Вакуумный отжиг нержавейки

Содержание

Технология вакуумной термической обработки

Вакуумный отжиг нержавейки

До сих пор, на многих машиностроительных предприятиях, применяется классическая технология улучшения стальных изделий. Она представляет собой нагрев под закалку в окислительной или защитной атмосфере, охлаждение деталей в воде, масле или полимере и последующий отпуск в печах с окислительной атмосферой.

На выходе получаются изделия с короблением поверхности до 0,2 мм. и чёрной пленкой, которая является результатом образования оксидов на металле. У таких деталей одна дорога – в цех механической доводки геометрии поверхностей. Избежать образования окислов на поверхности можно, используя защитные атмосферы эндо- и экзогаза, азота и др.

Но коробление всегда будет являться обязательным атрибутом нагрева и закалки сталей.

Современные технологии позволяют значительно уменьшить изменения геометрических размеров поверхностей, используя более плавный нагрев деталей и используя в качестве закалочных сред более мягкие охладители. Это достигается при вакуумном нагреве с охлаждением в потоке газа.

Снижение давления до уровня ≤ 5 x 10−5 атм., приводит к тому, что количество оставшегося кислорода в рабочем пространстве печи снижается и нагрев в такой атмосфере происходит без образования окислов на поверхности деталей.

Более высокой чистоты термообработки можно достичь при подготовке поверхности деталей – предварительном обжиге, для максимального удаления влаги с поверхности, если такая имеется.

Для этого детали пропускают через печь предварительного окисления с температурой около 600 оС, когда еще обезуглероживание не начинается. Как правило, такая печь предусмотрена в линии вакуумной термообработки.

Она имеет еще одно назначение – обезуглероживание поверхности перед цементацией. По утверждению зарубежных коллег, предварительное обезуглероживание поверхности стали увеличивает скорость цементации на несколько десятков процентов.

В вакууме теплообмен осуществляется за счет излучения, так называемый радиационный нагрев. Но он происходит эффективно лишь тогда, когда излучение становится видимым, т.е.

при температурах, превышающих 600 оС. При более низких температурах для ускорения нагрева используют специальный газ-заполнитель рабочего пространства печи, например азот.

При использовании такого газа, время нагрева сокращается на треть.

Использование газовой атмосферы в низкотемпературном интервале нагрева (конвективный нагрев) повышает однородность прогрева изделий, соответственно позволяет снизить уровень термических напряжений, вызывающих коробление. Кроме сокращения времени нагрева и снижения коробления, преимуществом использования конвективного нагрева является возможность применение более плотной загрузки, т.е. повышение производительности.

Также газ-заполнитель может использоваться в качестве закалочной среды и среды для отпуска, т.е. все операции закалки (нагрев под закалку и закалка) могут производиться на одном и том же технологическом оборудовании – вакуумной печи.

Закалочные среды, используемые при вакуумной термообработке

В случае закалки, интенсивность охлаждения должна обеспечить требуемый уровень упрочнения с учётом легирования стали, размеров обрабатываемых изделий и их массой в загрузке. При этом коробления изделий должны быть минимальны.

Интенсивность охлаждения принято оценивать коэффициентом теплоотдачи α, имеющим размерность Вт/м2К (количество тепла, теряемых единицей площади поверхности, при снижении её температуры на один оК).

Коэффициенты теплоотдачи для разных закаливающих сред:

– Циркулирующий газ – 100-150 Вт/м2К

– Сжатый газ – до 1000 Вт/м2К

– Спокойное масло (80оС) – 1000-1500 Вт/м2К

– Циркулирующее масло (80оС) – 1800-2200 Вт/м2К

Возрастание коэффициента теплоотдачи, при использовании газа, может быть достигнуто за счёт увеличения давления охлаждающей среды. Конечно нужно понимать, что не все стали можно закалить газом. Вакуумное оборудование позволяет производить закалку как в потоке газа, так и в масле.

При выборе охлаждающей среды следует учитывать взаимное расположение с-кривой стали и скорости охлаждения среды. Из-за того, что производители вакуумного термического оборудования не работают с водяными закалочными баками, все низкоуглеродистые стали, к сожалению, остаются “за бортом” высоких технологий вакуумной закалки.

Конечно их можно упрочнить частичной закалкой в масле, но присутствие перлитных составляющих в структуре мартенсита не вызывает доверия к долговечной работе этих деталей.

Наиболее дешевой охлаждающей средой для вакуумной закалки является азот. Для проведения качественных процессов нагрева и закалки необходимо использовать азот повышенной чистоты.

