Что такое отпуск металла


что это такое, как отпустить сталь в домашних условиях

Суть отпуска стали и его виды: физика процесса, температурные диапазоны и особенности применения. Низкий, высокий и средний отпуск. Отпускная хрупкость, и как ее избежать. Самостоятельный отпуск стали в домашних условиях.

Отпуск стали является заключительной стадией термообработки и используется для снижения избыточной твердости, уменьшения хрупкости и устранения внутренних напряжений металла. Чаще всего его применяют к углеродистым сталям, подвергнутым закалке на мартенсит, т. е. нагретым немного выше 727 ºC и охлажденным с высокой скоростью в водной среде. Обычно стальные изделия отпускают при температурах, которые в несколько раз ниже температуры закалки, сохраняя при этом мартенситовую структуру, обеспечивающую твердость металла. Такой термообработке в основном подвергают режущий инструмент и другие изделия из инструментальных сталей. Однако, существуют виды отпуска с нагревом, близким к закалочному (на троостит и на перлит), после которых металл приобретает требуемую упругость и у него повышается ударная вязкость. Легирующие добавки замедляют процесс формирования необходимой структуры, поэтому детали из легированных сталей отпускаются при более высоких температурах. Традиционная технология отпуска — это нагревание изделия до нормативного значения с охлаждением его на открытом воздухе, хотя некоторые виды стальных изделий отпускают в масляных или расплавных средах. Отпускать можно как все изделие, так и его часть. Например, у ножей подвергают отпуску только обушок и рукоятку, сохраняя при этом полную закалку лезвия.

Что такое отпуск стали


Отпуском металла называют один из видов термической обработки, при которой сохраняется его фазовое состояние, но при этом корректируется ряд закалочных характеристик. В первую очередь при отпуске резко уменьшается напряжение внутренней структуры, которое возникает в результате деформаций кристаллической решетки при закалке. Кроме того, снижается жесткость и хрупкость, что является следствием насыщения игольчатых элементов мартенсита ферритом и образования перлитовых зерен (см. рис. ниже). Такая структура сохраняет свойства закаленного металла, но вместе с тем становится более пластичной и вязкой. У легированных сталей все эти процессы протекают с некоторыми отличиями, которые связаны с тем, что легирующие элементы в определенных условиях становятся центрами кристаллизации и таким образом изменяют физико-химические характеристики металла.



Стальные изделия отпускают путем их нагрева до заданного значения с последующим медленным охлаждением на открытом воздухе или в специальной среде. От температуры разогрева напрямую зависит фазовое состояние и структура металла, образующиеся после отпускания, а следовательно, и его физические характеристики. В целом соблюдается правило: чем выше температура, тем ниже хрупкость и твердость и выше гибкость и вязкость. В зависимости от используемых температурных диапазонов выделяют три основных вида отпуска стали: низкий, средний и высокий, пределами нагревания которых являются, соответственно, 300 ºC, 450 ºC и 650 ºC. Первый вид характеризуется самой высокой твердостью, а последний — самой большой ударной вязкостью. Температуры нагрева при отпуске сталей напрямую зависят от их химического состава, т. к. легирующие добавки оказывают значительное влияние на процесс формирования структурных элементов. Обычно это связано с замедлением распада мартенсита, что требует повышения температурных режимов. Кроме того, при отпуске высоколегированных сталей могут присутствовать такие явления, как увеличение жесткости, связанное с образованием троостита, и возникновение отпускной хрупкости.

Низкий отпуск


Низкой отпуск производится в температурном диапазоне 120÷300 ºC. Выбор конкретного температурного режима зависит от марки металла и требуемого результата. Чаще всего таким способом снижают внутренние напряжения и несколько повышают вязкость инструментальных сталей, которым требуется повышенная твердость и стойкость к износу. При 120÷150 ºC изменения твердости не происходит, а только снижаются остаточные напряжения. Для ее уменьшения изделие необходимо нагреть как минимум до 200 ºC и выдерживать в этих условиях не менее одного часа. В интервале от 200 ºC до 300 ºC начинается формирование мартенсита отпуска и происходит уменьшение твердости с одновременным увеличением вязкости стали. В некоторых случаях в этом температурном диапазоне наблюдается значительное снижение вязкости, которое называют отпускной хрупкостью. Последствия этого явления устраняются дополнительной термообработкой. Кроме инструментальных, низкий отпуск с нагреванием до 250 ºC применяется и для конструкционных сталей, поверхность которых была подвергнута термохимической обработке.

