1. Полностью отожженный
Процесс: сталь нагревают до температуры на 20–30 ℃ выше Ac3, затем медленно охлаждают (в печи) после выдержки в течение некоторого времени, чтобы получить термическую обработку (полную аустенитизацию), близкую к равновесной структуре.
Полный отжиг в основном используется для заэвтектоидных сталей (содержание воды 0,3–0,6%), как правило, для отливок, поковок и горячекатаных профилей из среднеуглеродистой стали и низко- и среднеуглеродистых легированных сталей, а иногда и для их сварных деталей. Твердость низкоуглеродистой стали после полного отжига низкая, что не способствует ее резке. При нагреве заэвтектоидной стали до аустенитного состояния выше Accm и медленном охлаждении и отжиге Fe3CⅡ осаждается вдоль границ зерен в виде сетчатой структуры, что повышает прочность, твердость и пластичность стали. При этом значительно снижается ударная вязкость, что создает скрытые проблемы при окончательной термообработке.
Назначение: Измельчение зерен, однородная структура, устранение внутренних напряжений, снижение твердости и улучшение обрабатываемости стали. Структура заэвтектоидной стали после полного отжига – F+P.
2. Изотермический отжиг
Процесс отжига занимает много времени, особенно для легированных сталей, которые относительно стабильны при переохлажденной аустенитизации. Если аустенитизированную сталь быстро охладить до температуры немного ниже изотермической температуры Ar1, то A превращается в P, а затем охладить на воздухе до комнатной температуры, что может значительно сократить время отжига. Этот метод отжига называется изотермическим отжигом.
Процесс: Сталь нагревают до температуры выше Ac3 (или Ac1). После выдержки в течение соответствующего периода времени ее быстро охлаждают до определенной температуры в перлитной зоне и поддерживают изотермическую температуру для превращения аустенита в перлит, а затем охлаждают на воздухе до комнатной температуры. Процесс термообработки.
Назначение: Как и при полном отжиге, преобразование легче контролировать.
Подходит для относительно стабильных сталей: высокоуглеродистой стали, легированной инструментальной стали, высоколегированной стали. Изотермический отжиг также способствует получению однородной структуры и свойств. Однако он не подходит для крупногабаритных стальных деталей и больших партий заготовок, поскольку изотермический отжиг затрудняет достижение изотермической температуры внутри заготовки или партии заготовок.
3. Неполный отжиг
Процесс: Сталь нагревают до Ac1~Ac3 (гиперэвтектоидная сталь) или Ac1~Accm (гиперэвтектоидная сталь), а затем медленно охлаждают для получения термической обработки, близкой к равновесной структуре.
Сфероидизирующий отжиг в основном используется для получения сферической перлитной структуры из заэвтектоидной стали с целью устранения внутренних напряжений, снижения твердости и улучшения обрабатываемости. Сфероидизирующий отжиг — это разновидность неполного отжига.
4. Сфероидизирующий отжиг
Процесс термической обработки сфероидальных карбидов в стали для получения зернистого перлита.
Технологический процесс: Нагрев до температуры на 20–30℃ выше температуры Ac1, время выдержки не должно быть слишком долгим, обычно 2–4 часа. Метод охлаждения обычно заключается в охлаждении в печи или длительной изотермической обработке при температуре примерно на 20℃ ниже температуры Ar1.
В основном используется для эвтектоидных и заэвтектоидных сталей, таких как углеродистая инструментальная сталь, легированная инструментальная сталь, подшипниковая сталь и т. д. После прокатки и ковки структура заэвтектоидной стали после воздушного охлаждения представляет собой пластинчатый перлит и сетчатый цементит. Эта структура твердая и хрупкая, не только трудно поддается резке, но и легко деформируется и растрескивается в процессе последующей закалки. Сфероидизирующий отжиг позволяет получить сферический перлит. В сферическом перлите цементит представляет собой сферические мелкие частицы, диспергированные в ферритной матрице. По сравнению с пластинчатым перлитом, сферический перлит не только обладает меньшей твердостью и удобен для резки, но и при закалке и нагреве зерна аустенита не склонны к укрупнению, а также имеет меньшую тенденцию к деформации и растрескиванию при охлаждении. Если в заэвтектоидной стали присутствует сетчатый цементит, его необходимо удалить путем нормализации перед сфероидизирующим отжигом, чтобы обеспечить нормальный результат сфероидизирующего отжига.
Цель: Снижение твердости, однородная структура, улучшение обрабатываемости и подготовка структуры к закалке. Существует множество методов сфероидизирующего отжига, в основном включающих:
а) Однократный процесс сфероидизирующего отжига: сталь нагревают до температуры на 20–30 ℃ выше Ac1, выдерживают в течение необходимого времени, а затем медленно охлаждают в печи. Исходная структура до отжига должна представлять собой мелкочешуйчатый перлит, цементитная сетка не допускается.
б) Изотермический сфероидизирующий отжиг: После нагрева и выдержки стали ее охлаждают до температуры немного ниже Ar1 в печи для изотермической обработки (обычно на 10–30 ℃ ниже Ar1). После завершения изотермической обработки печь медленно охлаждают примерно до 500 °C, а затем охлаждают воздухом. Преимуществами этого метода являются короткий цикл, равномерная сфероидизация и простота контроля качества.
c) Процесс сфероидизирующего отжига с возвратно-поступательным движением.
5. Диффузионный отжиг (гомогенизационный отжиг)
Процесс: Термическая обработка, при которой стальные слитки, отливки или заготовки нагреваются до температуры немного ниже температуры солидуса в течение длительного времени, а затем медленно охлаждаются для устранения неравномерного химического состава.
Цель: Устранить дендритную и региональную сегрегацию в процессе затвердевания слитка, а также гомогенизировать его состав и структуру.
Температура нагрева при диффузионном отжиге очень высока, обычно на 100–200 ℃ выше Ac3 или Accm. Конкретная температура зависит от степени сегрегации и типа стали. Время выдержки обычно составляет 10–15 часов. После диффузионного отжига требуется полный отжиг и нормализация для улучшения структуры. Используется для некоторых высококачественных легированных сталей, а также для отливок и слитков из легированной стали с выраженной сегрегацией.
Дата публикации: 13 ноября 2023 г.