При циркуляции в рабочем пространстве со скоростью 60-80 м/с коэффициент теплоотдачи будет составлять примерно 350-450 Вт/м2K. Более высокий коэффициент теплоотдачи имеет гелий, но он имеет более высокую стоимость.

Все применяемые при вакуумной закалке среды, можно расположить по мере возрастания охлаждающей способности следующим образом:

азот (1 атм) – азот (10 атм) – гелий (10 атм) – гелий (20 атм) – масло

Охлаждающая способность сжатых гелия и азота приближается к охлаждающей способности масла. Недостатком гелия является его высокая стоимость. Данная проблема решается  использованием рациональных схем введения гелия в печь, в том числе предусматривающих многократное использование одних и тех же порций газа.

Подведем итог. Преимущества вакуумной термообработки на лицо: отсутствие окисления и обезуглероживания, снижение степени коробления деталей (даже при закалке в масле), высокая гибкость оборудования, увеличение производительности процесса, высокая экологичность и безопасность процессов, повышение культуры термических производств.

Отжиг нержавеющей стали 12х18н10т

Вакуумный отжиг нержавейки

Сталь 12Х18Н10Т (Х18Н10Т) коррозионностойкая хромоникелевая сталь аустенитного класса

Заменители: Сталь 08Х17Т, Сталь 08Х18Т1, Сталь 15Х25Т, Сталь 10Х14Г14Н4Т, Сталь 08Х18Н10, Сталь 12Х18Н9Т, Сталь 08Х18Н10Т, Сталь 08Х18Г8Н2Т, Сталь 08Х22Н6Т, Сталь 12Х17Г9АН4, Сталь 08Х18Н10ГТ, Сталь 12Х18Н10ГТ, Сталь 08Х18Н12Б, Сталь 03Х23Н6, Сталь 03Х17АН9

Сталь 12 Х 18Н10Т применяется в пищевой, нефтяной, химической промышленности, машиностроении, топливно-энергетическом комплексе и других отраслях.

Она используется для изготовления нержавеющих емкостей, рассчитанных на работу под высоким давлением, производства сварной аппаратуры и деталей, предназначенных для контакта с окислительными средами, растворителями, кислотами умеренной концентрации. Также ее часто применяют в криогенной технике, теплообменном, емкостном оборудовании.

Одной из разновидностей продукции, изготавливаемой из стали 12 Х 18Н10Т, является проволока диаметром 0,3 мм.

Она обладает отличными антикоррозионными свойствами и часто используется в качестве сырья для производства различных конструкций и деталей, работающих в сложных эксплуатационных условиях.

На ее основе создаются тканые сетки и фильтры, предназначенные для очистки воды, а также различных агрессивных сред температурой до 790 о С.

Основная сфера применения проволоки 0,3 мм — сварка конструкций из сплава 12 Х 18Н10Т и других нержавеющих сталей в случаях, когда использование обычных электродов из углеродистых сталей невозможно.

Кроме того, она хорошо подходит для производства подвижных частей машин и механизмов, которые в процессе эксплуатации подвергаются высоким механическим, термическим нагрузкам или воздействию агрессивных веществ.

По способу изготовления проволока 0,3 мм бывает холоднотянутой или термически обработанной, по степени точности — нормальной или повышенной точности, по пластичности — 1, 2, 2А, 3 классов.

На всех этапах производства, от подготовки сырья до отгрузки готовой продукции, выполняется тщательный контроль качества.

Благодаря этому материал в точности соответствует государственным стандартам как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам.

Термообработка нержавеющей стали – это специальное тепловое воздействие на металлическую основу с целью последующего изменения определенных свойств или структуры металла.

1 Отжиг стали 1 рода – важный этап термообработки

Отжиг металла включает в себя нагревание до определенной температуры, затем выдержку и обработку при той же заданной температуре и постепенное охлаждение.

Такая процедура необходима для получения максимально эластичных свойств металла, а также получения полноценной, равновесной структуры и снижения первоначальных прочностных характеристик. Таким образом, процедура бывает двух родов.

В первом случае обработка металла не несет в себе каких-либо существенных структурных потерь, во втором отжиг направлен на создание определенных свойств, на всех этапах и видах отжига остановимся подробнее далее в статье.

Читать также:  Укладка греющего кабеля под плитку

Гомогенизация стали – способ температурной обработки, при котором уменьшается химическая неоднородность металлических свойств.

Так как полностью избавиться от неоднородности химического состава металла невозможно, приходится уменьшать ее с помощью специального этапа отжига.

В течении длительного периода металл держат при высокой температуре, это способствует максимально высокому движению атомов кристаллической решетки, за счет чего (обычно в диапазоне 48-62 часов) химическая неоднородность выравнивается до необходимых норм.

