Термическая обработка в Красноярске

Термической обработкой стали называют тепловое воздействие на металл с использованием определенных режимов. При этом температурные процессы дают возможность изменить структуры и свойства материалов, усовершенствовав его качественные характеристики. Промышленные и лабораторные печи для термообработки металла дают возможность широкий спектр функций. Техника отличается простотой применения и точностью выполнения задач.

Технологии, виды и режимы термообработки металлов

Каждый из видов термической обработки стали представляет собой сложный производственный комплекс. Среди различных процессов базовыми являются отжиг, закалка и отпуск.

Отжиг может быть первого и второго рода. Отжиг первого рода - рекристаллизационный, гомогенизацонный, изотермический. Отжиг второго рода - диффузионный, полный, неполный, светлый, сфероидизирующий.

Закалка классифицируется на индукционную, с самоотпуском, изотермическую, ступенчатую, прерывистую и закалку в одном охладителе.

Отпуск классифицируется на низкий, средний и высокий.

Муфельные печи позволяют осуществлять термообработку металла максимально четко. Благодаря современному оборудованию легко выставлять и поддерживать температуру необходимое количество времени.

Особенности процесса закалки стали

Любая из вышеперечисленных технологий закалки стали состоит из нескольких обязательных этапов:

• Нагрев. Сколько изделия будут находиться в камере печи, зависит от марки металла и необходимого эффекта.
• Выдержка. Температура и период зависят от объемов продукции и ее характеристик. Этап сквозного прогрева позволяет завершить преобразование структуры стали.
• Охлаждение. Важна не только охлаждающая среда, но и скорость, с которой будет выполняться процесс.

Для обработки углеродистой стали лучше всего подойдут камерные печи. Стоит учесть, что в этом случае не потребуется предварительный подогрев образца. Данные марки не подвержены короблению или растрескиванию основы.

Закалка стали представляет собой технологию термообработки, благодаря которой недорогим сортам металла легко повысить эксплуатационные характеристики. В результате можно снизить стоимость продукции, увеличив рентабельность производства. Изменение свойств металла зависит от соблюдения каждого критерия закалки. Самым значимым является температура нагрева, так как она влияет на изменение атомной решетки.

Необходимые режимы термообработки стали зависят от требуемого уровня прочности и твердости для максимально долгого эксплуатационного срока изделия, при повышенном износе. Камерные печи для термообработки разных марок стали выполняются с разными размерами рабочих камер и способами загрузки образцов. Выбрать подходящий вариант можно, исходя из производственных объемов.

Согласно ГОСТ на термообработку стали, закаливание разных марок может быть:

• С одним охладителем. Образец, доведенный до определенной температуры, погружают в жидкость. Там металл находится, пока не остынет до требуемой отметки. Применяется метод для углеродистых и легированных, а также изделий с несложной конструкцией.
• Прерывистой. Используются две среды. Металл сначала проходит быстрое охлаждение. Для этого подойдет вода. Затем продукцию погружают в масло. Это необходимо для медленного достижения определенной температурной отметки. Применяют способ для высокоуглеродистой стали. При разных способах закалки отличаться могут не только получаемые качественные характеристики стали, но и цвета каления.
• Ступенчатой. Изделия охлаждаются в среде, чья термоотметка превышает мартенситный уровень обрабатываемой марки. Во время остывания и выдержки, деталь по всему периметру становится температуры закалочной емкости. После этого осуществляется медленное охлаждение с закалкой. Так аустенит преобразуется в мартенсит.
• Струйной. Поверхность интенсивно обрызгивают водным напором. Паровой кокон при этом не образуется, благодаря чему можно добиться глубокой прокалки. Применяют если необходимо обработать только часть поверхности.
• Изотермической. Метод схож со ступенчатым закаливанием, но отличается временем выдержки. Сталь пребывает в среде ровно столько времени, сколько необходимо для завершения изотермического преобразования аустенита.
• Закаливание стали необходимо для изменения свойств изделий. Правильное выполнение всех процессов позволяет увеличить твердость поверхностного слоя, повысить прочностные показатели, снизить пластичность до нужного значения, повысив сопротивление на изгиб и уменьшить вес продукции, сохраняя ее прочность и твердость.

