Режимы термообработки: Режимы термической обработки | Материаловедение

Содержание

Типовые режимы термической обработки сталей (Таблица)

Главная » Технологии







Автор admin На чтение 6 мин Просмотров 413 Опубликовано



Типовые режимы термической обработки сталей (Таблица)

Таблица составлена технологами термического цеха крупного предприятия для использования в практической работе и позволяет быстро и правильно назначить соответствующий режим термической обработки для 30-ти марок стали наиболее применяемых в машиностроении.

№ п/пМарка сталиТвёрдость (HRCэ)Температ. закалки, град.СТемперат. отпуска, град.СТемперат. зак. ТВЧ, град.СТемперат. цемент., град.СТемперат. отжига, град. СЗакал. средаПрим.
12345678910
1Сталь 2057…63790…820160…200 920…950 Вода 
2Сталь 3530…34830…840490…510   Вода 
33…35450…500    
42…48180…200860…880   
3Сталь 4520…25820…840550…600   Вода 
20…28550…580    
24…28500…550    
30…34490…520    
42…51180…220   Сеч. до 40 мм
49…57200…220840…880   
<= 22    780…820 С печью
4Сталь 65Г28…33790…810550…580   МаслоСеч. до 60 мм
43…49340…380   Сеч. до 10 мм (пружины)
55…61160…220   Сеч. до 30 мм
5Сталь 20Х57…63800…820160…200 900…950 Масло 
59…63 180…220850…870900…950 Водный раствор0,2…0,7% поли-акриланида
«—    840…860  
6Сталь 40Х24…28840…860500…550   Масло 
30…34490…520    
47…51180…200   Сеч. до 30 мм
47…57 860…900  Водный раствор0,2…0,7% поли-акриланида
48…54     Азотирование
<= 22    840…860  
7Сталь 50Х25…32830…850550…620   МаслоСеч. до 100 мм
49…55180…200   Сеч. до 45 мм
53…59180…200880…900  Водный раствор0,2…0,7% поли-акриланида
< 20    860…880  
8Сталь 12ХН3А57…63780…800180…200 900…920 Масло 
50…63 180…200850…870 Водный раствор0,2…0,7% поли-акриланида
<= 22    840…870 С печью до 550…650
9Сталь 38Х2МЮА23…29930…950650…670   МаслоСеч. до 100 мм
<= 22 650…670    Нормализация 930…970
HV > 670      Азотирование
10Сталь 7ХГ2ВМ<= 25    770…790 С печью до 550
28…30860…875560…580   ВоздухСеч. до 200 мм
58…61210…230   Сеч. до 120 мм
11Сталь 60С2А<= 22    840…860 С печью
44…51850…870420…480   МаслоСеч. до 20 мм
12Сталь 35ХГС<= 22    880…900 С печью до 500…650
50…53870…890180…200   Масло 
13Сталь 50ХФА25…33850…880580…600   Масло 
51…56850…870180…200   Сеч. до 30 мм
53…59 180…220880…940  Водный раствор0,2…0,7% поли-акриланида
14Сталь ШХ15<= 18    790…810 С печью до 600
59…63840…850160…180   МаслоСеч. до 20 мм
51…57300…400   
42…51400…500   
15

    

Сталь У7, У7А

    

НВ <= 187    740…760 С печью до 600
44…51800…830300…400   Вода  до 250, маслоСеч. до 18 мм
55…61200…300   
61…64160…200   
61…64160…200   МаслоСеч. до 5 мм
16Сталь  У8, У8АНВ <= 187    740…760 С печью до 600
37…46790…820400…500   Вода      до 250, маслоСеч. до 60 мм
61…65160…200   
61…65160…200   МаслоСеч. до 8 мм
61…65 160…180880…900  Водный раствор0,2…0,7% поли-акриланида
17

    

Сталь У10, У10А

    

