Что представляет собой термическая металлообработка

Всевозможные металлические, стальные и чугунные конструкции,
используемые в самых разнообразных отраслях и сферах человеческой профессиональной
деятельности, постоянно поддаются нагрузкам различных типов: динамического,
циклического, статического и т.д. Кроме того, в процессе функционирования на
поверхность изделий воздействуют агрессивные рабочие среды, критически высокие
или низкие температуры окружающей среды, механические факторы и т.д. Чтобы
обеспечить надлежащее состояние и функциональность конструкций, а также
максимально продлить срок их эксплуатации, на производственных предприятиях
используются всевозможные виды обработки металла с
помощью высоких температур. Данный вид воздействия называется термообработкой.

Процессы и
определения

Термообработка включает в себя несколько последовательных
этапов независимо от выбранной методики:

• Нагревание;
• Выдержка;
• Остывание.

В зависимости от требований к конечному результату параметры
нагрева, времени выдержки и способа остужения заготовки могут варьироваться.

Технология применяется с целью достижения структурных изменений,
как на поверхности обрабатываемой заготовки, так и на внутренних её слоях. Чаще
всего результатом становится физическое изменение молекулярных и
кристаллических связей, размеров зерна и дисперсии, упрочнение соединений и
повышение различных полезных свойств металлов.

Термообработке могут поддаваться самые разные металлы и
сплавы:

• Чугун, серый чугун;
• Различные марки стали;
• Сплавы цветных металлов.

Из последних наиболее часто для производства конструкций и
отдельных их элементов используют никель, алюминий, титан и т.д.

Примечательно, что в процессе термического воздействия
изменяется только структура заготовки, либо отдельной её части, а химический
состав остаётся неизменным. Чтобы влиять на него, необходимо использовать другую
методику – химико-термическую обработку, которая подразумевает использование
особых химических элементов, газов, других металлов и т.д. Единственный
возможный вариант, когда при обычной термической обработке изменяется
химический состав – это нарушение технологического процесса, при котором может
наблюдаться обезуглероживание и другие негативные последствия.

Некоторые виды
термической обработки

Пожалуй, самыми распространёнными способами термообработки
на сегодняшний день являются:

Отжиг. Процедура подразумевает постепенное нагревание заготовки
в специальной печи до определённой температуры, при которой начинают
происходить структурные изменения. Этот параметр должен быть чётко указан в
технических условиях к заказу. После достижения нужного показателя
осуществляется охлаждение принудительным способом. Отжиг может быть различных
видом и зависит от рабочих параметров нагрева, выдержки и остывания.

Закалка – самая распространённая технология, если необходимо
достичь максимальной твёрдости поверхности металла. При закалке происходит
перекристаллизация структуры, во время которой меняются и упрочняются
молекулярные связи. Достигается данный процесс при помощи нагрева и выдержки
при критических температурах определённое время. После этого осуществляется
быстрое остужение заготовки. В результате получается неравномерная поверхность
со смещённой массой. Чтобы восстановить нужное состояние, далее применяют ещё
один способ термообработки – отпуск.

Отпуск заключается в последовательном нагревании закалённой
заготовки до допустимых температурных пределов, а затем остужение на открытом
воздухе в течение нескольких часов. Данный процесс помогает снять внутренние
остаточные напряжения, снизить хрупкость детали и повысить её мягкость для
дальнейшей механической обработки – резания, точения, сверления и т.д.

Нормализация. По своей технологии она схожа с отжигом первой
степени, однако здесь наблюдаются и некоторые принципиальные отличия. К примеру,
после нагрева в печи при отжиге заготовка остывает там же, а при нормализации
остужение происходит на открытом пространстве при естественных температурах
окружающей среды.

Примечательно, что все эти виды термической обработки
являются самостоятельными и полноценными, но некоторых случаях могут
осуществляться в комплексе. Данный процесс будет значительно сложнее с
технологической точки зрения и более затратным по времени и финансам, но
возможности, достигаемые при подобном комбинировании, позволяют говорить о
максимально надёжных, прочных и качественных заготовках для любых нужд
человека.