Средний отпуск

Средний отпуск предназначен для термообработки стальных изделий, которые должны сочетать в себе повышенную прочность и упругость с заданными параметрами вязкости. Как правило, таким способом отпускают рессорные и пружинные стали, работающие в режиме переменных динамических нагрузок. Температурный диапазон в этом случае составляет от 300 ºC до 450 ºC, а твердость снижается до 45÷50 HRC против 60÷63 при низкотемпературном отпуске. После такой термообработки сталь приобретает трооститную структуру. Выдержка при нагреве при среднем отпуске может составлять до нескольких часов, а охлаждение проводится естественным путем на спокойном воздухе.

Высокий отпуск


Высокий отпуск проводится в температурном диапазоне, приближенном к критической точке: от 450 ºC до 650 ºC. После такой термообработки сталь становится пластичной, у нее повышается относительное удлинение и сужение, а также ударная вязкость. Это связано с тем, что металл приобретает структуру сорбита отпуска и у него на 95 % снижаются внутренние напряжения. Таким способом отпускают изделия, работающие в условиях ударных нагрузок: валы, оси, шатуны, детали прессов и кузнечных молотов. Если же сталь отпускать при 690 ºC, то в ее структуре будет превалировать зернистый перлит, а сама она будет иметь максимальную пластичность и минимальную прочность. У некоторых ванадиевых, хромовых и вольфрамовых сталей при отпускании с нагреванием до 560 ºC может происходить образование троостита, что ведет к повышению твердости (т. н. вторичная твердость).

Отпускная хрупкость


Практически для всех сталей действует стандартная зависимость: чем выше температура нагрева при отпуске, тем больше пластичность и вязкость отпущенного изделия. Однако у некоторых марок при повышении температуры наблюдается снижение этих физических характеристик и увеличение жесткости и хрупкости. Это явление называется отпускной хрупкостью и имеет место при термообработке как углеродистых, так и легированных сталей. Она проявляется в двух температурных диапазонах: 250÷400 ºC и 500÷550 ºC и, соответственно, носит название отпускной хрупкости I и II рода (см. рис. ниже). Первая характерна для углеродистых сталей, и избавиться от нее можно, снова нагрев деталь немного выше 400 ºC. Повторно она, как правило, не проявляется, но при этом у металла наблюдается некоторое снижение твердости. Отпускная хрупкость II рода может возникать у легированных сталей, которые после нагрева до указанного интервала подвергаются медленному охлаждению. Для нейтрализации этой проблемы обычно повышают скорость охлаждения, при этом повторный нагрев изделия может снова вызвать возникновение такой хрупкости. Еще один способ, позволяющий избавиться от этого явления, — введение в состав сталей небольших количеств молибдена или вольфрама. Для отпуска крупногабаритных деталей он предпочтительнее, т. к. большая скорость охлаждения может вызвать их деформацию и возникновение чрезмерных внутренних напряжений.

Как отпустить сталь самостоятельно


Для того чтобы отпустить сталь в домашних условиях с целью снятия внутреннего напряжения, ее марку знать необязательно — достаточно нагрева до температуры не выше 200 ºC и выдержки в этих условиях не менее часа. Если же планируется отпустить стальное изделие для снижения твердости и повышения вязкости, то для определения температурных режимов отпуска знание марки стали необходимо. На самом деле это не такая сложная задача, как может показаться. В учебниках по термообработке и на интернет-сайтах достаточно таблиц с перечнями изделий и марками стали, из которых они изготавливаются, а часто даже и с температурными режимами их закалки и отпуска (см. таблицу выше). Для нагрева своей детали можно использовать практически любой источник тепла: от духовки кухонной плиты до газовой горелки или самодельного горна. Важным моментом является температура разогрева. В принципе, ее можно определить по цветовым таблицам побежалости, появляющейся на горячем металле, которые также легко найти в интернете. Это старинный проверенный метод, известный еще с древних времен, но он требует некоторого опыта, т. к. его главные недостатки — это субъективность восприятия цвета и его зависимость от внешнего освещения. Для новичка лучшим решением будет использование терморегулятора плиты или обычного мультиметра с термопарой.

