Что такое отжиг металла


Описание процесса отжига стали и металла, его виды, их особенности и технология

На дворе XXI век — это век развитых технологий, инфраструктуры и промышленности. Это касается и области металлургии, которая имеет важнейшее значение для строительства. С рождением новых возможностей и идей повышаются и требования к качеству материалов. Человечество, которое совсем недавно освоило технологию обработки и применения металла и различных сплавов, больше не устраивают естественные механические свойства.

Отныне лишь высокопрочные и высококачественные материалы могут быть использованы в строительстве. И именно для изменения естественных свойств металла применяются различные методики термической обработки, такие, как отжиг металла, которые позволяют значительно повысить его прочность и обрабатываемость.

Что представляет собой отжиг

Отжиг — это один из методов термической обработки металла и стали. В его основе лежит нагрев до очень высокой температуры. То есть металл нагревается до нужной температуры в зависимости от цели и метода, выдерживается в таком состоянии на какое-то время, а затем постепенно охлаждается.

Отжиг может проводиться в самых разнообразных случаях. Для примера можно рассмотреть самые основные. Обычно он проводится в следующих целях:

  • для уменьшения внутренней напряженности металла, который может возникнуть в результате ковки, иного воздействия на него, или обработки;
  • для повышения механических свойств и прочности металла;
  • для придания однородности его структуре;
  • чтобы улучшить пластичность, что очень важно во время обработки;
  • для повышения уровня сопротивляемости и ударной вязкости и др.

Виды особенности

В зависимости от цели и предназначения отжиг может иметь следующие разновидности:

  • полный и неполный;
  • рекристаллизационный;
  • диффузионный;
  • изотермический;
  • сфероидизация;
  • нормализация и др.

Более подробно рассмотрим некоторые из них.

Технология полного отжига

Полный отжиг проводится в целях измельчения зерна и улучшения качества обработки с использованием режущего инструмента, а также для устранения внутренней напряженности. Ему подвергаются изделия, изготовленные из доэвтектоидного сплава или стали, в составе которой содержится карбон в количестве, не превышающем 0,8%. К таким изделиям относятся кованые и литые детали.

Что касается технологии: изделие подвергается нагреву, который достигает критической точки, равной примерно 20−50 градусов, имеющий условное обозначение А3. Затем выдерживают в этом состоянии столько, сколько необходимо, и медленно охлаждают. Температура нагрева определяется в зависимости от типа стали по диаграмме состояния. Для каждого типа стали существуют определенные значения температур, при которых достигается необходимая степень нагрева. Эти значения можно найти в справочных таблицах.

Время охлаждения также продиктовано структурой и составом стали, например, изделия из углеродистой стали охлаждают на 180−200 градусов в час, низколегированные стальные детали охлаждаются на 90 градусов в час, высоколегированную сталь, если она подвергается полному отжигу, охлаждают еще медленнее — 50 градусов в час. Поскольку изделия из высоколегированной стали зачастую подвергают другому типу термической обработки, изотермическому, однако бывают и исключения.

Вследствие полного отжига неоднородная структура углеродистой и доэвтектоидной стали, состоящая из крупных и мелких зерен и зачастую не удовлетворяющая по своим механическим свойствам, становится однородной и податливой для обработки. Именно в этих целях и проводится полный отжиг.

Особенности и цель неполного отжига

Если полный отжиг предназначается для изделий, не отвечающих никаким требованиям, то неполный проводится на тех же объектах с более или менее удовлетворительными механическими свойствами. То есть в результате неполной термической обработки изменится лишь перлитовая структура металла, а ферритовая останется неизменной. «Перлит» в переводе с французского означает «жемчужина», он входит в состав структуры стали, чугуна и иных железоуглеродистых сплавов. Перлит состоит из феррита и цементита, образующих эвтектоидную смесь. Другими словами, основная цель — сделать сталь мягкой и пластичной, насколько это возможно.

Технологически процесс неполного отжига отличается степенью нагрева, в данном случае он достигает критической точки на 30−50 градусов выше до А1. Температура нагрева достигает 770 градусов, постепенное охлаждение происходит со скоростью 60 градусов в час: сначала в печи до 600 градусов, а затем на открытом воздухе.

