Отжиг: смягчение для повышения обрабатываемости
Отжиг — это термическая обработка, предназначенная для смягчения круглых прутков, снятия внутренних напряжений и улучшения структуры зёрен, что повышает их обрабатываемость резанием и формообразуемость. Круглый пруток нагревают до определённой температуры (обычно 800–900 °C для углеродистой стали), выдерживают при этой температуре достаточное время для полного аустенизирования, а затем медленно охлаждают в печи. Такое медленное охлаждение приводит к образованию крупнозернистой перлитной или ферритно-перлитной микроструктуры, что снижает твёрдость и повышает пластичность. Отожжённые круглые прутки легче поддаются резке, сверлению и формованию, поэтому они идеально подходят для сложных операций механической обработки или холодной штамповки, где чрезмерная твёрдость может вызвать износ инструмента или растрескивание материала. Эта термообработка также применяется для устранения последствий предшествующей холодной деформации и для гомогенизации микроструктуры материала в целях подготовки к последующей термообработке.
Нормализация: уточнение структуры зёрен для обеспечения однородных свойств
Процесс нормализации включает нагрев круглых прутков до температуры выше верхней критической точки (обычно 850–950 °C), выдержку при этой температуре в течение достаточного времени и последующее охлаждение на спокойном воздухе. В результате этого процесса формируется однородная мелкозернистая перлитная микроструктура, обеспечивающая лучший баланс прочности и вязкости по сравнению с состоянием после прокатки. Нормализация устраняет крупнозернистые структуры и внутренние напряжения, возникающие при ковке или прокатке, тем самым повышая ударную вязкость и обеспечивая более равномерные механические свойства по всему поперечному сечению круглого прутка. Нормализованные круглые прутки обычно применяются для изготовления конструкционных деталей, зубчатых колёс и валов, требующих умеренной прочности и хорошей обрабатываемости резанием. Для многих углеродистых и низколегированных сталей нормализация служит окончательным видом термической обработки, позволяющим достичь требуемых механических свойств без необходимости закалки и отпуска.
Сжигание: достижение максимальной твердости
Сжигание относится к быстрому охлаждению круглых стволов от аустенизирующей температуры для преобразования их микроструктуры в твердый мартензит. В зависимости от качества стали круглые слитки нагревают до 800950°C, а затем быстро охлаждают в охлаждающей среде, такой как вода, масло или раствор полимера. Водозащита обеспечивает наиболее быструю скорость охлаждения и дает наибольшую твердость, но увеличивает риск деформации и трещин, особенно для круглых стволов со сложным поперечным сечением.
Затем, когда они будут выделены, они будут выделены в зависимости от их качества.
Отпуск является важнейшим процессом, выполняемым после закалки, и предназначен для снижения хрупкости, снятия внутренних напряжений и достижения требуемого сочетания твёрдости и вязкости. Закалённый круглый пруток повторно нагревают до температуры от 150 °C до 650 °C, выдерживают при этой температуре в течение определённого времени, а затем охлаждают на спокойном воздухе. Низкотемпературный отпуск (150–300 °C) незначительно снижает твёрдость, сохраняя высокую износостойкость, и формирует отпущенную мартенситную структуру, что делает его идеальным для режущих инструментов и штампов. Среднетемпературный отпуск (350–500 °C) обеспечивает баланс прочности, вязкости и упругости и подходит для пружин и тяжёлых валов. Высокотемпературный отпуск (500–650 °C) приводит к образованию сорбитной структуры с высокой вязкостью и пластичностью при хорошей пределе текучести и пределе прочности при растяжении, что делает его оптимальным выбором для коленчатых валов, шатунов и конструкционных элементов, подвергающихся ударным нагрузкам. Состояние «закалка с отпуском» (Q&T) является наиболее распространённым видом термической обработки круглых прутков из легированных сталей, требующих повышенных механических свойств.