Рекристаллизация – еще один способ обработки металла, при котором происходит его нагрев до высоких температур (выше температуры начала кристаллизации), а затем медленное и продолжительное охлаждение.

Продолжительность подобной процедуры зависит от типа металла, его размеров и изначальных свойств. Как правило, среднее время рекристаллизации равно 2-2,5 часам.

В результате такого отжига увеличивается пластичность металла и уменьшается его прочность, кроме того, это необходимо для предотвращения наклепа или нагартовки, которые ведут к полному разрушению металлических свойств.

Снятие внутреннего напряжения металла – этот этап применяется для снятия напряжения, которое возникло в процессе других типов обработки. Чаще всего следствием необходимости такого процесса является неравномерный нагрев или охлаждение детали, шлифовка, порезка, сварка.

Таким образом, внутренние напряжения, которые создаются в различных частях сплава, могут в итоге влиять на прочность нержавеющей стали и приводить к деформации и нарушению допустимых пределов использования.

Снятие напряжения проводят при температурах существенно ниже порога начала кристаллизации, что обеспечивает равномерное распределение внутренней разрядки в металле.

При обычной температуре добиться нормализации напряжения можно лишь за очень долгий промежуток времени.

2 2 род – создание структурного равновесия в металле

В отличии от процесса первого рода, в данном случае удается добиться полного изменения структурных свойств металлического сплава. При этом специалисты в термообработке различают два вида отжига второго рода – полный и частичный.

Закалка – вид термической обработки, при котором сплав получает неравновесную структуру и максимально прочные свойства. При закалке происходит равномерное нагревание до высоких температур, затем обработка стали при этих же температурах и резкое, почти мгновенное охлаждение металла.

Закалка может также быть двух видов – с полиморфным превращением и без такового.

Читать также:  Как залезть на бетонный столб без когтей

В первом случае металл при обработке нагревается до температуры, при которой происходит замена типа кристаллической решетки на нужную в одном из основных легирующих элементов сплава.

Во втором обработке подвергается металлический сплав с органическим сочетанием легирующих элементов одного в другом.

Иногда подобный процесс также называется старением, и необходим он для получения равновесия в структуре сплава и необходимого уровня свойств.

Отпуск металлического сплава – еще один вид термообработки, который направлен на уменьшение напряжения с полиморфным превращением.

Этот процесс необходим для придания металлу оптимального сочетания свойств пластичности и прочности.

Различают четыре этапа в процессе отпуска, которые направлены на создание естественного или искусственного старения металла. Эти факторы напрямую влияют на характеристики прочности и твердости.

3 Химическая обработка и повышение коррозионной стойкости

Химическая обработка представляет собой одновременное воздействие на металл температуры среды и химических свойств с тем, чтобы влиять на поверхность детали.

Как правило это либо повышение антикоррозионной защиты поверхности, либо создание специальных слоев, например, дополнительных износостойких или антифрикционных возможностей металла.

При термомеханической процедуре происходит одновременная деформация и термическая обработка металла (например, ковка, закалка), что также влияет на конечные свойства металла, причем при термообработке можно добиться существенно лучших показателей, чем при обработке металла двумя способами по отдельности.

Чтобы повысить стойкость металлического сплава к коррозии межкристального типа, необходимо добавить дополнительные легирующие элементы в процессе термической обработки. Наиболее эффективными элементами в данном случае выступают Cr и Ni – свинец и никель соответственно. В процессе обработки антикоррозийная защита стали включает в себя такие виды работ, как:

  • снижение содержание кристаллов азота и углерода в составе;
  • введение дополнительных элементов (титан, свинец);
  • отжиг металла;
  • уменьшение времени охлаждения при термической обработке.

Самые распространенные и массово применяемые виды стали – хромистые. В них нет полиморфных превращений, что упрощает процесс их обработки. Поэтому чаще всего обработка таких сталей сводится либо к смягчению (отжиг) либо к упрочнению материала (закалка).

Температура при этом выбирается в зависимости от желания производителя получить те или иные свойства в доминирующем виде.

Температура в первом случае не должна превышать 900 градусов, а закалка и отпуск проводятся в печи при оптимальных температурах нагрева до 650 градусов.

Читать также:  Саморезы с шайбой по дереву

Таким образом, термообработка стали является самым распространенным способом улучшения свойств сплава и придания ему необходимой формы и содержания. Изделия после термообработки применяются в различных областях строительства и промышленности.

Кроме того, с ее помощью можно добиться увеличения срока службы стальной конструкции (антикоррозийное покрытие, механическая обработка). В зависимости от типа обработки и состава сплава различают и различные маркировки стали, по которым можно определить способ, которым она была обработана.