НВ <= 197    750…770  
40…48770…800400…500   Вода  до 250, маслоСеч. до 60 мм
50…63160…200   
61…65160…200   МаслоСеч. до 8 мм
59…65 160…180880…900  Водный раствор0,2…0,7% поли-акриланида
18Сталь  9ХС<= 24    790…810 С печью до 600
45…55860…880450…500   МаслоСеч. до 30 мм
40…48500…600   
59…63180…240   Сеч. до 40 мм
19Сталь  ХВГ<= 25    780…800 С печью до 650
59…63820…850180…220   МаслоСеч. до 60 мм
36…47500…600   
55…57280…340   Сеч. до 70 мм
20Сталь Х12М61…631000…1030190…210   МаслоСеч. до 140 мм
57…58320…350   
21Сталь Р6М518…23    800…830 С печью до 600
64…661210…1230560…570 3-х кратн.   Масло, воздухВ масле до 300…450 град., воздух до 20
26…29780…800    Выдержка 2…3 часа, воздух
22Сталь  Р1818…26    860…880 С печью до 600
62…651260…1280560…570 3-х кратн.   Масло, воздухВ масле до 150…200 град., воздух до 20
23Пружин. сталь  Кл. II  250…320    После холодной навивки пружин 30-ть минут
24Сталь 5ХНМ, 5ХНВ>= 57840…860460…520   МаслоСеч. до 100 мм
42…46   Сеч. 100..200 мм
39…43   Сеч. 200..300 мм
37…42   Сеч. 300..500 мм
НV >= 450   Азотирование. Сеч. св. 70 мм
25Сталь 30ХГСА19…27890…910660…680   Масло 
27…34580…600    
34…39500…540    
«—    770…790 С печью до 650
26Сталь 12Х18Н9Т<= 181100…1150    Вода 
27Сталь 40ХН2МА, 40ХН2ВА30…36840…860600…650   Масло 
34…39550…600    
28Сталь ЭИ961Ш27…331000…1010660…690   Масло13Х11Н2В2НФ
34…39560…590   При t>6 мм вода
29Сталь 20Х1327…351050550…600   Воздух 
43,5…50,5200    
30Сталь 40Х1349,5…561000…1050200…300   Масло 














Термообработка различных металлов.

Термообработка стали. Режимы термообработки

Термообработка металла и всевозможных его сплавов представляет собой совокупность процессов, воздействующих на материал и меняющих его характеристики. К данной обработке относятся операции по нагреву, выдержке и охлаждению. Повышенные температуры или ее резкие перепады влияют на структуру образцов. Для проведения испытаний и исследований применяют специальный сушильный шкаф или печь.

 

Термообработка металла требуется для увеличения его свойств, таких как прочность, твердость и т.д.

История термообработки стали и других металлов

Развитие термообработки стали и прочих материалов началось в древние времена. Для закалки применялись примитивные, но при этом эффективные методы. Раскаленные поверхности погружали в разные жидкости:

  • Воду.
  • Масло.
  • Вино.

Постоянно досконально изучались свойства материалов, изменялись способы воздействия на них. Вначале XIX чугун стали помещать в емкости, наполненные льдом, которые засыпали сахаром. После того как поверхности в течение 20 часов прогревались можно было начинать ковку. Такая долгая процедура была необходима для того, чтобы не повредить хрупкую структуру.

Сегодня применяют специализированные трубчатые, шахтные печи для термообработки валов и прочих деталей, другие типы оборудования.

В середине XIX в. Д. К. Чернов подтвердил посредством испытаний, что при смене температур металл способен изменять свои первоначальные свойства

Основной принцип термообработки металлов

Термообработка металла выполняется строго определенный период. Общее время воздействия приравнивается к сумме:

  • Собственного нагрева до определенной отметки.
  • Времени, которое материал проводит максимально нагретым.

Показатели термообработки (ГОСТ) индивидуальны и варьируются в зависимости от:

  • Разновидности печи.
  • Размера детали.
  • Типа материалов.
  • Скорости фазных превращений свойств сплавов.

При слишком длительном термовоздействии на образец происходит обезуглероживание, как следствие – хрупкость и снижение прочности детали

Режимы термообработки, их особенности

Режимы термообработки можно разделить на три основные группы. Каждую определяет способ воздействия на материал:

  • Термический (только температурой).
  • Термомеханический (температурой и пластическими деформациями).
  • Термохимический (температурой и химическими веществами).

Также выделяют низко- и высокотемпературную обработку. В зависимости от необходимого эффекта используют камерные, шахтные, муфельные печи электрические и т.д.

Виды термообработки различных металлических деталей и образцов

Если рассматривать виды термообработки, можно выделить:

1. Отжиг

Деталь нагревается до определенной температуры и выдерживается в печи. После этого ее медленно охлаждают. Такой метод дает возможность улучшить структурные свойства сплава, снижает его твердость. Также он способствует образованию зернистости.

Отжиг обеспечивает гладкость фактуры, устраняет неровности

2. Закалку

Закаливание – процесс термообработки, при котором образец нагревают до оптимальной температуры, выдерживают нужное время и быстро охлаждают. Эта методика придает стали прочность и жесткость. С ее помощью снижают пластичность металла.

