшити допустимі напруги, зменшити розміри і масу машин і механізмів, підвищити надійність і термін служби виробів. Поліпшення властивостей в результаті термічної обробки дозволяє застосовувати сплави більш простих складів, а тому більш дешеві. Сплави набувають також деякі нові властивості, у зв'язку з чим розширюється сфера їх застосування.
Призначення і види термічної обробки
Термічній (Теплової) обробкою називаються процеси, суть яких полягає в нагріві і охолодженні виробів за певними режимами, в результаті чого відбуваються зміни структури, фазового складу, механічних та фізичних властивостей матеріалу, без зміни хімічного складу.
Призначення термічної обробки металів - отримання необхідної твердості, поліпшення міцнісних характеристик металів і сплавів. Термічна обробка підрозділяється на термічну, термомеханічну і хіміко-термічну. Термічна обробка - тільки термічний вплив, термомеханічна - поєднання термічного впливу і пластичної деформації, хіміко-термічна - поєднання термічного та хімічного впливу. Термічна обробка, залежно від структурного стану, одержуваного в результаті її застосування, підрозділяється на відпал (першого і другого роду), гарт і відпустку.
Отжиг
Отжиг - термічна обробка полягає в нагріванні металу до певних температур, витримка і подальшого дуже повільного охолодження разом з піччю. Застосовують для поліпшення обробки металів різанням, зниження твердості, отримання зернистої структури, а також для зняття напружень, усуває частково (або повністю) всякого роду неоднорідності, які були внесені в метал при попередніх операціях (механічна обробка, обробка тиском, лиття, зварювання), покращує структуру сталі.
Отжиг першого роду . Це відпал при якому не відбувається фазових перетворень, а якщо вони мають місце, то не роблять впливу на кінцеві результати, передбачені його цільовим призначенням. Розрізняють наступні різновиди відпалу першого роду: гомогенізаціонного і рекрісталлізаціонний.
гомогенізаціонного - це відпал з тривалою витримкою при температурі вище 950 Вє С (Зазвичай 1100-1200 Вє С) з метою вирівнювання хімічного складу.
Рекрісталлізаціонний - це отжиг наклепанной стали при температурі, що перевищує температуру початку рекристалізації, з метою усунення наклепанной отримання певної величини зерна.
Отжиг другого роду . Це відпал, при якому фазові перетворення визначають його цільове призначення. Розрізняють такі види: повний, неповний, дифузійний, ізотермічний, світлий, нормалізований (Нормалізація), Сфероідізірующій (на зернистий перліт).
Повний відпал виробляють шляхом нагрівання сталі на 30-50 В° С вище критичної точки, витримкою при цій температурі і повільним охолодженням до 400-500 В° С зі швидкістю 200 В° С в годину вуглецевих сталей, 100 В° С в годину для низьколегованих сталей і 50 В° С на годину для високолегованих сталей. Структура стали після відпалу рівноважна, стійка.
Неповний відпал проводиться шляхом нагрівання сталі до одній з температур, що знаходиться в інтервалі перетворень, витримкою і повільним охолодженням. Неповний відпал застосовують для зниження внутрішніх напружень, зниження твердості і поліпшення оброблюваності різанням
Дифузійний відпал . Метал нагрівають до температур 1100-1200 Вє С, так як при цьому більш повно протікають дифузійні процеси, необхідні для вирівнювання хімічного складу.
Ізотермічний відпал полягає в наступному: сталь нагрівають, а потім швидко охолоджують (частіше перенесенням в іншу піч) до температури, що знаходиться нижче критичної на 50-100 Вє С. В основному застосовується для легованих сталей. Економічно вигідний, так як тривалість звичайного відпалу (13 - 15) годин, а ізотермічного відпалу (4 - 6) ч
Сфероідізірующій відпал (на зернистий перліт ) полягає в нагріві стали вище критичної температури на 20 - 30 В° С, витримці при цій температурі і повільному охолодженні.
Світлий відпал здійснюється по режимам повного або неповного відпалу із застосуванням захисних атмосфер мул в печах з частковим вакуумом. Застосовується з метою захисту поверхні металу від окислення і зневуглецювання.
Нормалізація - полягає в нагріванні металу до температури на (30-50) Вє С вище критичної точки і наступного охолодження на повітрі. Призначення нормалізації різна залежно від складу сталі. Замість відпалу низьковуглецеві сталі піддають нормалізації. Для середньовуглецевих сталей нормалізацію застосовують замість гарту і високого відпустки. Високовуглецеві стали піддають нормалізації з метою усунення цементітной сітки. Нормалізацію з подальшим високим відпуском застосовують замість відпалу для виправлення структури легованих сталей. Нормалізація в порівнянні з відпалом - Більш економічна операція, так як не вимагає охолодження разом з піччю.