Процесс отжига

---

Процесс нагрева металла или сплава до подходящей температуры, выдерживания определенного периода времени и затем медленного охлаждения называется отжигом.

Суть отжига заключается в превращении стали в перлит после аустенизации, а микроструктура после отжига близка к равновесной микроструктуре.

Цель отжига:

(1) уменьшить твердость стали, улучшить пластичность, простота в обработке и холодной деформации обработки;

(2) химический состав и микроструктура однородной стали, рафинирование зерна, улучшение свойств стали или создание микроструктуры для закалочной подготовки;

(3) устранить внутреннее напряжение и упрочнение работы, чтобы предотвратить деформацию и растрескивание.
Отжиг и нормализация в основном используются для предварительной термической обработки, а отжиг и нормализация также могут использоваться в качестве окончательной термообработки для деталей с небольшим напряжением и низкими требованиями к рабочим характеристикам.

Классификация методов отжига

Обычно используемый метод отжига делится на две части в зависимости от температуры нагрева:

Рекристаллизационный отжиг при критической температуре (Ac1 или Ac3) выше: полный отжиг, диффузионный отжиг, неполный отжиг, сфероидизирующий отжиг.

Отжиг при критической температуре (Ac1 или Ac3): рекристаллизационный отжиг и отжиг для снятия напряжений.

1 Полный отжиг

Процесс: сталь нагревают до Ac3 или выше 20-30 ° C, через некоторое время, а затем медленно охлаждают (вместе с печью), чтобы получить процесс термической обработки, близкий к равновесной структуре (полная аустенизация).

Полный отжиг в основном используется для субэвтектоидных сталей (wc = 0,3 ~ 0,6%), как правило, среднеуглеродистых сталей и отливок из низкоуглеродистых, низкоуглеродистых легированных сталей, поковок и горячекатаных профилей, а иногда и для их сварных конструкций. Более низкая твердость низкоуглеродистой стали после полного отжига не способствует процессу резания; Гиперэвтектоидную сталь нагревают до вышеупомянутого аустенитного состояния с медленным охлаждающим отжигом, Fe3C II будет образовывать сетку по границам зерен, прочность, твердость, пластичность и ударная вязкость стали значительно снижаются, чтобы окончательная термообработка оставалась скрытой.

Цель: уточнить размер зерна, однородную микроструктуру, устранить внутренние напряжения, снизить твердость и улучшить обрабатываемость стали. Микроструктура эвтектоидной стали после отжига F + P.

В реальном производстве для повышения производительности охлаждение отжигом составляет около 500 градусов Цельсия, затем воздушное охлаждение прекращается.

2.Изотермический отжиг

Полный отжиг занимает много времени, особенно для переохлажденных и относительно стабильных легированных сталей. Если аустенитная сталь быстро охлаждается до температуры чуть ниже, чем изотермическая температура Ar1, А превращается в Р, а затем охлаждается на воздухе до комнатной температуры, что может значительно сократить время отжига. Этот метод отжига называется изотермическим отжигом.

Процесс: нагрев стали выше температуры Ac3 (или Ac1), время сохранения тепла после соответствующего, быстрое охлаждение до температуры перлитной зоны и изотермическое превращение аустенита в перлит, процесс термообработки, а затем охлаждение до комнатной температуры.

Применимо к стабильной стали: высокоуглеродистая сталь (wc> 0,6%), легированная инструментальная сталь, высоколегированная сталь (сплав> 10% всего). Изотермический отжиг также полезен для получения однородной микроструктуры и свойств. Но он не подходит для стальных деталей большого сечения и большой порции нагрузки, потому что изотермический отжиг не позволяет заставить внутреннюю часть заготовки или порцию работать до достижения изотермической температуры.

3 Неполный отжиг

Процесс: сталь нагревают до Ac1 ~ Ac3 (гипоэвтектоидная сталь) или Ac1 ~ Accm (суперэвтектоидная сталь) и медленно охлаждают после сохранения тепла, чтобы получить процесс термообработки, близкий к равновесной структуре.

Он в основном используется в гиперэвтектической стали для получения сферической перлитной структуры, чтобы устранить внутренние напряжения, снизить твердость и улучшить обрабатываемость.

Сфероидизирующий отжиг является разновидностью неполного отжига.

4. Сфероидизирующий отжиг

Процесс термической обработки для сфероидизации карбидов в стали и получения гранулированного перлита.

Когда температура выше 20 ~ 30, время выдержки не должно быть слишком длинным, и подходит 2 ~ 4 часа. В методе охлаждения обычно используется охлаждение печи, или изотермическое время больше, чем Ac1 или меньше, чем 20 Ar1.

Он в основном используется в эвтектоидальной стали и суперэвтектоидной стали, такой как углеродистая инструментальная сталь, легированная инструментальная сталь, подшипниковая сталь и т. Д. Микроструктура эвтектоидной стали после холодной прокатки и ковки представляет собой пластинчатый перлит и сетчатый цементит, который является твердым и хрупким , не только трудно подвергается механической обработке, но также легко деформируется и растрескивается в процессе закалки. Сферический перлит образуется путем сфероидизирующего отжига, а частицы цементита являются сферическими и диспергированы на ферритовой матрице в сферическом перлите. По сравнению с чешуйчатым перлитом, сфероидальный перлит имеет низкую твердость, легко режется, а зерно аустенита не так легко быть грубым при закалке при нагревании, а тенденция к деформации и растрескиванию при охлаждении невелика. Если в эвтектоидной стали имеется сетчатый цементит, его необходимо устранить путем нормализации процесса перед отжигом сфероидом, чтобы обеспечить нормальный отжиг сфероидизатора.

5 Диффузионный отжиг

Процесс термической обработки слитка, отливки или ковки заготовки нагревают до температуры немного ниже температуры солидуса для длительной изоляции, а затем медленно охлаждают для устранения явления неравномерного химического состава. Применяется для некоторых высококачественных легированных сталей и сильно сегрегированных отливок и слитков из легированной стали.

6. Отжиг для снятия напряжения

Нагрейте сталь до температуры ниже Ac1 (обычно 500 ~ 650 C), нагрейте ее, а затем охладите в печи. Температура отжига для снятия напряжений меньше, чем А1, поэтому отжиг для снятия напряжений не вызывает изменения микроструктуры.

7. Рекристаллизационный отжиг

При рекристаллизационном отжиге и отжиге металл после холодной деформации нагревают до температуры рекристаллизации выше надлежащего времени, деформированное зерно до однородного равноосного зерна, а технология термообработки устраняет остаточные напряжения и упрочнение работы.

Выбор метода отжига

(1) отжиг обычно используется для всех видов сталей с субэвтектоидной структурой. Чтобы сократить время отжига, можно использовать изотермический отжиг;

(2) сфероидизирующий отжиг обычно используется в гиперэвтектической стали, и неполный отжиг может использоваться, когда требование не является высоким. Сфероидизирующий отжиг часто используется в инструментальной стали и подшипниковой стали. Детали для холодной экструзии и детали для холодной высадки из низкоуглеродистой или среднеуглеродистой стали иногда отжигают путем сфероидизации;

(3) рекристаллизационный отжиг может быть использован для устранения упрочнения работы;

(4) для того, чтобы устранить внутреннее напряжение, вызванное различными видами обработки, могут быть использованы для отжига напряжения; большие стальные отливки Z из высококачественной легированной стали, с целью улучшения однородности микроструктуры и химического состава, часто используемые при диффузионном отжиге