Конечно странно, но отжиг 12Х18Н10Т называется закалка (душа этот термин, естественно не приемлет) .Если максимальную пластичность при минимальной прочности и твердости, то эта “закалка” производится при 1050 при охлаждении на воздухе или в масло.

Учтите, что Ваша заготовка достаточно массивна и теплопроводность хреновая (на память порядка 16 Вт/м*град) , для прогрева до нужной температуры нужно время. Иначе по объему отжига-закалки на получите.Здесь можно прикинуть. [ссылка заблокирована по решению администрации проекта]Интуитивно, если на воздухе греть, то ваш габарит держать полчаса нужно после внесения в печь.

Кстати окисление таким образом микрон на 100 обеспечено — с потерей основных “вкусных” характеристик этой нержи. Если не волнует — грейте в неконтролируемой атмосфере.Если волнует — грейте в -соляной ванне, эндогазе, аргоне, вакууме (по нарастающей стоимости) .Я приспособу для тонколистовых полос сделал.

800 ампер к концам, белое свечение, отключение — и ширина 100 мм длиной 400 отожжена за секунды. И окисление на min толщину.До этого и в соли пробовал и ТВЧ, но оммический разогрев больше всего подошел.

Жаль, но этот способ для Вас не подойдет.

Вакуумный отжиг нержавейки

Вакуумный отжиг нержавейки

  • 1 Печи отжига
  • 2 Вакуумные печи для отжига

Отжиг – термическая обработка, позволяющая улучшить качество материала и характеристики изделий. Температурный режим процесса колеблется в широком диапазоне от 500°С до 1200°С.

Печи отжига

Печи отжига – универсальные установки, которые могут использоваться для других видов термической обработки. Производители электрических печей для отжига ориентируются при изготовлении оборудования на техническое задание, предоставленное заказчиком.

Различают основные типы печей отжига, которые используются в различных сферах:

  1. Печь для отжига металла. Оборудование широко применяется в металлургии. Различные требования к материалам обуславливают наличие на предприятиях установок нескольких типов: камерные, колпаковые и другие.
  2. Печь для отжига проволоки. Зачастую процесс производится в оборудовании шахтного типа. Смотанную проволоку обрабатывают температурой в течение определенного времени, заданного программой печи. После охлаждения проволока приобретает свои качества прочности и пластичности одновременно.
  3. Печь для отжига стали. Нашли применение в тяжелой промышленности. Обработка различных видов стали производится с отличными параметрами. Обработанный материал применяют для производства качественных деталей в машиностроении, авиационной промышленности, металлургии.
  4. Вакуумная печь для отжига. Установка позволяет производить операции в условиях вакуума или разреженного газа. Это обуславливает отсутствие нежелательных примесей и окисления материала. Применяется в различных отраслях промышленности.
  5. Печь непрерывного отжига. Применяется для производства цельных листов металла. Способствует приобретению материалом требуемых параметров. Твердость обрабатываемого сырья определяется выбранным режимом отжига.
  6. Печь светлого отжига. Применяется при производстве изделий, которые миновали процесс окисления. Оборудование представляет собой закрытую установку, в которой находится контролируемая атмосфера. Она позволяет обрабатывать металл в ограниченных требованиями условиях.
  7. Колпаковая печь отжига. Используется в промышленном производстве небольших изделий и деталей. Также нашла применение при изготовлении рулонов листового материала. Отличительной чертой установки служит широкий диапазон температур, а также возможность отжига без окисления металла.
  8. Печь для отжига с выкатным подом. Предназначена для обработки больших изделий или емкостей с крупной партией изделий с небольшими габаритами. Рабочая камера установки имеет горизонтальную расположенность.
  9. Вакуумная печь для отжига стали. Используется для производства чистого материала без примесей и окислов. Изделия не требуют дополнительных операций на поверхности, которая отличается гладкостью и прочностью.
  10. Печь для отжига в азоте. Применяются для обработки стали в герметичной камере. Использование азота в качестве восстановительной среды позволяет предотвратить обезуглероживание обрабатываемого материала. Такой способ отжига зачастую распространен в колпаковых печах.

Купить печи для отжига можно в специализированных компаниях, сотрудничающих с производителями. В зависимости от габаритов, необходимых параметров установки цена на вакуумную печь для отжига колеблется в широком диапазоне.

Печи для отжига изготавливаются не только для работы с металлическими изделиями. Производятся установки для термической обработки стекла и других материалов.

Наиболее распространен в промышленности в качестве сырья металл, поэтому производители ориентируются на этот спрос.