Во время закалки нужно внимательно следить за мощностью нагрева и скоростью остывания сплава

3. Отпуск

Применяется на завершающем этапе обработки. Поверхность нагревается и охлаждается с разной скоростью. Он помогает формировать структуру, закрепляет определенные свойства.

Управлять процессами можно при помощи терморегулятора, для выставления циклов используются программируемые модули

Печи для термообработки металлов и сплавов

Печи для термообработки (горизонтальные, вертикальные и т.д.) применяются в лабораториях, цехах и мастерских, заводах. Подобрать оборудование можно учитывая производственные мощности, технологию и прочие особенности работы.

Оборудование для термической обработки может быть выполнено с естественной или принудительной конвекцией

Печи для термообработки металла можно разделить на:

  • Индукционные. Нагрев и выделение жара происходит при движении тока через металлические детали в тигле.
  • Дуговые. Источником тепла служит переменный или постоянный ток, напряжение образуется при возникновении заряда между графитовыми электродами и металлом.
  • Газовые. Выполняются из материалов с высокими изоляционными свойствами.
  • Электрические. Наиболее распространены модели с нихромовыми пластинами, обеспечивающими быстрый и равномерный прогрев образцов.
  • Муфельные. Обрабатываемые детали защищены от повреждений нагревательными элементами при помощи муфеля.

Лабораторные и промышленные печи для термообработки легко разделить на категории, по характеристикам приборов. Учитывается объем камеры, максимальная мощность, тип конвекции, способ загрузки и прочее.

Современные печи для термообработки металлов характеризуются экономным потреблением электроэнергии

Вы можете приобрести электропечи для плавки алюминия и других сплавов, для выполнения задач в различных сферах деятельности. Звоните, подробнее о специфике работы с образцами расскажут специалисты ООО ТД «Лабор»!

4 типа термической обработки стали

В нашем последнем сообщении в блоге мы рассмотрели три этапа термической обработки, которые включают нагрев металла до заданной температуры (этап нагрева), выдерживание его при этой температуре в течение определенного периода времени. время (стадия замачивания) и охлаждение до комнатной температуры способом, который зависит от типа металла и желаемых свойств (стадия охлаждения). В этом посте мы рассмотрим четыре основных типа термической обработки стали, которым подвергаются сегодня: отжиг, нормализацию, закалку и отпуск.

Позвольте нам удовлетворить ваши потребности в термообработке

Kloeckner работает с рядом партнеров по термообработке стали, чтобы предоставить нашим клиентам качественные детали, соответствующие их спецификациям. Мы предлагаем термообработанные изделия «под ключ» из нашего общенационального запаса толстолистового, пруткового и листового проката.

Запросить предложение

Термическая обработка Сталь: отжиг

Целью отжига является действие, противоположное закалке. Вы отжигаете металлы, чтобы снять напряжение, смягчить металл, повысить пластичность и улучшить его зернистую структуру.

Без соответствующей стадии предварительного нагрева сварка может привести к получению металла с неравномерной температурой, даже к расплавленным областям рядом с областями, имеющими комнатную температуру. В этих условиях сварка может сделать металл более слабым: по мере охлаждения сварного шва наряду с твердыми и хрупкими участками возникают внутренние напряжения. Отжиг — это один из способов решения таких распространенных проблем и снятия внутренних напряжений.

Отжиг стали

Для отжига стали и других черных металлов для достижения наивысшего уровня пластичности вы должны медленно нагревать металл до соответствующей температуры, выдерживать его, а затем дать ему медленно остыть, либо погрузив его в какую-либо изоляционного материала или просто выключив печь и дав печи и детали медленно остыть вместе.

Время, в течение которого металл замачивается, зависит как от его типа, так и от массы. Если это низкоуглеродистая сталь, то для нее потребуется максимально возможная температура отжига, а по мере увеличения содержания углерода температура ее отжига будет снижаться. Чтобы узнать больше об отжиге, вы можете просмотреть наше руководство по отжигу для более подробного объяснения.

Термическая обработка стали: нормализация

Целью нормализации является устранение любых внутренних напряжений, возникающих в результате термообработки, механической обработки, ковки, штамповки, сварки или литья. Разрушение металла может быть результатом неконтролируемого напряжения, поэтому нормализация стали перед закалкой может помочь обеспечить успех проектов.

В чем разница между отжигом и нормализацией?

Нормализация применяется только к черным металлам, таким как сталь. Но есть еще одно ключевое отличие в процессе термообработки: при нормализации, после нагрева металла до более высокой температуры, после извлечения из печи его охлаждают на воздухе.

