Термічна обробка cталі

Термічна обробка металів розділяється на обробку чорних металів і кольорових. Нижче піде мова конкретно про види термічній обробці сталі. Також можете ознайомиться з термічною обробкою кольорових металів.

Випалювання — нагрівання сталевого виробу до температури 840—900 °С, витримка при цій температурі не менше 2 год. і охолодження разом з піччю. Цей метод застосовують при виготовленні із загартованого виробу іншого або ж коли попереднє загартування було невдалий і інструмент потрібно знову загартувати. Якщо гартувати необпалені деталі, то в них можуть виникнути тріщини, структура металу стане неоднорідної, що різко погіршує якість виробу.
Дрібні деталі відпалюють, нагріваючи на масивних напружених сталевих штабах, з якими їх прохолоджують. Іноді виріб нагрівають ацетиленовим пальником, що поступово віддаляють від виробу, щоб виріб поступово охолонув.

Нормалізація – це нагрівання сталевих виробів до відповідної температури й охолодження на повітрі.

Загартовування – нагрівання вуглецевих або деяких легованих сталей до певної температури й швидке її охолодження. У результаті цього змінюється кристалічна структура металу – він стає твердіше й більше антикорозійним. Мало-Вуглецеві сталі із умістом вуглецю до 0,3 % не гартуються. Залежно від марки сталь нагрівають до певній температурі. Так, стали В7, В7А нагрівають до 770—790 °С; В 8-В13А — до 760—780; Р 9-Р18 ДО 5-Ф2 – до 1235—1280 °С. При нагріванні вище цієї температури сталь втрачає свої властивості «Перепал» – непоправний шлюб. Це також стосується відпалювання та відпускання. У невеликих майстернях або в домашніх умовах температуру визначають за кольором розжарювання (у притінку), що здобуває виріб під час нагрівання:

Колір.                               Температура, °С
Темно-коричневий…………530-580
Коричнево-червоний ……..580-650
Темно-червоний …………….650-730
Темно-вишневий …………..730-770
Вишнево-червоний …………770-800
Світло-вишневий…………..800-830
Ясно-червоний ……………..830-900
Жовтогарячий …………….900-1050
Темно-жовтий …………….1050-1150
Ясно-жовтий ……………..150-1250
Світло-білий ……………….250-1350

Дрібні вироби, для того щоб не перепалити, краще нагрівати на попередньо нагрітій металевій підставці (наприклад, штабі). Температура нагрівання дорівнює температурі нагрівання виробу. Швидке охолодження приводить до твердого загартування, внаслідок чого можуть виникнути більші внутрішні напруження й навіть тріщина. Повільне охолодження може не дати потрібного по твердості загартування Охолодними середовищами можуть бути вода (звичайної температури або нагріта до температурі 50-50 °З), водяні розчини, масло й повітря. Кухонна сіль, їдкий натр або селітра, які додають до охолоджувачів, прискорюють охолодження. Для зменшення швидкості охолодження до води додають розчин мила, масляну емульсію, рідке скло, вапняне молоко й т.п.. Надмірно швидке охолодження водою часто приводить до дефектів виробу (внутрішні напруження, тріщини, деформація), а підвищення температури води зменшує його гартувальні властивості. Тому при послідовному загартуванні декількох деталей, щоб вони мали однакове загартування, воду часто заміняють або використовують велику посудину.
Рівномірно й досить швидко сталь прохолоджується в 8-12 % водяному розчині кухонної солі або їдкого натру при температурі 20 °С. Деякі стали для кращого загартування прохолоджують в 30 % розчині їдкого натру. Як охолодне середовище можна застосовувати розплавлені солі калієвої або натрієвої селітри. Нагрівання масла до 60-90 °З не зменшує швидкості охолодження, тобто не впливає на його гартувальні властивості. Охолодним середовищем для сталей може бути повітря (для тонких деталей) або повітря під тиском (від вентилятора, компресора). Деякі плоскі деталі (ножі) з нержавіючої сталі прохолоджують між двома металевими штабами.

Відпускання — нагрівання деталей до певної температури, витримуванню при цій температурі й швидке охолодження. Його застосовують після охолодження деталі в процесі загартовування, щоб зменшити крихкість і частково твердість. Є три види відпускання: низьке, середньому й високе відповідно в інтервалі температур до 350 °С, 350—500 і 500—680 °С. Найпоширеніше низьке відпускання. Нагрівання до 170 °С тільки знімає внутрішні напруження, але не змінює твердості сталі. Температуру нагрівання при відпусканні визначають спеціальним термометром, а якщо його ні, те за квітами мінливості, тобто квітами окисної плівки, що виникає на зачищеній поверхні виробу під час нагрівання:

Колір.                          Температура, °С
Світло-солом’яний ……200
Ясно-жовтий …………….225
Солом’яно-жовтий …….240
Коричнево-жовтий ……255
Червоно-коричневий …265
Пурпурно-червоний ….275
Фіолетовий ………………285
Синій ……………………….295
Ясно-синій ……………….315
Сірий (морська вода)…330

Після появи бажаного кольору в процесі нагрівання, деталь прохолоджують. У легованих сталей кольору мінливості з’являються при температурах на 12-17 °З нижче від наведених. Не маючи достатнього досвіду, нагрівати загартовані вироби для відпускання найкраще на розплавленому свинці, олові, цинку (для пружин) або в розплавленій суміші (нарівно) калієвої й натрієвої селітри. Це гарантує швидке й рівномірне нагрівання і його постійну температуру. Можна відпускання з’єднати з охолодженням. Для цього нагрітий робочий кінець інструмента занурюють під час загартовування на 20-25 мм у воду й тримають, поки метал не стемніє. Потім інструмент виймають із води, швидко очищають від охолодженої частини окалину напилком або шматком шліфувального кола. Як тільки з’явиться, потрібний колір мінливості, інструмент занурюють у воду спочатку наполовину, а потім повністю й тримають до охолодження. Читайте також, термічна обробка кольорових металів.