Термическая обработка металла

Основная цель термической обработки металлов — изменение их внутренней структуры для улучшения эксплуатационных характеристик. Конкретные цели могут включать:

✓ Повышение прочности и твердости:
Некоторые металлы после термической обработки становятся более прочными и твердыми, что особенно важно для инструментов и деталей, работающих под высокими нагрузками.

✓ Улучшение пластичности и вязкости:
В некоторых случаях требуется, чтобы металл был более пластичным и вязким, что позволяет ему лучше противостоять ударам и деформациям.

✓ Снятие внутренних напряжений:
Во время производства металла могут возникать внутренние напряжения, которые снижают его прочность и вызывают деформацию. Термическая обработка позволяет снять эти напряжения и стабилизировать структуру материала.

✓ Повышение устойчивости к коррозии:
Некоторые виды термической обработки могут улучшить антикоррозийные свойства металлов.

✓ Изменение магнитных свойств:
В некоторых случаях термическая обработка применяется для изменения магнитных свойств металлов, что важно для электротехнической промышленности.

Основные методы термической обработки

Термическая обработка включает несколько методов, каждый из которых преследует определённые цели и используется для разных типов металлов.

✓ Закалка
Закалка — это процесс нагрева металла до определённой температуры и последующего быстрого охлаждения в воде, масле или воздухе. Основная цель закалки — увеличение твёрдости и прочности металла. При этом процессе происходит образование мартенситной структуры, которая придает металлу высокую твердость, но делает его более хрупким.

✓ Отпуск
Отпуск проводится после закалки для снижения хрупкости металла и увеличения его пластичности. Металл нагревается до определённой температуры (ниже температуры закалки) и затем медленно охлаждается. В зависимости от температуры отпуска можно контролировать баланс между твёрдостью и пластичностью металла.

✓ Отжиг
Отжиг включает нагрев металла до высокой температуры, выдержку при этой температуре и медленное охлаждение. Этот процесс используется для снятия внутренних напряжений, увеличения пластичности и улучшения структуры металла. Отжиг применяется для подготовки металла к дальнейшей обработке, такой как прокатка или ковка.

✓ Нормализация
Нормализация похожа на отжиг, но охлаждение происходит на воздухе, а не в печи. Этот процесс используется для улучшения структуры металла, приведения его к однородному состоянию и улучшения механических свойств. Нормализация часто применяется к углеродистым сталям.

✓ Цементация
Цементация — это процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом с целью повышения твёрдости наружного слоя, сохраняя при этом вязкость и пластичность сердцевины. Сталь нагревается в среде, богатой углеродом, а затем закаливается. Этот метод широко используется для создания деталей с высокой поверхностной твёрдостью, таких как зубья шестерён.

✓ Азотирование
Азотирование — это процесс насыщения поверхности металла азотом, который придает ему высокую твёрдость и износостойкость. Азотирование обычно проводится при температуре 500-600°C, что позволяет избежать деформаций и других изменений в основной массе металла. Этот метод применяется для обработки инструментов и деталей, подверженных сильному износу.