Технология термической обработки стали

Технология термической обработки стали

Перед тем, как ответить на вопрос, что такое термическая обработка, стоит разобраться для чего ее применяют. Данная процедура проводится, чтобы увеличить стойкость к износу, упорность, прочность или упругость стальных деталей. В ином случае, ее применяют для того, чтобы размягчить материал, сделать его более легким к механической обработке. Качественно производство металлоконструкций напрямую зависит прочности металла.

В зависимости от температуры разогрева и метода охлаждения, технологию термической обработки стали разделяют на три режима термообработки.

Закалка стали

Закаливание стальных элементов производится с целью придать им большей прочности и износостойкости. Металл нагревают до определенной температуры, затем ожидают, пока прогреется полностью вся деталь, а затем резко упускают в холодное масло или воду. Как правило, для инструментальной или конструкционной стали используют масло, для углеродистой – воду.

Исходя из того, какой тип металла подлежит закаливанию, существует несколько способов его закалки. Конструкционная сталь поддается нагреву до 850-900 градусов Цельсия, инструментальная – до 750-770 C⁰, а нержавеющую – до 1050-1100 градусов. Сначала весь элемент прогревается медленно, достигая 500-520 C⁰, его поддают быстрому нагреву. Такая технология препятствует появлению трещин и деформаций.

После нагревания, стальную часть резко опускают в однородную жидкость (масло или воду). Перед погружением, жидкость нужно перемешать, чтобы стабилизировать температуру внутри. Так как, при резком погружении, раскаленный металл начнет выделять большой объем газа, деталь рекомендуется равномерно прокрутить в жидкости.
На бытовом уровне имеет место поверхностная закалка, когда термообработке поддают определенную часть или поверхность инструмента. Поверхностная закалка нужна для того, чтобы повысить износоустойчивость и твердость материала, прочность металлоизделия под заказ. В основном, она применяется для лезвий режущих бытовых, хозяйственных или строительных приборов.

Отпуск стали

Отпуск необходим для того, чтобы снизить хрупкость, и в то же время повысить вязкость материала. Так, как температура нагревания при отпуске может быть разной, его принято классифицировать, как низкий, средний, или высокий.

Низкий (нагревание до t 150-250 C⁰) применяется, в основном, для режущих или измерительных инструментов. Деталь сначала нагревают до определенного уровня, а затем выдерживают и охлаждают с помощью воздуха. При этом сталь теряет хрупкость и становится более прочной.

Средний (нагревание до t 300-500 C⁰) применяется, когда нужно придать материалу пружинистых свойств и большей твердости. Алгоритм отпуска аналогичный предыдущему.
Высокий (нагревание до t 500-600 C⁰) нужен, когда есть необходимость снять внутренние напряжения в детали.

Отжиг стали

Он необходим, чтобы смягчить металл для механической обработки детали. Наиболее эффективным считается полный отжиг, когда металлическую часть полностью прогревают до 900 C⁰, а затем медленно охлаждают.

Довольно часто для того, чтобы снять внутреннее напряжение и уменьшить твердость детали, применяют неполный отжиг (при t 750 C⁰), а также низкотемпературный отжиг (температура 500-550 С⁰). Тип отжига напрямую зависит от стали и предполагаемой механической обработки.