Основные дефекты при неправильной закалке стали

Независимо от того, какие виды термообработки стали осуществляются, при несоблюдении технологии можно ухудшить характеристики металла. Если закалка была выполнена неправильно, результатом станет:

• Недостаточная твердость. Обусловлена слишком низкой температурой нагрева и малой выдержкой. Также к этому приведет и сниженная скорость остывания.
• Перегрев. Возможен, если деталь доведена до большей температуры, превышающей отметку закаливания. Определить изъян можно по образованию крупнозернистой структуры. Это повлечет хрупкость металла. Чтобы исправить дефекты, нужно провести термопроцесс заново, с корректировкой всех несоответствующих показателей
•  Пережог. Получают при нагревании металла до температуры близкой к плавлению. При этом в основу стали попадает кислород. В результате на зернистости образуются окислы. Исправить такой дефект невозможно, поскольку сталь становится чрезмерно хрупкой.
• Обезуглероживание / окисление. На деталях образуются окалины, при этом на поверхностном уровне выгорает углерод. Такой дефект не исправить при помощи новой термообработки. Если есть припуск, позволяющий выполнить механическое воздействие, испорченный слой шлифуют. Избежать окисления и обезуглероживания можно при помощи нагрева стали в электропечах с защитной атмосферой
• Коробление и трещины. Появляются при сильном внутреннем напряжении. Проблема связана со спецификой обработки. В процессе нагревания и охлаждения металла происходит изменение объема. Зависят колебания, как от температуры, так и структурных преобразований, их скорости.

Основные типы технологий

Термическое воздействие включает в себя закалку, старение, отпуск, криогенный нагрев.

Термомеханические методики. Сопровождаются не только нагревом, но и механическими воздействиями.

Термохимические технологии. После воздействия температурой происходит обработка различными типами жидкостей или газов, что может упрочнять сплав.

Любой способ подразумевает под собой получение требуемых условий, поэтому в случае возникновения сложностей вторичная обработка будет неприемлемой. Каждая технология по-своему уникальна, но при этом основывается на нагревании металлов.

Отжиг металлов в печи

Стандартная методика, при которой заготовки отправляют в печь и нагревают. В дальнейшем остывание происходит не в отдельных камерах, а в той же печи. Таким образом, начинается естественный процесс остывания за счет температуры окружающей среды. Если рассматривать виды термообработки металлов, то представленная технология — одна из самых простых.

Технология позволяет получить следующие свойства: уменьшается твердость, повышается зернистость структуры, исчезают неоднородные сегменты, исчезает внутреннее напряжение.

В настоящее время представленная технология реализуется в нескольких разнообразных вариациях. Как указывает технологический справочник, для различных нужд создаются оптимальные условия.

Закалка – это один из самых распространённых методов термической обработки. Технология представляет собой термические манипуляции с металлами и нагрев их до критических температур. Результатом технологии становится повышение пластичности и прочности сплавов. Отличием закалки от отжига является довольно быстрое охлаждение. Для этих целей применяются ванны с водой, что в значительной степени ускоряет процессы. Существует несколько основных разновидностей закалки:

• Прерывистая методика. Сначала металл нагревают до критического показателя и опускают в воду. После остывания до температуры 300 градусов оставляют на воздухе или в масле.
• Ступенчатая. В этом случае применяется методика охлаждения в воде, потом в специальных солях и на последнем этапе оставляют остывать на воздухе. Таким образом, на каждом этапе металл приобретает более уникальные технические характеристики.
• Изотермическая — практически идентична ступенчатой закалке.
• Частичная закалка. Охлаждение происходит только по краям металла, в середине он остается горячим. Такая методика применяется при изготовлении отбойных инструментов, так как сплав получается вязким в середине и прочным по краям.
• Технология закалки очень часто используется в кузницах как основной метод термообработки. Его эффективность подтверждается многими годами использования и указывает на невероятные преимущества. В настоящее время на каждом этапе технологического процесса нужно контролировать показатели. Это позволит получить металл с требуемыми характеристиками.
• Отпуск — это методика, используемая на последнем этапе обработки металлов, таким образом, за счет нее придаются различные физические свойства конечного формата. Для этого металлическую деталь нагревают до температуры, которая должна быть ниже критической, и проводят охлаждения. В настоящее время известно несколько основных типов отпуска: высокий, средний и низкий.

Процесс старения применяется для обработки чугуна и различных типов цветных металлов. Технология очень распространена, так как позволяет увеличивать пределы текучести и прочности металлов. Проводят старение после отжига при нормальной температуре, это позволяет добиться требуемого эффекта без каких-либо сторонних технологий.

Криогенное воздействие

В  настоящее время техника и технология постоянно развиваются, появляются новые варианты воздействий на сплавы. Сегодня можно использовать не только высокие температуры, но и низкие. Холод также улучшает качество материалов. Существуют специальные криогенные камеры, в которых и проводятся технологические процедуры. Температура, при которой находятся детали и заготовки, равна -196 градусов Цельсия. Преимущество технологии заключается в том, что не требуется повторная обработка.