Такая термообработка также применяется для заэвтектоидной и легированной стали. Она нагревается до критической точки Ас1, превышающей на 10−30 градусов. В результате такого нагрева происходит перекристаллизация сплава, которая, в свою очередь, способствует образованию сферической формы перлита. Этот процесс еще называется сфероидизацией.

Рекристаллизация и диффузия

  • Рекристаллизационный отжиг проводится с целью восстановления кристаллической решетки, нарушенной в результате деформации стали. Деформация приводит к наклепу, который сопровождается снижением пластичности, сталь становится очень жесткой, что делает ее обработку невозможной. Деформированная сталь нагревается до 650−680 градусов, вследствие чего ферритовые и перлитовые зерна, находящиеся в вытянутом в сторону деформации состоянии, распределяются равномерно, восстанавливая кристаллическую решетку и возвращая стали пластичность и мягкость.
  • Диффузионный отжиг проводится в целях выравнивания структурной однородности на химическом уровне, то есть на атомном. Такая необходимость может возникнуть во время затвердевания литых слитков, иначе этот эффект называется дендритной ликвацией. Гомогенизация, или диффузионный отжиг, позволяет ликвидировать дендритную ликвацию посредством перемещения атомов примесей из части с высоким скоплением в часть, где наблюдается их нехватка, таким образом выравнивая химическую структуру.

Чтобы данный процесс протекал успешно, нагрев проводится при очень высоких температурах, с более длительной выдержкой и с медленным охлаждением, в отличие от видов, рассмотренных выше. То есть это температуры, превышающие 1000 градусов, длительность выдержки составляет более 12 часов.

Предназначение изотермического отжига и нормализации

Изотермический отжиг применяется для высоколегированных и высокохромистых сталей. Его особенность заключается в нагреве металла на 30−50 градусов выше критической точки Ас3 и в ускоренном охлаждении до температуры выдержки ниже критической точки А1, а затем в естественном охлаждении на открытом воздухе.

Данный вид дает несколько видимых преимуществ, первое из которых заключается во времени, то есть весь процесс — начиная от нагрева, выдержки и до остывания — занимает гораздо меньше времени, чем этап остывания детали вместе с печью. Второе преимущество состоит в том, что при изотермической выдержке и резком охлаждении достигается более сглаженная и однородная структура по сечению детали.

  • Нормализация. Процесс нормализации осуществляется в качестве промежуточного перед обработкой и закалкой в целях устранения наклепа и внутреннего напряжения. Доэвтектоидная сталь подвергается нагреву до критической точки Ас3 на 30−50 градусов выше, постепенно охлаждается на открытом воздухе. Причем в отличие от отжига при нормализации происходит переохлаждение, за счет чего и достигается более однородная тонкая и мелкозернистая структура.
  • Последствия нормализации. Значительно повышается прочность и ударная вязкость стали. Нормализация протекает гораздо быстрее, чем отжиг, а ее производительность намного выше. Поэтому рекомендуется нормализовать стали, содержащие в своем составе углерод, а не подвергать отжигу.

Что это такое и почему это важно

Когда производителям металла ставится задача формировать сложные детали, у них есть довольно много инструментов, стратегий и процессов, которые помогут им выполнить эту работу. Одним из важных компонентов в их арсенале инструментов и знаний является глубокое понимание процесса отжига.

Отжиг - это термин, обозначающий процессы термообработки мягких металлов. Во время процесса отжига металлы, а именно стали, нагреваются равномерно, чтобы вернуть их как можно ближе к состоянию, в котором они были до холодной обработки.Этот процесс термообработки увеличивает пластичность металла и обеспечивает более эффективные процессы формования и придания формы. В идеале процесс отжига не должен приводить к повреждению инструмента или заготовки.

Как процесс, отжиг необходим, потому что материалы имеют тенденцию терять пластичность, приобретая предел текучести после определенного количества холодной обработки. Если холодная обработка требуется постоянно на протяжении всего процесса формовки металла, отжиг становится необходимым компонентом этого процесса, поскольку он помогает восстановить исходные свойства металла.

Стандартный процесс отжига состоит из трех стадий: восстановления, рекристаллизации и роста зерна. Вот краткое изложение этих трех этапов:

Этап 1 - Восстановление. При отжиге восстановление - это процесс, который восстанавливает физические свойства металлов, такие как тепловое расширение, электрическая проводимость и внутренняя энергия. По сути, именно этот начальный этап смягчает металл. Во время восстановления дислокации или неровности в структуре металла попадают в среду, свободную от напряжений, как правило, в стенки уже существующих ячеек.Как мы увидим на стадии рекристаллизации, именно эти ячейки, свободные от напряжений, помогают продвигать процесс отжига.

