Термообработка металла: основные виды и их особенности

Пожалуй, практически в каждой сфере деятельности в той или
иной степени применяются различные металлоконструкции и изделия. Однако
получить надлежащее состояние сырья, при котором готовый продукт будет обладать
лучшими эксплуатационными характеристиками, можно лишь при помощи различных процессов
обработки. Существует несколько разновидностей данного процесса, которые
отличаются не только конечным результатом, но и методиками воздействия. На ряду
с распространённой механической формовкой широко используется такой вариант,
как термическая обработка.

Термообработка металла
– процесс изменения структуры металла при помощи контраста температур, при
котором сырьё сначала нагревается, а затем охлаждается с определённой
скоростью.

Основные цели

Если механообработка используется для придания заготовке нужной
формы, получения отверстий и других параметров, то этот способ – не что иное,
как попытка изменить внутренние характеристики. При помощи высокой температуры
металл становится более прочным, гибким, эластичным, устойчивым к различным
видам повреждений и пагубного влияния агрессивных сред. В зависимости от
конечной цели могут использоваться самые разнообразные технологии термической
обработки, среди которых можно выделить:

• Закалку;
• Отпуск;
• Отжиг;
• Нормализацию.

Закалка и отпуск являются
частью одного процесса.  Сначала
заготовка нагревается выше критической температуры, при которой начинается
процесс кристаллизации. Закалённая сталь меняет форму соединений внутри, при
котором идёт неравномерное распределение массы. Такая операция предназначена
для улучшения характеристик прочности. Однако готовое изделие получается
твёрдым и хрупким, а значит, требует дополнительного отпуска. Отпуск – нагрев
закалённой стали до температуры ниже критической отметки, а затем постепенное
остывание на открытом воздухе.

Отжиг –
постепенное повышение температуры до установленной нормы ниже максимально
допустимого значения, и последующее охлаждение до нормального состояния.
Существует большое количество видов отжига, которые варьируются в зависимости
от скорости нагрева и скорости остывания. Единственным условием является
понижение температуры исключительно в самой печи.

Нормализация – процесс,
схожий с обжигом. Обработка осуществляется по тем же принципам с
последовательным нагревом и остыванием. Но последняя стадия проводится на
открытом воздухе без печи. В результате структура заготовки получается более
равномерной и монолитной, хоть это и занимает больше времени.

Побочные эффекты

Естественно, перепады температур могут разрушительно влиять
даже на самые прочные сплавы и марки стали. При несоблюдении технологии такая обработка металла
приводит к непоправимым последствиям. В данной сфере присутствует понятие
«пережёг», которое означает, что заготовка была нагрета слишком быстро или
медленно. В первом случае на поверхности могут появиться трещины. Во втором –
на металле образуется окалина, снять которую после остывания очень сложно.
Поэтому в процессе работы следует следить за температурным диапазоном, временем
нагрева и временем окончания нагрева. Только так можно обеспечить надлежащее
качество готового изделия или сырья.

Не стоит забывать и об обязательной процедуре отпуска после закалки.
Таким способом можно достичь максимальной прочности и уменьшить хрупкость
готового компонента. Кроме того, при поддержании определённой температуры
нагрева могут достигаться различные состояния металла для дальнейшего
использования. Определить их можно по цвету накаливания. Более подробная
информация приведена в таблице ниже:

Таким образом, можно контролировать процесс и останавливать
его тогда, когда это необходимо. Также стоит отметить, что есть способы
термохимической закалки, но это тема для отельной статьи.