Производители печей светлого отжига предлагают оборудование, в котором присутствует возможность установить такие параметры и условия процесса, при которых поверхность обрабатываемого материала не будет взаимодействовать с внешними элементами.

Вакуумные печи для отжига

В условиях вакуума возможно более быстрое достижение температуры кипения и плавления.

Вакуумный отжиг происходит путем нагрева обрабатываемого сырья до критических точек температурного режима и выше них.

После действия температуры в течение определенного времени производится плавное остужение детали. Такая обработка обуславливает равномерность структуры изделия не только снаружи, но и в сечении.

Отжиг способствует снижению показателя твердости материала, удалению напряжений, наклепа и химической неоднородности. Также повышаются показатели обрабатываемости сырья.

В вакууме возможна процедура дегазации, которая обеспечивает улучшение всех характеристик заготовки. Вакуумные печи для отжига обеспечивают откачку воздуха в рабочем объеме, а также температурный режим от 700°С.

Оборудование дополнительно оснащено специальным водяным охлаждением принудительного характера.

Источник: http://inlinecom.ru/pechi-otzhiga/

Вакуумный отжиг нержавейки — Справочник металлиста

  • 1 Отжиг стали
  • 2 Закалочные вакуумные печи
    • 2.1 Цена на закалочные печи
    • 2.2 Тип E
    • 2.3 Печь для закалки металла по выгодной цене
    • 2.4 Тип RD, с фронтальной загрузкой с цилиндрической камерой нагрева из графита
    • 2.5 Тип IKU *2PLUS*
    • 2.6 Тип M
    • 2.7 Тип МЕ, с цельнометаллической камерой нагрева
    • 2.8 Тип B8_T, вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.9 Тип VSE8_T, вертикальная вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.10 Тип BMICRO, компактная вакуумная печь для промышленных и лабораторных применений
    • 2.11 Тип B5_T, вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.12 Тип B5_TН, вакуумная печь для закалки на масло при высокой температуре
    • 2.13 Тип B6_TН, универсальная многофункциональная вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.14 Тип P16_TH, многофункциональная вакуумная печь высокой температуры для закалки маслом и цементации
    • 2.15 Тип V6_TH, двухкамерная вертикальная вакуумная печь для закалки на масло
    • 2.16 Тип BA5_, вакуумная печь для пайки алюминия
    • 2.17 Тип B5_R, вакуумная печь для термической обработки при низкой температуре
    • 2.18 Станки от компании «СМК»:
  • 3 Как закалить нержавейку в домашних условиях: видео, советы, нюансы
  • 4 Технология вакуумной термической обработки
  • 5 Особенности закалки нержавейки в домашних условиях

Отжиг стали

Вакуумный отжиг нержавейки

Ассортимент изделий из металла огромен и в каждом случае требуются определенные, часто специфические качества материала. Обеспечить полный перечень марок производитель не в состоянии.

Металлургические предприятия предлагают сырье, отвечающее ГОСТ, которое впоследствии дорабатывается на обрабатывающих производствах. Одна из ключевых операций — отжиг стали. На этой стадии металл приобретает необходимые технические свойства для последующей обработки.

Чтобы понять, что такое отжиг стали, необходимо понимать для чего он делается, и какие процессы при этом происходят.

Отжиг стали

Почему необходима термическая обработка металла

Операцию проводят с целью улучшения технологических качеств сырья. Ключевым фактором становится температура отжига стали, которую необходимо выдерживать определенное время. При этом достигаются следующие цели:

  1. Снижение твердости. Качественные показатели после обработки позволяют существенно уменьшить трудозатраты, сократить время операций, используя более широкий перечень режущих инструментов.
  2. Улучшение микроструктуры. Под действием высокой температуры в определенный временной промежуток происходят существенные изменения на молекулярном уровне. Полученная однородная структура стали после отжига оптимальна для последующих механических и физических операций.
  3. Для снятия внутренних напряжений. В процессе первичной обработки на металлургических предприятиях в металле возникает дисбаланс кристаллической структуры. Правильно подобрав виды отжига стали, достигают необходимых характеристик металла для конкретного случая.

Иногда достаточен неполный отжиг стали для получения нужных технологических кондиций. В зависимости от желаемых качественных показателей металла могут использоваться сложные и длительные по времени режимы.

Полный отжиг стали может длиться более суток для габаритных изделий.

Большую часть этого времени занимают нагрев до нужной температуры и медленное остывание, регламентированное типом термической обработки при заданном стандарте.

Подробно режим отжига стали описан в специальной литературе. Некоторые операции предполагают соблюдение временного режима и точной температуры, вплоть да нескольких градусов.