Этап 2 - перекристаллизация. Рекристаллизация - это восстановительный процесс. Чтобы отжиг был эффективным, заготовки должны быть нагреты до температуры, превышающей температуру рекристаллизации. Во время рекристаллизации деформированные зерна кристаллической структуры металла заменяются новыми свободными от напряжений зернами, которые образовались во время восстановления.Эти недеформированные клетки без напряжения зарождаются и растут до тех пор, пока не будут заменены все исходные зерна. Так, например, низкоуглеродистая сталь должна быть отожжена при температуре около 900 градусов Цельсия (или 1650 градусов по Фаренгейту), потому что это температура, при которой она будет рекристаллизоваться.

Однако имейте в виду, что не всегда необходимо нагревать металл до критического диапазона температур. Изделия из мягкой стали, которые необходимо многократно подвергать холодной обработке, можно смягчить путем отжига при температуре 500-650 градусов Цельсия.

Этап 3 - Рост зерна. Рост зерна является третьей стадией, и это происходит, когда отжиг может продолжаться после завершения рекристаллизации. На этом этапе микроструктура металла становится крупной, и заготовка теряет часть своей прочности. Силу обычно можно восстановить с помощью процесса, называемого закалкой. Для стали закалка и отпуск - это процесс закалки, который вы бы использовали.

.

Как отжигать металл при изготовлении ювелирных изделий

Вы когда-нибудь хотели сделать свои собственные украшения из серебряной проволоки, но столкнулись с трудностями в процессе отжига? Прочтите наше руководство по отжигу и узнайте, с чего начать.

Что такое отжиг?

Отжиг - это процесс нагрева металла до определенной температуры перед обработкой. Благодаря этому процессу отжига драгоценная мука размягчается и становится пластичной. Это позволит вам придать металлу желаемое украшение.Возможно, вам придется повторить процесс отжига, если ваш металл затвердеет.

Что такое наклеп?

Накладное упрочнение происходит, когда металл многократно изгибается и формируется, что создает нагрузку на металл и затрудняет работу с ним. Повторяющееся давление на металл может вызвать его разрыв, потому что молекулы больше не могут поглощать такое давление. Эффекты деформационного упрочнения можно обратить в процессе отжига. Эта обработка отжигом смягчит металл, и с ним снова будет легко работать.

Что такое полный процесс отжига?

При отжиге металл приобретает явно более темный цвет с последующим чернением. Это химический процесс, известный как окисление. Процесс термообработки отжигом должен продолжаться в течение всего процесса окисления, пока металл не станет красного цвета. Этот вишнево-красный цвет появляется, когда металл достигает критической температуры. Как только он достигнет этой точки, тепло необходимо отвести от драгоценного металла, иначе вы рискуете расплавить металл.Затем его необходимо поместить в холодную воду. Это называется «закалкой» металла, и цвет сохраняется в течение нескольких секунд, пока металл не расслабится. Процесс отжига можно повторить несколько раз с одним куском металла - ограничений нет. Однако всегда лучше отжечь металл, как только вы почувствуете, что он начинает твердеть. Таким образом вы избежите необратимого повреждения вашего изделия.

Невозможно предсказать точный момент, когда металл нуждается в отжиге, и вы узнаете разницу между мягким и твердым состояниями только на практике.Однако есть несколько основных советов, которые могут вам помочь.

Отжиг листового металла, проволоки и различных сплавов

  • Удалите защитный пластик перед отжигом. Иногда это можно сохранить при выполнении различных работ по пирсингу.
  • При покупке листа всегда предполагайте, что ему потребуется отжиг.
  • Будет легче решить, мягкая ли круглая проволока диаметром 1 мм, но не так просто при работе с проволокой диаметром 5 мм. Поэтому начинать отжиг всегда следует с более толстой проволоки.
  • Чистое серебро 999,9 пробы и золото 24 карата не окисляются, так как они по своей природе мягкие. Отжиг им потребуется только в том случае, если была проведена большая работа.
  • Выполните отжиг с мягким пламенем, осторожно подталкивая его вверх по длине металла, а не размахивая им из стороны в сторону.
  • Убедитесь, что металл полностью высох после закалки. Это важно, поскольку вы не хотите ржаветь на инструментах, с которыми работаете. Убедитесь, что на ваших инструментах нет следов, так как они могут попасть на металл.

