Для чего нужен 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.

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
      • Складские позиции из нержавеющей стали 302/304
      • Физические и химические свойства
    • Закаленная пружинная сталь
      • Товаров на складе
      • Физические и химические свойства
  • Услуги и возможности
    • По длине
    • Edge Conditioning
    • Продольная
.

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 увеличению уровня твердости, что позволит получить более прочный и долговечный предмет. 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. Закаленные материалы обычно подвергаются отпуску или снятию напряжений для улучшения их размерной стабильности и прочности.

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. При нагревании материала выше критической температуры углерод и другие элементы переходят 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 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 проводится 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

.

Что такое закалочная печь?

Закалочная печь - это промышленная печь, предназначенная для термической обработки изделий из черных металлов и повышения их прочности. С точки зрения металлургии, вязкость сплава описывает его способность к упругой деформации и поглощению энергии до разрушения материала. Это часть сложной взаимосвязи между пластичностью металла и его прочностью, при этом высокие значения вязкости требуют тонкого пересечения этих двух факторов.

Как правило, высокопрочные материалы не являются пластичными - и наоборот - но термообработка определенных материалов в закалочной печи может открыть полезные свойства по обеим осям этой механической динамики.

Как работает закалка?

Закалка - это процесс, который восходит к тысячелетиям, и за прошедшие столетия теория, лежащая в его основе, осталась относительно неизменной. Это процесс достижения максимально возможного пересечения прочности и эластичности металлического изделия на основе железа или железа путем его термической обработки в ограниченной степени, обычно после процесса закалки.

Современные процессы закалки теоретически могут быть похожи на их древние аналоги, но используемое в настоящее время оборудование значительно улучшено.Например, закалка, которая когда-то требовала гомогенной жидкости, такой как ртуть, для надлежащего ускорения твердения сплава черных металлов, теперь может быть выполнена с использованием вакуума или газового потока. Закалочные печи аналогичным образом открыли новые возможности для «размягчения» черных металлов после закалки продукта.

Металлические изделия на основе железа равномерно нагревают до температур до 1 650 ° F (900 ° C), а затем погружают в жидкую ванну или воздушную печь. Обычно материалу дают возможность впитаться в закалочную среду в течение нескольких минут перед закалкой в ​​жидком материале, чтобы стимулировать образование высокопрочного мартенсита внутри материала.После охлаждения продукт отправляется в отпускную печь для снижения его прочности и хрупкости до желаемой степени.

В печи для отпуска используются керамические нагревательные элементы, покрытые электрическими проводами или катушками, для равномерного нагрева камеры для образца до различных диапазонов нагрева в зависимости от желаемых характеристик материала продукта. Металл на основе железа нагревается в печи для отпуска до температуры 300-750 ° C (572-1382 ° F), чтобы стимулировать фазовые переходы в мартенситных структурах и снизить твердость материала при одновременном повышении его пластичности.Крайне важно, чтобы печь отпуска могла точно поддерживать уровни температуры и однородность температуры по всей камере для образца, чтобы свести на нет вероятность деформации или разрушения металла.

Печи для отпуска от Thermcraft

Thermcraft - ведущий поставщик оборудования для термообработки и услуг для широкого спектра секторов. Мы предлагаем широкий ассортимент промышленных печей и обжиговых печей, в том числе закалочные печи для улучшения физических свойств изделий на основе железа, таких как алюминий.

Закаленный алюминий регулярно используется в авиационном секторе, где материалы должны быть чрезвычайно прочными, но достаточно гибкими, чтобы проявлять пластическую деформацию при различных давлениях.

Если вы хотите получить дополнительную информацию о наших закалочных печах, пожалуйста, свяжитесь с нами.

.

Что значит вспыльчивость?

  • Характер (глагол)

    смешиваться в должной пропорции; приготовить путем комбинирования; изменить, например, добавив новый элемент; квалифицировать, как ингредиент; следовательно, смягчить; успокаивать; успокаивать; успокаивать; успокаивать

  • Характер (глагол)

    совмещать; настроить; для размещения

  • Temper (глагол)

    для доведения до должной степени твердости; как закаливать железо или сталь

  • Закалка (глагол)

    управлять; для управления

  • Закалка (глагол)

    для увлажнения до нужной консистенции и тщательного перемешивания, как глина для изготовления кирпича, суглинка для формования и т. д.

  • Закалка (глагол)

    для регулировки, как математическая шкала к фактической шкале или к фактическому использованию

  • Temper (существительное)

    состояние любого сложного вещества, которое является результатом смешения различных ингредиентов; за счет смешения разных качеств; просто комбинация; как, темперамент ступки

  • Характер (существительное)

    телосложение; темперамент; у старых авторов - смесь или относительное соотношение четырех жидкостей: крови, холера, мокроты и меланхолии.

  • Характер (существительное)

    настроение; конституция ума, особенно в отношении страстей и привязанностей; как, спокойный нрав; вспыльчивый нрав; вспыльчивый нрав

  • Характер (существительное)

    спокойствие ума; На модерации; невозмутимость; хладнокровие; как, чтобы держать себя в руках

  • Характер (существительное)

    пыл разума или страсти; раздражение; склонность к гневу; - в укоризненном смысле

  • Закалка (существительное)

    Состояние металла или другого вещества, особенно в том, что касается его твердости, вызванное каким-либо процессом нагревания или охлаждения; как, закалка железа или стали

  • Закалка (существительное)

    среднее состояние или курс; подлый; средний

  • Темпер (существительное)

    Известковое молоко или другое вещество, используемое в процессе, ранее использовавшемся для осветления сахара

  • Темпер (глагол)

    , чтобы соответствовать; Соглашаться; действовать и мыслить соответственно

  • Характер (глагол)

    иметь или получать надлежащее или желаемое состояние или качество; стать мягким и податливым

  • .

    Смотрите также