Если есть муфельная печь, то процедуру можно выполнить качественно. Когда такого оборудования нет, то точно провести отдельные виды термообработки будет затруднительно.

Ориентироваться придется исключительно по цвету раскаленного металла.

Цвета каления стали

Сделать отжиг стали в домашних условиях можно по упрощенной схеме. Проконтролировать температуру предмета, нагретого газовой горелкой точно не получится. Регулировать режимы нагрева и остывания металла можно только примерно.

При обработке стали в домашних условиях сделать структурный анализ невозможно. Определяется температура неполного отжига только визуально. Целями в бытовых условиях становятся снижение прочности и повышение обрабатываемости изделия.

Микроструктура стали после отжига меняется и можно проводить дальнейшие операции.

Виды отжига

Принято делить эту операцию на два основных вида. Отжиг стали может быть 1-го и 2-го рода. В первом случае не происходит фазовой рекристаллизации, но металл приобретает нужные качества. Устраняются последствия механической обработки металла на прокатных станах, штампах.

Упрочнение поверхности стали после физического воздействия на металлургическом комбинате называют наклепом.

Главное назначение отжига стали 1-го рода — снижение прочности и повышение пластичности, необходимой для дальнейшей обработки. Частичная рекристаллизация снижает внутренние напряжения, что делает изделия более надежными и долговечными.

Отжиг стали 2-го рода характеризуется кардинальными изменениями структуры. Фазовая рекристаллизация достигается нагреванием металла выше критических точек и точным выполнением режима охлаждения по температуре и времени. Такие виды отжига и их назначение определяются производственными задачами для получения необходимых качеств металла.

Критические температуры являются серьезным фактором риска.  В ряде случаев, например, при пережоге, возникают необратимые изменения в структуре. Такой металл отправляется на переплавку.

Термообработка, отжиг и нормализация сталей сложный процесс дающий возможность получить из исходного сырья продукцию, отвечающую по заданным характеристикам запросы производителей конечных изделий.

Полный, неполный отжиг

Применяют термическую обработку для достижения необходимых качеств металла. Цель отжига стали определена как получение заданных технологических свойств. Они могут быть как общими, так и достаточно специфичными.

Так неполный отжиг заэвтектоидной стали допустим при изготовлении конструкционных элементов, но при производстве деталей с заданными характеристиками будет недостаточен. Изменения структуры металла в обоих типах обработки различны. Играет роль не только время отжига стали, но и температура.

Важным фактором успешного решения задачи является и режим охлаждения.

Полный отжиг стали

При неполном отжиге стали температура не достигает верхней критической точки. Менее жестки и требования по выдержке времени охлаждения. Выполняя полный отжиг сталей, металл разогревают выше критической точки.

Затем выдерживают указанное время и точно выполняют график охлаждения. При термообработке, отжиге важно учитывать марку сырья, твердость, химический состав, поскольку технология и режимы определяются нормами ГОСТ.

Изотермический отжиг

Этот вид обработки применяется главным образом для легированных сплавов. Изометрический отжиг стали заключается в нагревании металла до аустенитного состояния с последующим ускоренным охлаждением до 660-680° C. Затем заготовку выдерживают при этой температуре, пока аустенит не превратится в перлит. После этого металл охлаждают на воздухе естественным способом.

Это самый быстрый и эффективный способ повысить пластичность металлов с высоким содержанием хрома.

Высокотемпературный отжиг нержавеющей стали и некоторых других конструкционных, инструментальных сплавов делается таким способом. Подобная технология позволяет снизить твердость легированных материалов до уровня, позволяющего эффективно обрабатывать впоследствии заготовку на металлорежущем оборудовании.

Изотермический отжиг характеризуется особым методом охлаждения. Заданное время материал выдерживается при температуре, указанной в нормах на одном уровне, а не падает постепенно, как в других вариантах обработки. Формирование однородной структуры происходит за счет полного распада аустенита и преобразований ферритов и перлитов. Таким способом обрабатывают жаростойкие сплавы.

Эффективна эта методика для обработки небольших изделий, штамповок, инструментальных заготовок.

Изотермический отжиг имеет небольшой по времени технологический цикл, однако достаточно эффективный для решения многих производственных задач.

Диффузионный отжиг

Согласно отраслевым нормам, этот вид термообработки можно отнести к экстремальным. Металл нагревается до максимально возможной температуры, превышающей критические точки. Технология часто применяется для сплавов со сложными и легкоплавкими соединениями.

При этом структура заэвтектоидной стали после отжига становится менее твердой и значительно пластичнее, что позволяет использовать широкий набор приемов для дальнейшей обработки.