Как отжигать проволоку

Тонкая проволока для отжига

При отжиге тонкой проволоки заверните ее в катушку и заправьте оба конца обратно в катушку. Это предотвратит его разрыв при нагревании. Поместите катушку на паяльный блок и нагрейте ее мягким пламенем, но продолжайте перемещать горелку по металлу, чтобы не расплавить провод. Переверните металл с помощью изолированного пинцета и отожгите катушку с другой стороны.

Толстая проволока для отжига

При отжиге толстой проволоки вам придется поддерживать металл при нагревании.Поместите металл на паяльный блок и используйте мягкое пламя, пока он не станет красным; затем двигайтесь по проволоке, чтобы завершить процесс. Дайте металлу остыть в течение нескольких секунд, затем охладите его в воде. Оставьте, пока он не станет белым, и, вынув из маринада, промойте и просушите. Тогда вы готовы к работе!

Как отжигать серебряный лист

  • Чтобы начать создавать идеальные украшения из серебряной проволоки из листового серебра, покройте серебро защитным неокисляющим порошком.Держите порошок подальше от паяных соединений, чтобы припой не растекся.
  • Удалите пластиковое покрытие с серебряной проволоки и протрите сухой бумагой обе стороны серебра, чтобы удалить серебряный блеск.
  • В блюдце сформируйте густую пасту, смешав порошок и метилированный спирт или воду. Добавьте еще немного спирта или воды, чтобы легче было закрашивать обе стороны металла.
  • Поместите серебряный лист на паяльный блок и нагрейте его большим мягким пламенем. Как и в случае с проволокой, используйте фонарик на своем серебряном листе, пока он не станет красным, а затем двигайтесь по поверхности для завершения.
  • Охладив металл, поместить его в теплый рассол на 5-10 минут. Это удалит защитный порошок.

И вот оно! Основные сведения, которые вам нужно знать о том, как отжигать металл, о процессе отжига и как создавать красивые украшения из серебряной проволоки.

.

Руководство для начинающих - сделай из металла

Многие люди удивляются, когда слышат, что алюминий можно отжигать. Если это уже мягкий материал, зачем делать его еще мягче?

На самом деле не все виды алюминия можно отжигать. Это только определенные оценки. В этой статье я расскажу, какие марки можно отжигать, что вы получите от отжига, а также расскажу об удивительном трюке, который позволит вам каждый раз делать это правильно.

Как получить правильный отжиг каждый раз вручную

Можно также начать с того, что вас интересует больше всего.

Если вы уже знаете, что сплав, с которым вы работаете, можно отжигать, и это стоит делать, вот как можно прибивать отжиг (почти) каждый раз:

Возьмите Sharpie.

Ага, этот глупо дешевый перманентный маркер. У вас, вероятно, сейчас есть три в вашем ящике для инструментов. Неважно, какой именно. На самом деле это даже не обязательно должна быть марка Sharpie (хотя я не знаю, почему вы не захотите их использовать).

Нанесите каракули по всему куску алюминия.Не беспокойтесь о том, чтобы покрыть его на 100%, достаточно, чтобы оставить след на каждой общей области.

А теперь достаньте свой факел. Начните нагревать деталь. Не нагревайте его слишком быстро и продолжайте движение пламени по всей части, чтобы поддерживать равномерное тепло. Вам не нужны горячие точки. На самом деле очень легко перегреть и расплавить материал (отжиг происходит при температуре чуть ниже точки плавления), так что наберитесь терпения и не торопитесь.

Вы увидите, как маркеры меняют цвет. Тогда при определенной температуре они довольно хорошо исчезнут.Это то самое сладкое место, которое вы ищете. Погасите алюминий в воде, и готово!

Самое замечательное в этом методе заключается в том, что он дает вам множество вариантов нагрева алюминия в зависимости от того, что у вас есть. Вы можете использовать кислородно-ацетиленовую горелку, пропановую горелку и все, что есть под рукой, чтобы нагревать материал до температуры около 775 F. Это идеальный способ отжига алюминия своими руками.