Нормализованная сталь прочнее отожженной. Обладая высокой прочностью и высокой пластичностью, она прочнее отожженной стали. Если металлическая деталь должна выдерживать удары или иметь максимальную ударную вязкость, чтобы противостоять внешним нагрузкам, обычно рекомендуется нормализовать ее, а не отжигать.

Поскольку нормализованные металлы охлаждаются воздухом, масса металла является ключевым фактором, определяющим скорость охлаждения и результирующий уровень твердости детали. При нормализации более тонкие детали быстрее остывают на воздухе и становятся тверже, чем более толстые. Но, при отжиге и его печном охлаждении твердость как толстой, так и тонкой детали будет сравнима.

Термическая обработка стали: закалка

Целью закалки является не только упрочнение стали, но и ее прочность. К сожалению, в закалке есть не только плюсы. Хотя закалка увеличивает прочность, она также снижает пластичность, делая металл более хрупким. После закалки вам, возможно, придется закалить металл, чтобы убрать некоторую хрупкость.

Для упрочнения большинства сталей следует использовать первые два этапа термообработки (медленный нагрев с последующей выдержкой в ​​течение определенного времени до однородной температуры), третий этап отличается. Когда вы закаляете металлы, вы быстро охлаждаете их, погружая в воду, масло или рассол. Для закалки большинства сталей требуется быстрое охлаждение, называемое закалкой, но есть и такие, которые можно успешно охлаждать на воздухе.

По мере добавления в сталь сплавов скорость охлаждения, необходимая для ее закалки, снижается. В этом есть и положительная сторона: более низкая скорость охлаждения снижает риск растрескивания или деформации. Твердость углеродистой стали зависит от содержания в ней углерода: до 0,80% углерода способность к закалке увеличивается вместе с содержанием углерода. Выше 0,80% вы можете увеличить износостойкость за счет образования твердого цементита, но вы не можете увеличить твердость.

Когда вы добавляете в сталь сплавы для повышения ее твердости, вы также увеличиваете способность углерода к закалке и укреплению. Это означает, что содержание углерода, необходимое для достижения наивысшего уровня твердости, ниже в легированных сталях по сравнению с простыми углеродистыми сталями. В результате легированные стали обычно обладают лучшими характеристиками, чем простые углеродистые стали. .

При закалке углеродистой стали ее необходимо охладить до температуры ниже 1000°F менее чем за одну секунду. Но как только вы добавите в сталь сплавы и повысите эффективность углерода, вы увеличите этот предел времени более чем на одну секунду. Это позволяет выбрать более медленную закалочную среду для получения заданной твердости.

Обычно углеродистые стали закаливают в рассоле или воде, тогда как легированные стали закаливают в масле. К сожалению, закалка — это процесс, вызывающий высокое внутреннее напряжение, и одним из способов снятия напряжения со стали является ее отпуск. Непосредственно перед тем, как деталь станет холодной, вы вынимаете ее из закалочной ванны при температуре 200°F и даете ей остыть на воздухе. Диапазон температур от комнатной до 200 ° F называется «диапазоном растрескивания», и вы не хотите, чтобы сталь в закалочной среде проходила через него. Читайте дальше, чтобы узнать больше о закалке.

Термическая обработка Сталь: отпуск

После закалки металла, будь то в корпусе или в пламени, и введения внутренних напряжений после быстрого охлаждения, присущего процессу, сталь часто бывает тверже, чем необходимо, и слишком хрупкой. Ответ может состоять в том, чтобы закалить сталь, чтобы уменьшить эту хрупкость и удалить или ослабить внутренние напряжения.

Во время отпуска вы: 

  • Нагрев стали до заданной температуры ниже температуры ее закалки
  • Выдержите сталь при этой температуре в течение определенного периода времени
  • Охлаждение стали, обычно в неподвижном воздухе

Если это звучит знакомо, вы правы! Отпуск состоит из тех же трех стадий, что и термическая обработка. Основное отличие заключается в температуре отпуска и ее влиянии на твердость, прочность и, конечно же, пластичность.

Когда вы закаляете стальную деталь, вы снижаете твердость, вызванную закалкой, и приобретаете определенные физические свойства. Закалка всегда следует за закалкой и, уменьшая хрупкость, одновременно смягчает сталь. К сожалению, размягчение стали при отпуске неизбежно. Но количество твердости, которое вы потеряете, можно контролировать в зависимости от температуры во время отпуска.

В то время как другие процессы термической обработки, такие как отжиг, нормализация и закалка, всегда включают температуры выше верхней критической точки металла, отпуск всегда проводится при температурах ниже ее.