Метод требует полного контроля и соблюдения технологии, поскольку высоки риски перегрева и пережога, что может привести частично или полностью к утрате необходимых качеств и такой металл к дальнейшим операциям будет непригоден. Точная температура полного отжига доэвтектоидной стали и других марок металла есть в специальных справочниках.

Диффузионный отжиг стали

Правильно выполненная термообработка позволяет получить:

  • равновесный химический состав;
  • рост зерна;
  • растворение избыточных фаз;
  • образование, рост пор.

Последний пункт является побочным эффектом, относится к дефектам и при производстве стараются избегать возникновения этого явления. Технология отжига стали этим методом требует навыков и знаний, понимания разницы между отдельными видами и марками металла.

Рекристаллизационный отжиг

Методика, позволяющая избавиться от многих нежелательных качеств металла. Рекристаллизационный отжиг стали проводят с целью снять наклеп и другие последствия после некоторых механических операций. Технология применяют для обработки:

  • листового проката;
  • проволоки;
  • прутков;
  • труб;
  • штамповки.

После рекристаллизационного отжига стали металл приобретает необходимые характеристики для получения изделий с заданными качествами.

Выбор технологии определяется химическим составом. При процедуре материал нагревают до значений, превышающих температуру кристаллизации не менее чем на 100-200° C. Необходимые свойства появляются в разной степени в зависимости от вида обработки. Чаще используют полный отжиг. При этом структурные изменения более существенные. В ряде случаев достаточен неполный отжиг.

Температурные зоны для рекристаллизационного отжига

Особенности отжига различных видов стали

Все термические операции с металлом проводят в строгом соответствии с предписанными требованиями к каждой марке. Определяющим значением становится содержание углерода, других металлов в составе сплава. Фактором, влияющим на твердость после отжига стали, является время выдержки в печи и режим охлаждения.

Для того чтобы точно выполнить условия охлаждения часто используются 2 печи. В одной поддерживается максимальная температура, а во второй изделие выдерживают необходимое количество времени до завершения внутренних структурных процессов.

Так температура отжига нержавеющей стали в первой камере может превышать 1000° С, а потом изделия выдерживают несколько часов при 900° С и охлаждают до 300° С со скоростью 50-100° С в час. Дальнейшее охлаждение проводится на воздухе.

Режимы отжига легированных инструментальных сталейРежимы отжига углеродистых инструментальных сталейРежимы отжига быстрорежущих сталей

Значительную долю в общем объеме термообработки занимают доэвтектоидные стали. углерода в них менее 0, 8%.

Структуру составляют феррит и перлит, поэтому в большинстве случаев достаточно провести неполный отжиг доэвтектоидных сталей, что снизит твердость и повысит пластичность. Низкоуглеродистые сплавы используются в больших объемах в строительстве, в конструкциях, возводимых в народном хозяйстве.

Однако в отдельных случаях требования к структуре металла более жесткие. Тогда необходимо проводить полный отжиг доэвтектоидных сталей для снятия напряжений и получения равновесной структуры с заданными качествами. Применяемый способ выбирается, опираясь на требования производителей, возможности имеющегося обрабатывающего оборудования.

В технической документации обозначены температуры и время, необходимое при отжиге, для достижения качеств получаемых закалкой и отпуском.

В процессе термической обработки происходят сложные изменения структурного характера, которые можно анализировать только на специальном оборудовании. Разрабатывались нормы и рекомендации, опираясь на научные данные, выполнение которых в производственных условиях обязательно.

Получаемая структура при отжиге и другие показатели строго регламентированы и в домашних условиях практически невыполнимы. Однако добиться изменения структурного строения, сделать металл мягким и податливым своими руками можно. Качество отожженной стали для бытового применения будет достаточным.

Для домашнего мастера не важно, эвтектоидного или аустенитного класса сплав у обрабатываемой детали.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вакуумный отжиг нержавейки – Справочник металлиста