Если вы один из тех странных людей, у которых в наборе инструментов нет Sharpie, есть еще несколько способов добиться того же результата:

  • Если вы используете кислородно-ацетиленовую горелку, зажигайте ее без очень низкого количества кислорода.Затем проведите дымным пламенем по детали. Покроет сажей. Затем включите кислород до нормального количества и нагрейте деталь до тех пор, пока нагар не исчезнет, ​​как это делают метки Шарпи.
  • В крайнем случае можно использовать кусковое мыло. Просто вытрите насухо о поверхность детали и нагрейте, пока она не станет темно-коричневой. Не мой любимый подход, но он работает. Я не знаю, подходят ли для этого все марки мыла, но я знаю, что Dove справится с этой задачей.

Для ясности: технически это не считается полным отжигом.Для полного отжига алюминия требуются печи с очень строгим контролем и определенное время выдержки. Однако частичный отжиг, подобный этому, даст вам возможность легче формировать его без растрескивания.

Этот метод также работает только с листовым металлом или очень тонкими деталями. Тепло должно проникнуть через металл. Если металл слишком толстый, температура поверхности будет правильной, но внутренняя температура будет слишком низкой для отжига.

Примечание по методу нанесения углеродной сажи: Чтобы определить толщину нанесения углеродной сажи, потребуется немного навыков.Сколько вам нужно надеть, зависит от толщины металла. Если его толщина составляет около 0,020 дюйма, вам нужно будет нанести действительно светлый, даже не полностью черный слой. В противном случае сажа прогорится слишком долго, и вы в конечном итоге расплавите деталь. Попробуйте это упражнение несколько раз, чтобы прочувствовать это.

Если вы работаете с материалом толщиной около 0,020–0,030 дюйма, сажа не должна быть полностью черной. Вы должны легко увидеть металл под ним. Если он ближе к 0.040 ″ -0,060 ″, сажа должна быть нанесена на поверхность, чтобы она стала полностью черной.

Профессиональный совет: Если вы действительно хотите измерить температуру, вы можете подобрать специальные палочки для маркировки, которые меняют цвет с непрозрачного на прозрачный в пределах 1% от заданной температуры. Просто найдите «палочки для индикации температуры».

Области применения, где ручной отжиг отлично работает

Есть несколько областей, в которых такой отжиг алюминия имеет смысл. Вот краткий список некоторых примеров:

Труба Гибка: Может быть сложно согнуть алюминиевые трубы, чтобы они не потрескались или, по крайней мере, не побелели.Отжиг - отличный способ сохранить трубку своей прочности.

Разглаживание труб: Если вы делаете что-то конструктивное из трубок, вы можете расплющить концы труб, чтобы просверлить их и надежно пропустить болт. Отжиг - отличный способ получить красивую чистую форму. Я сделал трубку диаметром 2 дюйма со стенкой 1/16 дюйма, но я уверен, что вы могли бы сделать ее немного больше. Отжиг позволит сжать плоскую поверхность без чрезмерной деформации трубки - изгибы будут красивыми и четкими.

Изгиб плоского стержня: Я довольно успешно проделал это с плоским стержнем размером 1/2 дюйма на 4 дюйма. Плоский стержень может быть проблематичным, поскольку он действительно склонен к растрескиванию. Я определенно рекомендую по возможности подвергнуть его отжигу для формовки.

В этом случае отжига в горелке здорово то, что его так легко локализовать. Просто отожгите участок, который нужно согнуть, остальную часть трогать не нужно. Как только он сформируется, изогнутые участки, вероятно, станут твердыми и восстановят свою прочность, а части, которые вы не отжигали, останутся нетронутыми.

Как отжигать алюминий в печи для термообработки

Очевидно, это действительно будет зависеть от марки алюминия. Тем не менее, основной процесс в целом такой же. Нагрейте его до определенной температуры, удерживайте при этой температуре, затем охладите.

.

В чем разница между отпуском и отжигом?

  • Металлические изделия
    • Сталь холоднокатаная A109
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Отожженная пружинная сталь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Бериллиевая медь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • латунь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Холоднокатаная Сталь 1008/1010
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Медь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • Фосфорная бронза
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
    • нержавеющая сталь
      • 301 шт. Из нержавеющей стали
.

Смотрите также