Термическая обработка металлов и сплавов

Термическая обработка металлов является одним важных моментов при работе с черной и цветной металлургией. Металлы в таком случае могут менять свои свойства до необходимых показателей. В этой статье мы рассмотрим основные моменты, связанные с термической обработкой сплавов и некоторые важные нюансы и особенности, сопровождающие данную операцию.

Описание и назначение процесса

При производстве различные полуфабрикаты и металлические детали подвергаются термической обработке для придания таковым необходимых свойств, среди которых прочность, износоустойчивость, сопротивление коррозии и многое другое.

По сути, подобная операция представляет собой совокупность искусственно создаваемых процессов, когда в сплавах при значительных температурах случаются изменения в структуре физико-механического типа с сохранением химического состава металлов или их сплавов.

Используемые ежедневно в различных отраслях промышленности металлические изделия должны отвечать определенным требованиям, в особенности устойчивостью к износу. Металлический сплав в качестве сырья нуждается в усилении свойств эксплуатации, каких добиваются воздействием высоких температур.

Термообработка позволяет проделывать следующие действия:

1. В лучшую сторону изменяется первоначальная структура вещества;
2. Составляющие его компоненты перераспределяются между собой;
3. Становятся другими форма и размеры кристаллов.

В результате минимизируются внутренние напряжения металлов. Это ведет к повышению физико-механических свойств металлов, а также и их сплавов.

Процессы и разновидности

В целом термообработка металлов сводится к трем простейшим процессам, среди которых:

1. Нагреву сырья или полуфабриката до необходимой температуры.
2. Выдержке в заданных условиях.
3. Ускоренному охлаждению.

В настоящее время применяется несколько видов термообработки, отличающихся между собой определенными особенностями технологической обработки. Но в целом алгоритм обработки остается одинаковым.

Термообработка по способу совершения бывает следующих разновидностей:

1. Непосредственная обработка металлических материалов, куда включают закалку, отжиг, старение и обработку криогеном;
2. Термо-механический тип процесса включает аналогичный процесс с помощью высоких температур и механических воздействий на материал;
3. Химико-термический вариант предполагает обработку металла с включением процесса обогащения материала посредством добавления туда химических элементов по типу углерода, азота и хрома.

В зависимости от целей термообработки металла и его сплавов может применяться один из видов такой обработки.

Термообработка цветных сплавов

Так как цветные металлы отличаются между собой по различным свойствам, то обработка их ведется различными методами. Например, медные сплавы подвергаются рекристаллизационному отжигу для выравнивания своих свойств. Латунь подвергают низкотемпературному отжигу при 200 градусах Цельсия, так как она подвергается растрескиванию.

Бронза требует гомогенизации и отжига при 550 градусах. Магний же нужно подвергнуть отжигу, закалке и затем искусственно состарить. По такой же технологии действуют и в случае алюминия, так как это позволяет повышать его характеристики. Для титановых же сплавов надлежит произвести отжиг с рекристаллизацией структуры, закалку, старение, добавление азота и цементирование. В случае обработки чугуна существуют некоторые нюансы процесса, которые отличают его от обычных и цветных металлов.

Стадии обработки чугуна

Сплавы чугуна, получаемые при помощи литья, проходят термическое обрабатывание по немного иной технологии. Чугун должен пройти следующие стадии процесса:

1. Отжиг при температуре 500–600 градусов;
2. Нормализация материала;
3. Закалка при постоянной температуре или непрерывного вида;
4. Отпуск и азотирование для серых чугунов;
5. Алитирование для перлитных чугунов;
6. Хромирование.

Все вышеописанные процедуры позволяют улучшить основные свойства конечных чугунных изделий. Становится большим эксплуатационный период, исключаются возможности для появления трещин на используемом изделии, а также увеличивается жаростойкость и прочность такого обработанного материала.

Термообработка металлов и сплавов является важным процессом для черных и цветных металлов. За счет этого можно повысить эксплуатационные свойства материалов и увеличить срок их службы. Новые технологии позволяют обрабатывать любые виды сплавов с учетом их особенностей и структуры. В результате достигаются нужные показатели и оптимизируются производственные процессы в различных отраслях. Изучайте термообработку и увеличивайте срок службы изготавливаемых изделий!