Термическая обработка металлов

В работе с металлами зачастую возникают ситуации, когда необходимо видоизменить их свойства.  Сделать это возможно под воздействием разных температурных режимов. Нагрев, выдержка и охлаждение – это комплекс процедур, производимых с металлическими сплавами, которые позволяют повлиять на их структуру и строение. Совокупность данных мероприятий именуется термической обработкой. Ее применение оправдано, как в период работы с металлами, когда нужно изменить их свойства для улучшения процессов резания или воздействия давлением, так и на финишной прямой, для закрепления полученной структуры сплава.

Временной промежуток по нагреву металла складывается из времени тепловой обработки сплава, до необходимого температурного показателя и времени, необходимого для термообработки. Как быстро нагревается сплав? Обусловлено несколькими факторами: типа используемой печи, габаритов заготовок. Сколько длится время выдержки сплава в печи? До момента получения желанной структуры. Следует учитывать, что в процессе нагрева, газовая среда может спровоцировать образование окалины, что приводит к потере прочности поверхности сплава.

Виды термической обработки

Акцент стоит сделать на следующих видах термической обработки:

Закалка. Производят нагрев и выдержку, после чего стремительно охлаждают. В результате можно достичь получения неравновесных структур. Для каждого сплава, исходя из его химического состава, существует своя критическая температура охлаждения.

Отжиг. Выделяют два подвида:
      - 1 вариант: Достижение равновесной структуры. Исключены изменения в твердом состоянии.

      - 2 вариант: Преображение сплавов в твердой форме.

Нормализация. Нагрев происходит до состояния аустенита. На спокойном воздухе завершают процесс охлаждением.
Отпуск. Сплав становится менее прочным, но более податливым. Таким образом можно задать ряд необходимых эксплуатационных свойств.
Дисперсионное твердение. Выполнив закалку, сплав нагревают на чуть меньшем температурном режиме. Как итог – происходит упрочнение изделия.
Криогенная обработка. Вид обработки, способствующий упрочнению сплавов за счет воздействия температур ниже минус 153оС.

Криогенная обработка позволяет «натренировать» сплав. Разместив металлические изделия и механизмы в криогенном процессоре на заданное время, происходит их постепенное охлаждение до отметки термометра в минус 196оС. Следующий этап – выдержка, после чего детали возвращают к нормальному температурному режиму. Предпринимаемые действия позволяют изменить свойства сплавов, делают их более износоустойчивыми, не столь подверженными коррозийным и эрозийным процессам. В результате ресурс изделий увеличивается до 300% и сохраняется на протяжении всего периода эксплуатации. Поэтому повторно обрабатывать детали и механизмы не имеет смысла.

Методы термического упрочнения и криогенная технология различны по своей сути. Они не взаимоисключаемы. Воздействие сверхнизкими температурами дает возможность продлить ресурс металла, придав ему новые качества. Благодаря этому, на предприятиях значительно сокращается статья расходов, а именно:

• Риск брака сводится к нулю.
• В аварийных ремонтах пропадает необходимость, плановые выполняют реже.
• Повышения срока эксплуатации деталей.

Огромный вклад в развитие способа криогенной обработки, в виде термического воздействия на металлы для улучшения их эксплуатационных свойств, внесли советские ученые. Курдюмов В.Г., Воробьев В.Г., Гуляев А.П. и другие светила отечественной науки первыми в мире провели ряд исследований, способствовавших осознанию того, как выгодно работать со сталью, предварительно обрабатывая ее при помощи сверхнизких температур. Чуть позже в поиске новых знаний, проводя собственные разработки, к изучению способа криогенной обработки, присоединились их коллеги из Европы, Азии и Америки. В наше время метод считается эффективным, его применяют в разных промышленных областях.

 

Это интересно:

• Термическая обработка металлов