Термическая обработка металлов.

Термической обработкой металлов называется такой тепловой процесс, при котором металл нагревается до определенной температуры, выдерживается некоторое время при этой температуре, а затем с определенной скоростью охлаждается. Цель термической обработки изменять свойства металла или сплава.

Виды термической обработки.

Отжиг. При отжиге сталь приобретает ряд особых свойств:

• внутреннее строение становиться мелкозернистым, что улучшает механические свойства стали;

• сталь приобретает наименьшую твердость и наибольшую пластичность, т.е. свойства, улучшающие ее обработку;

• устраняются внутренние напряжения, вызванные в стали предыдущей термической обработкой, а так же ковкой, литьем и проявляющиеся в повышенной хрупкости и слабой сопротивляемости ударной нагрузке.

Отжиг бывает полный и неполный. Температура при отжиге должна быть на 20-30 градусов выше “первой критической точки” (723градуса), т.к. установлено, что при этой температуре происходят основные изменения внутреннего строения стали. Нагретые до указанных температур детали выдерживаются в течении срока зависящего от массы деталей и постепенно охлаждаются вместе с печью до нормальной температуры.

Нормализация. Целью нормализации является получение мелкозернистой структуры стали. Сравнительно с отожженной сталью, сталь после нормализации обладает большей твердостью и прочностью, но меньшей пластичностью. При нормализации детали нагревают до температуры отжига, а затем охлаждают на воздухе.

Отпуск. Отпуском называется процесс термической обработки, применяемый после закалки стали для уменьшения ее хрупкости и улучшения обрабатываемости. Различают высокий, средний и низкий отпуск.

Высокий отпуск – для получения наибольшей пластичности и ударной вязкости. В этом состоянии сталь обладает наилучшими механическими свойствами. (нагрев до 500-700)

Средний отпуск – для получения наибольшей упругости. Пружины, рессоры и т.д. (нагрев до 250-450)

Низкий отпуск – пригоден после поверхностной закалки, цементации. Применяется, когда требуется обеспечить высокую твердость и износоустойчивость деталей. (нагрев в пределах 140-250)

Выполняется операция отпуска в печах с точным измерением температуры при помощи пирометра. На практике, часто определяют степень отпуска по цвету поверхности отпускаемой стали. Эти цвета носят название цветов побежалости, которые получаются вследствие того, что при нагреве железо начинает покрываться тонкой пленкой окиси, имеющий различный цвет в зависимости от толщины пленки.

Цвета побежалости	Температура в градусах С
Светло-желтый	220
Соломенно-желтый	240
Коричнево-желтый	255
Коричнево-красный	265
Пурпурно-красный	275
Фиолетовый	285
Васильково-синий	295
Светло-синий	315
Серый	Выше330

Химико – термическая обработка стали.

Изменения состава стали совершается путем диффузии, т.е. проникновение в нагретую поверхность различных элементов: углерода, азота, хрома, алюминия и др. таким путем детали сохраняя свойства основного материала, приобретают новые свойства в поверхностном слое. Самым распространенным из данных процессов является цементация.

Цементация – науглероживание поверхности деталей изготовленных из мягких сталей. Назначением цементации является получение деталей высокой твердости, прочности и износоустойчивости поверхностного слоя при сохранении мягкой и пластичной сердцевины.

Азотирование – выполняется подобно газовой цементации. Через нагретую печь пропускают аммиачный газ содержащий азот. После азотирования детали имеют высокую твердость поверхностного слоя, мало изнашиваются в условиях трения, не ржавеют.