Термообработка поковок

После того, как поковка прошла предварительную (механическую) обработку, ее подвергают окончательной термообработке. Благодаря специальным режимам нагрева и охлаждения заготовок, они приобретают специфические характеристики: повышенную прочность, износостойкость, пластичность и т. д.

Виды и особенности термической обработки поковок

Металлопрокат в целом и изделия из поковок в частности могут подвергать таким видам термообработки:

• отжиг;
• нормализация;
• закалка;
• отпуск.

Отжиг – это нагрев стали до температуры фазового превращения с последующим постепенным охлаждением. Отжиг бывает полным и неполным. При полном отжиге изделие нагревают до температуры, на 30-50 градусов выше перехода в аустенитную фазу. Затем его некоторое время выдерживают при данной температуре, после чего медленно охлаждают. В итоге сталь становится более пластичной, а ее твердость и прочность снижаются.

При неполном отжиге поковку прогревают до температуры чуть выше 723°C. Это позволяет устранить внутренние напряжения материала и улучшить его обрабатываемость.

Нормализация – это процесс нагрева поковки до температуры, на 50-60°C превышающей точку аустенитного превращения с непродолжительной выдержкой и охлаждением на воздухе. Благодаря нормализации удается получить сталь с мелкозернистой структурой. Такие изделия характеризуются высокой чистотой поверхности. Также они хорошо режутся.

Закалка – это нагрев заготовки до температуры, превышающей точку аустенитного превращения на 30-70°C с последующей выдержкой и быстрым охлаждением. Продолжительность выдержки должна быть достаточной для завершения фазового перехода. Охлаждение осуществляется посредством применения воды либо масла. Закаленная сталь характеризуется очень высокой прочностью и твердостью, однако в ней возникают сильные внутренние напряжения, делающие ее очень хрупкой. Поэтому после закалки поковку обязательно подвергают отпуску.

Отпуск бывает низким, средним и высоким. При низком поковку нагревают до температуры 150-250°C и выдерживают некоторое время. Это помогает снять внутренние напряжения со стали, однако в таком случае изделие будет плохо выдерживать динамические (ударные) нагрузки. Поэтому такую обработку используют лишь для получения режущего и измерительного оборудования.

Средний отпуск осуществляется при 350-500°C, в итоге сталь характеризуется высокой упругостью. Поэтому среднему отпуску подвергают пружины и рессоры. Высокий отпуск полностью снимает внутренние напряжения в материале, придавая ему хорошие пластичные свойства. К сожалению, при этом заметно снижается прочность стали. Температура высокого отпуска – 500-680°C.

Комбинация закалки и отпуска – наиболее распространенный вариант термообработки. Именно он позволяет получить поковки с оптимальным сочетанием механических характеристик.