Приходилось ли кому-нибудь использовать мультиметр с термопарой для замера температуры отпуска? Насколько точен этот прибор и как соответствуют его показания цвету побежалости? Если кто-нибудь имеет такой опыт, напишите, пожалуйста, ваше мнение в комментариях.

Закалка (металлургия) - Wikiwand

Для более быстрой навигации этот iframe предварительно загружает страницу Wikiwand для Tempering (металлургия) .

Подключено к:
{{:: readMoreArticle.title}}

Из Википедии, свободной энциклопедии

{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}} Эта страница основана на статье в Википедии, написанной участники (читать / редактировать).
Текст доступен под Лицензия CC BY-SA 4.0; могут применяться дополнительные условия.
Изображения, видео и аудио доступны по соответствующим лицензиям.
{{current.index + 1}} из {{items.length}}

Спасибо за жалобу на это видео!

Пожалуйста, помогите нам решить эту ошибку, написав нам по адресу support @ wikiwand.com
Сообщите нам, что вы сделали, что вызвало эту ошибку, какой браузер вы используете и установлены ли у вас какие-либо специальные расширения / надстройки.
Спасибо! .

Закалка, закалка, отпуск в Metlab of Wyndmoor PA.

(нажмите на миниатюру, чтобы увеличить)

Закалка металла / Закалка металла / Закалка металла

Три больших комплекта подшипников извлекаются из печи Metlab диаметром 180 дюймов и высокой науглероживанием 156 дюймов после температуры закалки (1550 ° F) для последующей закалки в горячее масло с перемешиванием. Детали были науглерожены до глубины корпуса более 0,200 дюймов ECD. Вес приспособления и компонентов составляет около 40 000 фунтов.

Закалка металлов | Закалка металлов | Закалка металлов | Удобства

Закалка металла

Использование этой обработки приведет к улучшению механических свойств, а также к повышению уровня твердости, в результате чего станет более жестким и долговечным. Сплавы нагреваются выше критической температуры превращения материала, затем охлаждают достаточно быстро, чтобы мягкий исходный материал превратился в гораздо более твердую и прочную структуру.Сплавы можно охлаждать на воздухе или охлаждать закалкой в ​​масле, воде или другой жидкости, в зависимости от количества легирующих элементов в материале. Затвердевшие материалы обычно подвергаются отпуску или снятию напряжений для улучшения их размерной стабильности и ударной вязкости.

Стальные детали часто требуют термической обработки для получения улучшенных механических свойств, таких как увеличение твердости или прочности. Процесс закалки состоит из нагрева компонентов выше критической (нормализационной) температуры, выдержки при этой температуре в течение одного часа на дюйм толщины, охлаждения со скоростью, достаточно быстрой, чтобы позволить материалу трансформироваться в гораздо более твердую и прочную структуру, а затем отпуск. .Сталь по существу представляет собой сплав железа и углерода; другие стальные сплавы содержат другие металлические элементы в растворе. Нагревание материала выше критической температуры приводит к переходу углерода и других элементов в твердый раствор. Закалка «замораживает» микроструктуру, вызывая напряжения. Затем детали подвергаются отпуску для преобразования микроструктуры, достижения необходимой твердости и устранения напряжений.


Закалка металла

Материал нагревается до подходящей температуры, а затем закаливается в воде или масле для затвердевания до полной твердости в зависимости от типа стали.

Материал нагревают до температуры, подходящей для затвердевания, затем быстро охлаждают, погружая горячую часть в воду, масло или другую подходящую жидкость для преобразования материала в полностью затвердевшую структуру. Закаленные детали обычно должны быть выдержаны, отпущены или сняты напряжения для достижения надлежащей ударной вязкости, окончательной твердости и стабильности размеров.

Сплавы могут охлаждаться на воздухе или охлаждаться закалкой в ​​масле, воде или другой жидкости, в зависимости от количества легирующих элементов в материале и конечных механических свойств, которые должны быть достигнуты.Закаленные материалы подвергаются отпуску для повышения их размерной стабильности и прочности.