Вакуумный отжиг нержавейки

  • 1 Отжиг стали
  • 2 Закалочные вакуумные печи
    • 2.1 Цена на закалочные печи
    • 2.2 Тип E
    • 2.3 Печь для закалки металла по выгодной цене
    • 2.4 Тип RD, с фронтальной загрузкой с цилиндрической камерой нагрева из графита
    • 2.5 Тип IKU *2PLUS*
    • 2.6 Тип M
    • 2.7 Тип МЕ, с цельнометаллической камерой нагрева
    • 2.8 Тип B8_T, вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.9 Тип VSE8_T, вертикальная вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.10 Тип BMICRO, компактная вакуумная печь для промышленных и лабораторных применений
    • 2.11 Тип B5_T, вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.12 Тип B5_TН, вакуумная печь для закалки на масло при высокой температуре
    • 2.13 Тип B6_TН, универсальная многофункциональная вакуумная печь для термической обработки при высокой температуре
    • 2.14 Тип P16_TH, многофункциональная вакуумная печь высокой температуры для закалки маслом и цементации
    • 2.15 Тип V6_TH, двухкамерная вертикальная вакуумная печь для закалки на масло
    • 2.16 Тип BA5_, вакуумная печь для пайки алюминия
    • 2.17 Тип B5_R, вакуумная печь для термической обработки при низкой температуре
    • 2.18 Станки от компании «СМК»:
  • 3 Как закалить нержавейку в домашних условиях: видео, советы, нюансы
  • 4 Технология вакуумной термической обработки
  • 5 Особенности закалки нержавейки в домашних условиях

Ассортимент изделий из металла огромен и в каждом случае требуются определенные, часто специфические качества материала. Обеспечить полный перечень марок производитель не в состоянии.

Металлургические предприятия предлагают сырье, отвечающее ГОСТ, которое впоследствии дорабатывается на обрабатывающих производствах. Одна из ключевых операций — отжиг стали. На этой стадии металл приобретает необходимые технические свойства для последующей обработки.

Чтобы понять, что такое отжиг стали, необходимо понимать для чего он делается, и какие процессы при этом происходят.

Отжиг стали

Отжиг в вакууме

Отжиг — это один из видов термообработки, сочетающий нагрев до определенной температуры, выдержку и охлаждение.

Специфика отжига в вакууме состоит в удалении кислородной атмосферы, способной окислять поверхности отжигаемых деталей.

Процесс отжига обычно используется для получения мягкой структуры изделия или полуфабрикатов и оптимизации последующих процессов (машинная обработка, формовка). Параметры зависят от материала и желаемой структуры.

Закалка в вакуумной печи

Процесс закалки — это тип термообработки, заключающийся в нагреве материала выше определенной критической температуры с последующим быстрым охлаждением. Для проведения закалки в вакуумной печи процесс, как правило, проводят в две стадии: 1) нагрев под вакуумом, 2) подача холодного газа (азот, гелий, водород) до заданного давления (например, до 20 бар).

Цементация

Одним из наиболее важных процессов является цементация. После предварительного вакуумирования, детали нагреваются до 900 — 1000 °C, при этом в печь дозируется специальный углеродосодержащий газ (пропан, бутан, пары жидких углеводородов и т.д.). Газ подвергается крекингу на поверхности детали с образованием плёнки углерода, который реагирует с поверхностью детали.

После завершения этого процесса детали проходят закалку для получения соответствующих качеств. Результатом является более высокая устойчивость к напряжению и трению на поверхности детали. Сердцевина детали остается более мягкой, что позволяет детали переносить более высокие напряжения в течение всего срока службы. Например, все детали коробок передач проходят эту обработку.

Требования к вакуумным насосам для термообработки

На выбор вакуумного насосного оборудования влияет ряд факторов:

  • материал нагревательных элементов и реторты печи (так например, в вакуумных печах с графитовыми нагревательными элементами нельзя достичь вакуума выше 10-3 мм рт.ст.) даже при использовании высоковакуумных насосов;
  • объём и величина натекания камеры;
  • уровень вакуума;
  • допустимость следов углеводородов или безмасляный вакуум.

Наиболее типичными насосами для комплектации вакуумных печей являются: пластинчато-роторные насосы, турбомолекулярные насосы, диффузионные насосы, откачные станции Рутса.

Источник: http://agilent.millab-vacuum.ru/primenenie/11-termoobrabotka

Фланец нержавейка. Особенности термической обработки нержавеющих фланцев

Фланец нержавейка — нержавеющие стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т, 06ХН28МДТ являются высоколегированными, поэтому для придания фланцам требуемых или заданных механических свойств, термообработка выполняется в различных режимах.

Для деталей трубопроводов из углеродистой стали и фланцев из нержавеющей стали различие в термической обработке состоит в выборе различных температур и скорости нагрева, длительности выдержки фланцев в печи при этих температурах и способе дальнейшего охлаждения нержавеющих фланцев.

Вообще, фланцы из высоколегированных сталей (например, фланцы 08Х18Н10Т) менее теплопроводны по сравнению с углеродистыми (фланцы 09Г2С). Это необходимо учитывать и особенно осторожно нагревать детали трубопроводов из стали, содержащей такие элементы, как вольфрам и титан. Летучесть и способность к выгоранию таких легирующих добавок при нагреве и плавке значительна.

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.