Отжиг, нормализация, закалка и отпуск — четыре наиболее основных и часто используемых процесса при термообработке металлов. Их общая цель — улучшить внутреннюю структуру и механические свойства металлов посредством контролируемых процессов нагрева и охлаждения, делая их более подходящими для обработки и использования. В следующем разделе подробно описываются значение и различия между этими четырьмя процессами.
Последовательность процессов
Как правило, основная последовательность действийтермическая обработка металлавыглядит следующим образом: Отжиг → Нормализация → Закалка → Отпуск.
Это не фиксированная последовательность, а скорее технологический процесс, который гибко выбирается в зависимости от различных материалов и применений. Например, некоторые детали требуют только отжига, тогда как другие требуют сочетания закалки и отпуска (также известного как отпуск), а некоторые детали конструкции будут нормализованы после черновой обработки для улучшения обрабатываемости.
Различия и функции различных процессов
Отжиг
Отжиг — это процесс нагрева металла до определенной температуры, выдерживания его при этой температуре и последующего медленного охлаждения (обычно в печи).
Цель: Снизить твердость, повысить пластичность, устранить внутренние напряжения, сделать микроструктуру однородной и стабильной.
Характеристики: Металл размягчается, что облегчает обработку; микроструктура становится более однородной; и внутреннее напряжение снижается.
Применение: используется для предварительной-обработки стали, поковок и т. д. Например, при производствекрюки кранаилизубчатые муфтыОтжиг может предотвратить деформацию или растрескивание, вызванное внутренним напряжением.
Нормализация
Нормализация аналогична отжигу, но температура нагрева выше и скорость охлаждения выше (охлаждение на воздухе).
Цель: улучшить микроструктуру, тем самым повысив прочность и ударную вязкость.
Характеристики: более быстрое охлаждение, чем при отжиге, более мелкие зерна, более высокая прочность и твердость, чем в отожженном состоянии.
Применение: обычно используется для изготовления конструкционных деталей из низко-легированной стали и средне-углеродистой стали, таких как зубчатые муфты и механические детали.
закалка
Закалка — это процесс нагрева металла выше критической температуры (обычно температуры аустенизации) с последующим его быстрым охлаждением (например, водяным, масляным или воздушным охлаждением).
Цель: Получить высокую твердость и высокую прочность, а также повысить износостойкость.
Характеристики: Получает мартенситную структуру; высокая твердость, но высокая хрупкость.
Применение: Обычно используется для деталей, подвергающихся ударам или высоким нагрузкам, таких как крюки цепей крана,шестернии детали вала. После закалки металл очень твердый, но имеет низкую вязкость; поэтому обычно требуется закалка.
Закалка
Закалка включает в себя повторный нагрев закаленного металла до температуры от 150 до 650 градусов, выдерживание его при этой температуре и последующее охлаждение.
Цель: Устранить хрупкость, вызванную закалкой, и сбалансировать прочность и ударную вязкость.
Характеристики: Прочность немного снижается, но значительно улучшаются ударная вязкость и пластичность, что приводит к более стабильной микроструктуре.
Применение: Обычно используется в сочетании с закалкой; почти все детали из закаленной стали требуют отпуска. Крановые крюки, зубчатые муфты и другие несущие-несущие компоненты, изготовленные методом «закалка + отпуск», одновременно тверды и прочны.