Закалка металла

Отпуск выполняется для достижения требуемого сочетания твердости, прочности и вязкости или для уменьшения хрупкости полностью закаленных сталей. Стали никогда не используются в закаленном состоянии. Комбинация закалки и отпуска важна для изготовления прочных деталей.

Эта обработка следует за закалкой или охлаждением на воздухе.Отпуск обычно считается эффективным для снятия напряжений, вызванных закалкой, в дополнение к снижению твердости до определенного диапазона или соблюдению определенных требований к механическим свойствам.

Отпуск - это процесс повторного нагрева стали при относительно низкой температуре, приводящий к выделению и сфероидизации карбидов, присутствующих в микроструктуре. Температура и время отпуска обычно контролируются для получения конечных свойств, требуемых от стали.В результате получается компонент с соответствующим сочетанием твердости, прочности и вязкости для предполагаемого применения. Закалка также эффективна для снятия напряжений, вызванных закалкой.


Удобства

Открытая или закрытая печь - закалка, отжиг, нормализация, обработка раствором и т. Д. До 2200 ° F

  • Шахтная печь - диаметр 144 дюйма, высота 96 дюймов
  • Шахтная печь - диаметр 180 дюймов, высота 156 дюймов
  • Шахтная печь (2) - диаметр 54 дюйма, высота 180 дюймов
  • Колокольные печи (4) - диаметр 72 дюйма на высоту 84 дюйма
  • Интегральные закалочные печи в масле - 24 "x 36" x 24 "в высоту, 18" x 24 "x 18" в высоту
  • Печь с вращающимся подом и закалка под прессом - Детали диаметром до 16 дюймов
  • Вакуумная печь - 24 "О.D. x глубина 24 дюйма

наверх

.

Закалка и отпуск - Термическая обработка металлов

  • Китайский (упрощенный)
  • Турецкий
  • Шведский
  • Польский
  • голландский
  • итальянский
  • французский
  • финский
  • Испанский
  • Английский
  • Немецкий
  • датский
  • Чешский
  • Язык
    • Китайский (упрощенный)
    • Турецкий
    • Шведский
    • Польский
    • голландский
    • итальянский
    • французский
    • финский
    • Испанский
    • Английский
    • Немецкий
    • датский
    • Чешский
  • Поиск
Поиск Технический глоссарий | Контакты | Локации Меню ≡ ╳
  • английский
    • 简体 中文
    • Чески
    • Данск
    • Nederlands
    • Суоми
    • Français
    • Deutsch
    • Italiano
    • Polski
    • Español
    • Свенска
    • Türkçe
  • Дом
  • Карьера
    • Возможности
    • Возможности (Северная Америка)
  • Сервисы
    • Термическая обработка
      • Цементационная закалка с последующей операцией закалки
        • Атмосферное науглероживание
        • Цементация при низком давлении (LPC)
        • Boriding
        • Карбонитрирование
      • Цементационная закалка без последующей операции закалки
        • Corr-I-Dur®
        • Плазменное азотирование / ионное азотирование
        • Нитроцементация
        • Газовое азотирование
        • Ферритное нитроцементация
        • Азотирование в псевдоожиженном слое / соляная ванна / нитроцементация
      • Закалка и отпуск
        • Нейтральное отверждение
        • Закалка Ausbay
        • Аустемперирование
        • Темперирование / закалка
        • Закалка пресса
        • Индукционная закалка
        • Двойное отверждение
        • Темперирование
      • Решение и возраст
        • Решение и возраст: алюминиевые сплавы
        • Решение и возраст: никелевые сплавы
        • Осадочное упрочнение: нержавеющие стали
      • Специальные процессы из нержавеющей стали (S 3 P)
      • Отжиг / нормализация
        • Отжиг
        • Перекристаллизация
        • Нормализация
        • Докритический отжиг / межкритический отжиг
        • Мягкий отжиг
      • Ионная имплантация
      • Снятие стресса
    • Соединение металлов
      • Печь / вакуумная пайка
      • Индукционная пайка
      • Электронно-лучевая сварка
      • Диффузионное соединение HIP
      • Водородная пайка
    • Поверхностная техника
      • Плазменный спрей
      • Покрытие для высокоскоростного кислородного топлива (HVOF)
      • Распыление при горении
      • Парофазный алюминид (VPA)
      • K-Tech
      • Жидкие покрытия
      • Анодирование
      • Электродуговая проволока
      • Керамические покрытия
      • Распыление пламенем
    • Горячее изостатическое прессование
      • Технологии Powdermet®
        • Powdermet® hybrid * с 3D-печатью
        • 3D-печать Powdermet®
        • Powdermet® - форма, близкая к конечной (NNS)
        • Powdermet® Селективная форма сетки поверхности (SSNS)
      • Услуги изостатического прессования
        • Уплотнение отливки
        • Облицовка HIP
        • HIP пайка
        • Простая форма
      • Услуги по поддержке HIP
        • Моделирование и анализ
        • Лабораторные услуги для HIP
  • Рынки
    • Автомобильная промышленность
      • Автомобиль / Легкий грузовик
      • Тяжелые грузовики
      • Мотоциклы
      • Автоспорт
    • Аэрокосмическая промышленность и оборона
      • Коммерческий самолет
      • Военный истребитель
      • Вертолет
      • Оружейная палата и боеприпасы
      • Космос
    • Энергия
      • Стационарные турбины
      • Ядерная
      • Нефти и газа
.

