Термообработка металла | Компания ОПТТОРГ

Термообработка металла

В металлургии давно существует разработанная система национальных и международных стандартов для обозначения марок сталей в соответствии с их химическим составом. Но химический состав прежде всего определяет пригодность стали для термической и механической обработки, которая и формирует свойства готового изделия.

Закалкой называется нагрев до температур порядка 1000° C с последующим охлаждением в воде, маслах, растворах солей или на воздухе, в зависимости от химического состава стали и вариантов технологии. При закалке формируются твердые (и хрупкие!) фазы системы ”железо-углерод” (мартенситная структура).

Отпуском называется выполняемый после закалки нагрев до температуры от 75 до 650° C, выдержка и охлаждение в одной из перечисленных выше сред. При отпуске происходит перераспределение фаз системы ”железо-углерод” в сторону снижения доли твердых и хрупких фаз (повышается вязкость стали). При заданном химическом составе конечное соотношение между твердостью и вязкостью стали обычно является компромиссом, который определяется назначением готового изделия. Во многих случаях вязкость может быть повышена только за счет твердости и наоборот. Для одного и того же химического состава стали обычно рекомендуются два типа отпуска:

  • низкий отпуск, после которого достигается наибольшая твердость;
  • высокий отпуск, после которого достигается наибольшая конструкционная прочность.

Иногда отпуск может проводиться в несколько этапов. Охлаждение при закалке и отпуске может производиться по заранее заданному температурному профилю (тогда эти операции выполняются в специальных печах).
Во время закалки и отпуска система ”железо-углерод” претерпевает разнообразные фазовые превращения, причем объем фаз может различаться на 10-15%.

При выполнении механической обработки изделия, уже прошедшего термическую обработку, надо следить за тем, чтобы его температура не повышалась настолько, чтобы происходили ”незапланированные” фазовые превращения. Высококачественный стальной крепеж обладает блестящими механическими свойствами благодаря такому виду термообработки изделий, как закалка с последующим высоким отпуском. При этом отпуск при температурах от 340 до 650 градусов Цельсия производится сразу после закалки. При этом достигается оптимальный компромисс между относительно высокими значениями сопротивления разрыву, высокими значениями отношения пределов текучести и разрыва при достижении достаточной вязкости. Такие свойства крепежных деталей необходимы для надежной реализации функции крепления при действии на соединение разнообразных внешних сил. Крепеж с высокими значениями класса прочности 8.8, 10.9, 12.9 -подвергается именно такой термообработке.