При повторном нагреве закаленной стали отпуск начинается при температуре 212°F и продолжается до тех пор, пока не будет достигнута низкокритическая точка. Чтобы выбрать желаемую твердость и прочность, вы можете задать температуру отпуска. Минимум для отпуска должен составлять один час, если толщина детали составляет менее одного дюйма; если его толщина превышает один дюйм, вы можете добавить еще один час на каждый дополнительный дюйм толщины.

Скорость охлаждения после отпуска не влияет на большинство сталей. После извлечения стальной детали из закалочной печи ее обычно охлаждают на неподвижном воздухе так же, как в процессе нормализации. Но, как и во всех других процессах термообработки, есть некоторые различия, которые выходят за рамки этой статьи.

Если вы заинтересованы в отпуске, просто знайте, что отпуск снимает внутренние напряжения от закалки, снижает хрупкость и твердость и фактически может повысить предел прочности закаленной стали при отпуске до температуры 450°F; выше 450 ° F прочность на растяжение снижается.

Компания Kloeckner сотрудничает с рядом партнеров, занимающихся термообработкой стали, чтобы обеспечить наших клиентов качественными деталями, соответствующими их спецификациям. Мы предлагаем термообработанные изделия «под ключ» из нашего общенационального запаса толстолистового, пруткового и листового проката. Пожалуйста, свяжитесь с Kloeckner Louisville или позвоните по телефону (678) 259-8800, чтобы узнать о ваших потребностях в термообработке.

Позвольте нам удовлетворить ваши потребности в термообработке

Kloeckner работает с рядом партнеров по термообработке стали, чтобы предоставить нашим клиентам качественные детали, соответствующие их спецификациям. Мы предлагаем термообработанные изделия «под ключ» из нашего общенационального запаса толстолистового, пруткового и листового проката.

Запросить предложение

Термическая обработка — Точная пайка

Для создания максимально прочных и стойких деталей мы используем различные процессы и методы термообработки, опираясь на новейшее оборудование и десятилетия опыта в области металлообработки. От вакуумной термообработки и закалки до отжига и нормализации, а также ряда других услуг — мы подвергаем критически важные детали и инструменты термической обработке для увеличения срока службы и надежной эксплуатации.

Желаемые результаты, требуемая точность

В процессах термообработки важна точность. Наша команда имеет долгую историю соблюдения точных спецификаций и конечных свойств даже для самых важных компонентов. От правильного стеллажа до правильного линейного изменения температуры; от понимания свойств данного материала до знания того, какую закалочную среду использовать; у нас есть опыт и ноу-хау, чтобы гарантировать, что работа будет выполнена правильно от начала до конца.

основы термической обработки

Очень мало можно произвести без термической обработки — процесса, при котором металл нагревается и охлаждается под жестким контролем для улучшения его свойств, производительности и долговечности.

Термическая обработка может смягчить металл для улучшения формуемости. Он может сделать детали более твердыми, повысить прочность и укрепить хрупкие изделия.

Термически обработанные детали необходимы во многих отраслях промышленности: автомобилестроении, аэрокосмической, технологической и полупроводниковой, а также в энергетике.
Хотя железо и сталь составляют большинство термообработанных материалов, сплавы алюминия, меди, магния, никеля и титана также могут подвергаться термообработке.

Процессы термообработки требуют трех основных этапов:

  1. Нагрев до определенной температуры
  2. Выдержка при этой температуре в течение соответствующего периода времени
  3. Охлаждение в соответствии с предписанными методами Температурный диапазон наших установок с воздушной атмосферой составляет от 225F до 2050F. Время при температуре может варьироваться от нескольких секунд до часов, в зависимости от требований заказчика.

    Некоторые материалы медленно охлаждаются в печи, а другие требуют быстрого охлаждения или закалки. Некоторые криогенные процессы требуют обработки при температуре -120°F или ниже. Поверхностные технологии Aalberts — точная среда для пайки пайки включает воду и различные газы и зависит от требований к основному материалу, а также от возможностей печи. Каждая охлаждающая среда имеет определенные характеристики, которые делают ее идеальной для определенных применений.

    термообработка в вакууме

    Вакуумная термообработка обеспечивает равномерный нагрев и охлаждение, что сводит к минимуму деформацию и обеспечивает отличные металлургические свойства.

    ЕСТЬ ВОПРОС ПО ТЕРМООБРАБОТКЕ?

    Если вам нужны конкретные результаты термообработки, мы определим, какие процессы задействованы и какое из наших мест лучше всего подходит для ваших нужд.