Что такое закалка? (с иллюстрациями)

Закалка - это процесс нагрева, который используется как при производстве готовых металлов, сплавов и стекла, так и при производстве шоколада. Хотя темперирование шоколада сильно отличается от темперирования стали или стекла, большинство проектов темперирования включают повторное нагревание вещества, чтобы создать готовый продукт, который будет менее хрупким и более пластичным, чем его предыдущая форма.

Ковш из закаленной стали.

Что касается стали, то первый процесс обжига, приводящий к упрочнению, часто делает сплав слишком хрупким для большинства применений. Чтобы превратить сталь в более пригодную для использования форму, например, для лезвий ножей, необходимо провести отпуск для снятия некоторых внутренних напряжений и хрупкости, вызванных начальным нагревом. Для отпуска требуется повторный нагрев сплава, но в меньшей степени, чем при первоначальной термообработке. Правильная температура отпуска стального объекта зависит от его предполагаемого использования; есть много разных степеней темперамента, которые могут потребоваться для разных объектов.Однако, снижая хрупкость, этот процесс также несколько ослабляет сталь.

Кусочки битого закаленного стекла.

Закаленное стекло используется в большинстве автомобилей, где требуется более прочное стекло, чтобы выдерживать ежедневные нагрузки во время вождения.Закаленное стекло производится путем нагревания стекла с последующим быстрым охлаждением. По мнению некоторых экспертов, это значительно увеличивает прочность стекла, что делает его более безопасным в условиях высоких нагрузок. Процесс быстрого охлаждения действительно создает чрезвычайно слабые края по сравнению с сильным центром стекла, а это означает, что закаленное стекло необходимо подпилить или отшлифовать для создания однородной прочности.

Любой кондитер подтвердит, что темперирование необходимо для создания лучших шоколадных конфет.Шоколад в своем естественном состоянии не является ни глянцевым, ни особенно гладким; по мере того как расплавленный шоколад охлаждается и восстанавливается, он создает кристаллическую структуру, которой можно управлять, управляя охлаждающим теплом. Незаконченный шоколад остынет, превратившись в крупнозернистый блок, который может стать серым, полосатым и ломким на ощупь. Хранение шоколада на высокой температуре до тех пор, пока он не будет разлит или использован, поможет ему остыть до гладкой, блестящей, податливой формы с более высокой температурой плавления. В зависимости от того, какой шоколад используется: темный, молочный или белый, температура, необходимая для создания темперированного шоколада, будет варьироваться.

В любой форме закаленный материал меняет свой внешний вид и характеристики, поскольку изменяется тонкая структура материала. Несмотря на эту относительно сложную концепцию, процесс закалки существовал веками дольше, чем наука, которая его описывает.Происхождение закаленных продуктов почти в каждой отрасли трудно отследить, но эффективность и полезность этого уникального процесса продолжает влиять на производство разнообразных продуктов.

.

Смотрите также