ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Отжиг и нормализация из "Металловедение " Отжиг и нормализацию проводят для устранения дефектов структуры, полученных в процессе литья, ковки или других технологических операций. В большинстве случаев отжиг и нормализацию используют как подготовительную термическую обработку для подготовки металла к последующим технологическим операциям, например для лучшей обрабатываемости металлов резанием. Но отжиг и нормализация часто являются и окончательными операциями термической обработки. В частности, малоуглеродистые стали, используемые в виде проката для труб котла, проходят только нормализацию. [c.137] Основная цель отжига перекристаллизация и устранение внутренних напряжений. После отжига сталь обладает обычно низкой тсердостью, умеренной прочностью и высокими пластическими свойствами. Отжигу подвергают фасонное стальное литье. [c.137] Различают полный отжиг, изотермический отжиг, неполный отжиг, диффузионный отжиг (гомогенизацию), а также низкотемпературный отжиг (высокий отпуск). [c.137] Полный отжиг применяется в основном при термической обработке доэвтектоидных и эвтектоидной сталей. При этом стали нагревают выше линии диаграммы состояния на 30—50 град (рис. 82). В результате нагрева и выдержки при этой температуре получается структура из мелких зерен аустенита. Происходит полная перекристаллизация стали независимо от исходной структуры ее до термической обработки. [c.137] Если сталь нагреть до температуры ниже линии 08Е, то полной перекристаллизации не произойдет. В доэвтектоидной стали, кроме мелких зерен аустенита, будут находиться и крупные зерна феррита, а в заэвтектоидной стали сохранится сетка вторичного цементита. [c.137] Нагрев до температур, близких к линии солидуса, приводит к оплавлению и окислению границ зерен — пережогу стали. Она становится ломкой. Пережог — неисправимый дефект. Пережженная сталь пригодна только для переплавки. [c.138] При отжиге после нагрева и выдержки для завершения превращения сталь медленно охлаждают вместе с печью или постепенно снижают температуру печи. Если печь с газовым или мазутным отоплением, то постепенно уменьшают подачу топлива. Если печь с электрическим нагревателем сопротивления, то постепенно уменьшают напряжение, подаваемое на нагревательные элементы. При медленном охлаждении из аустенита образуются равновесные структуры. В доэвтектоидной стали получается ферритоперлитная структура, в эвтектоидной — перлитная и в заэвтектоидной — перлито-цементитная. Полный отжиг обеспечивает устранение остаточных напряжений в стали. Структура получается мелкозернистой. [c.138] Полный отжиг исправляет видманштеттову структуру в отливках из углеродистой стали. Сталь после полного отжига получается мягкой и вязкой. [c.138] Нормализация заключается в нагреве стали до тех же температур, как и при полном отжиге, но с охлаждением в спокойном воздухе. Нормализация обеспечивает, подобно полному отжигу, получение мелкозернистой структуры и устранение внутренних напряжений. Но уровень пластических свойств получается не сколько ниже, а прочность выше, чем после полного отжига. [c.139] Структура и свойства металла после нормализации зависят от размеров детали. Большие детали остывают медленно. В них распад аустенита протекает в условиях, близких к равновесным, и завершается образованием перлита. Мелкие детали остывают быстро в них процесс распада аустенита заканчивается образованием сорбита. [c.139] Разница в свойствах нормализованной и отожженной малоуглеродистой стали невелика, среднеуглеродистой — значительная. [c.139] Нормализация обеспечивает большую производительность термического оборудования, чем изотермический отжиг. [c.139] Неполный отжиг заключается в нагреве сплава на 30—50 град выше А у (выше линии Р8К диаграммы состояния) и медленном охлаждении. Его применяют для снятия остаточных напряжений в доэвтектоидных сталях. При неполном отжиге происходит перекристаллизация только перлита. Ферритная составляющая доэвтектоидных сталей остается неизменной. Такой отжиг применяют тогда, когда не требуется исправления структуры, а нужно только снять остаточные напряжения. Неполный отжиг экономичнее полного. [c.139] Во время нагрева при неполном отжиге не происходит выравнивания химического состава аустенита. Участки аустенита на месте прежних цементитных пластинок обогащены углеродом. Из такого аустенита при охлаждении получается зернистый перлит, состоящий из округлых включений цементита в феррите. Зернистый перлит мягче пластинчатого. Он обеспечивает хорошую деформируемость при волочении, глубокой вытяжке, холодной прокатке. Такая структура хороша для проволоки, труб малых диаметров и т. д. [c.139] содержащие более 0,5% углерода, наоборот, хорошо обрабатываются резанием при структуре зернистого перлита. Неполный отжиг заэвтектоидной инструментальной стали называют также сфероидизирующим отжигом, так как он приводит к сфероидизации перлита. [c.140] Диффузионный отжиг или гомогенизация характеризуется нагревом до температуры на 150—250 град ниже линии солидуса, длительной выдержкой при этой температуре и последующим охлаждением. Диффузионному отжигу подвергают слитки и крупные стальные отливки с целью устранения дендритной и межзерен-ной ликвации. При высокой температуре происходит ускорение диффузионных процессов, обеспечивающих выравнивание химического состава в микрообъемах. Зональная ликвиция не может быть устранена или заметно ослаблена — для этого требуются слишком большие перемещения атомов. [c.140] Высокая температура при гомогенизации вызывает рост зерна. Для измельчения зерна следует провести полный отжиг отливок или нормализацию. [c.140] Стальное литье из углеродистых сталей содержит от 0,15 до 0,55% углерода. Поэтому на рис. 82 область диффузионного отжига охватывает только стали, содержащие углерод в указанном интервале концентраций. [c.140] Низкотемпературный отжиг (высокий отпуск) характеризуется нагревом до температуры ниже А у, выдержкой и медленным охлаждением. Применяется для снятия внутренних напряжений, возникших, в частности, при сварке, в наклепанном металле, а также для рекристаллизации металла. В производственной практике этот вид термообработки иногда называют низким отжигом. [c.140] Чтобы избежать образования новых внутренних напряжений, необходимо медленное охлаждение. [c.140] Вернуться к основной статье