Отжиг

05

мая

Новости
Отжиг
Отжиг


Отжиг — это вид термической обработки, при которой после нагрева, выдержки и медленного охлаждения получают мягкий, пластичный металл, свободный от внутренних напряжений. Отжигу подвергают проволоку и прутки перед, волочением или на готовом размере.

По характеру термической обработки стальные прутки,, поступающие в калибровочный цех, подвергаются:

1) черновому (подготовительному) отжигу перед остре-нием (утонением) концов штанг; в этом случае доставка калиброванных прутков потребителю производится без термической обработки, в нагартованном состоянии;

2) отжигу после волочения; металл имеет твердость, допускающую его острение и волочение без предварительного умягчения;

3) отжигу до острения и волочения и после этих операций.

Температуры нагрева, применяемые при отжиге, могут быть выше или ниже критических, при которых металл испытывает внутреннее превращение. Стремятся отжигать металл при возможно низких температурах, так как это удешевляет процесс и уменьшает вероятность перегрева и обезуглероживания. Продолжительность выдержки зависит от массы, природы и исходной структуры отжигаемого металла. Она определяется еще и свойствами, которые хотят обеспечить отжигом.

Скорость нагрева проволоки и прутков, если их отжигают в мотках или пачках, должна обеспечить равномерный прогрев всей массы металла. Если нагрев проводить очень быстро, то температура внешних слоев мотка (пачки) будет выше температуры внутренних слоев, что может привести к неоднородности свойств по длине. Скорость нагрева зависит от теплопроводности, а также от массы и расположения металла в печном пространстве.

Скорость охлаждения определяется главным образом составом металла и его прочностью (твердостью), которую нужно получить после отжига. Проволоки и прутки из легированных сталей охлаждают медленнее, чем из углеродистых. Проволоку и прутки из углеродистых сталей охлаждают до 500 °С вместе с печью, а затем быстро — на воздухе. Большинство из легированных сталей охлаждают до 500 °С вместе с печью, а затем быстро — на воздухе. Большинство коррозионностойких сталей охлаждают резко в воде.

Большое влияние на проведение отжига оказывает степень предшествовавшей деформации. Установлено, что при повышении суммарной деформации можно получать хорошие результаты, если использовать при отжиге пониженные против нормальных температуры и выдержки.

Рекристаллизационный отжиг проволоки и прутков проводят при температурах ниже критических. В процессе такого отжига взамен вытянутых деформацией зерен вырастают новые, недеформированные; при этом твердость металла понижается и увеличивается пластичность. На рис. 1 показано изменение свойств деформированного металла в зависимости от температуры отжига. Обычно рекристаллизационный отжиг углеродистой стали проводят при температуре 580—650 °С с выдержкой 5—6 ч, а стали 12Х18Н9 и сплава Х20Н80 — при 1050—1100 °С с выдержкой 0,5—1,5 ч.

Отжиг Рисунок 1. Изменение временного сопротивления разрыву sв и относительного удлинения s проволоки из стали с содержанием 0,08 % углерода в зависимости от температуры отжига/


Рекомендуется, чтобы металл, предназначенный для рекристаллизационного отжига, был подвергнут предварительному волочению с суммарной деформацией не менее 25—35 %. Несоблюдение этого может привести к хрупкости, вызванной чрезмерным ростом зерен металла при отжиге. Проволоку, предназначенную для отжига в одной садке, следует подбирать с одинаковой предшествующей деформацией, так ;как только это обеспечит однородность механических свойств. Режимы рекристаллизационных отжигов приведены ниже:

Отжиг







Отжиг на зернистый перлит. При отжиге стали, кроме смягчения самого металла, добиваются еще получения зернистой (круглой) формы структурных составляющих стали— цементита (для сталей со средним и высоким содержанием углерода) и сложных карбидов (для легированных сталей).

ОтжигРис. 2. Структуры термически обработанной стали, Х500:

а—мартенсит после закалки;
б — зернистый перлит;
в — зернистый перлит+пластинчатый перлит;
г — сорбит;
д — сорбит+феррит;
е — сорбит+бейнит

Структуры металла, получаемые после термической обработки проволоки, показаны на рис. 2. Стремление получить структуру зернистого перлита (равномерная смесь феррита и цементита) вызвано:

1) высокой пластичностью, что дает возможность протягивать проволоку со значительными обжатиями;

2) обеспечением хорошей обрабатываемости проволоки при изготовлении из нее изделий;

3) возможностью качественного проведения закалки изделий из проволоки (игл, деталей шарикоподшипников).

Отжиг на зернистый перлит горячекатаной стали (в катанке) проводят при температуре выше критической на 20— 50 °С. При этой температуре металл выдерживают около Двух часов и затем вновь дают более длительную выдержку при температуре ниже критической. Перед отжигом катанку обычно нормализуют (охлаждают на воздухе после нагрева) для выравнивания распределения по ее сечению перлита карбидов и ликвидации вокруг зерен цементитной сетки. При отжиге деформированной проволоки зернистую форму перлита получают при выдержках и температурах, меньших критических, т. е. при рекристаллизационном отжиге.

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЗАДАННОГО КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ ПОСЛЕ ОТЖИГА. Большинство черных и цветных металлов, а также сплавов при нагреве сильно окисляется из-за печных газов, образуя окалину. Кроме того, некоторые стали подвергаются обезуглероживанию. Очень важно предотвратить окисление и обезуглероживание, так как они ведут к потерям металла и существенно ухудшают свойства проволоки. Чтобы не допустить окисления и обезуглероживания, проводят так называемый светлый отжиг.

Светлый отжиг. Простейший способ защиты стальной проволоки от окисления и обезуглероживания — нагрев ее в котлах вместе с чугунной стружкой. Этот способ в настоящее время применяют редко из-за его большой трудоемкости. Стальную проволоку успешно отжигают в расплавах солей, в вакууме или в среде, созданной сжиганием органических веществ (керосина, масла).

Лучшим способом защиты стальной проволоки и прутков от окисления и обезуглероживания при отжиге является применение защитных атмосфер. Эти атмосферы по воздействию на металл могут быть восстановительными, нейтральными, науглероживающими или обезуглероживающими. Их выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к поверхности металла, а также от температуры и длительности отжига, конструкции печей, стоимости защитного газа и установок для его получения.

Темный (черный) отжиг (с окислением поверхности) применяют в тех случаях, когда к отжигаемым проволоке и пруткам не предъявляются требования по чистоте поверхности и по отсутствию обезуглероживания. Отжиг в этом случае проводят без тщательной герметичности, без защитных газов и других средств.

Окислительный отжиг совершается при специально созданном в атмосфере печи избытке кислорода. Поверхность проволоки покрывается толстым слоем окалины, которая препятствует обезуглероживанию находящегося под ней металла. Окислительному отжигу подвергают обычно катанку; при этом в окалину превращается верхний слой, в котором могут быть дефекты прокатки: трещины, закаты, плены. Окислительный отжиг неэкономичен ввиду высоких безвозвратных потерь металла в окалину.


Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Информация

Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 1 дней со дня публикации.