30.12.2020

Сравнение способов термообработки металлов

Сравнение способов термообработки металлов

К термической обработке металлов прибегают для улучшения их эксплуатационных качеств. Термообработка применяется в промышленности с древних времён и в том или ином виде будет существовать всегда – по крайней мере, до тех пор, пока человечество не перестанет пользоваться металлическими изделиями.

С точки зрения физики, термическая обработка металла состоит в нагревании заготовок или металлопроката и их последующем охлаждении при разных внешних условиях. В процессе термообработки изменяется кристаллическая структура материала, что и влечёт за собой улучшение эксплуатационных параметров и характеристик.

Известны различные способы термической обработки металлов, но в число наиболее распространённых входят следующие:

  • закалка;
  • отжиг;
  • отпуск;
  • цементация.

Опишем подробнее особенности каждого из перечисленных способов.

Закалка

Целью закалки является увеличение прочности металла с одновременным устранением пластичности. Закалённые материалы требуются при изготовлении особо нагружаемых металлоконструкций и изделий с высоким пределом разрушающих нагрузок. Металл закаливается путём нагрева до 1500-2000 °C и быстрого перемещения в ёмкость, наполненную холодным техническим маслом. В результате такой «процедуры» поверхностный кристаллический слой уплотняется, и металл становится чрезвычайно прочным.

Существуют разные методы охлаждения закаливаемого металла – его охлаждают не только в масле, но и в обычной воде, а иногда помещают в расплавленные соли некоторых кислот, придавая тем самым металлическому сырью новые физико-химические свойства.

Отжиг

Этот способ отличается от описанной выше закалки медленным остыванием разогретого материала. То есть нагревается металл так же до очень высоких температур, но остывает без применения специальных средств – естественным путём. Результатом отжига становится снятие внутренних напряжений в кристаллической структуре металла, что приводит к улучшению механических свойств. В частности, отожжённая сталь легче обрабатывается на станках, что позитивно сказывается на качестве конечной металлопродукции.

Отпуск

Отпуском называется термообработка, при которой разогретый металл охлаждается до нормальной температуры ступенчато – в несколько этапов. Для этого отпускаемый материал охлаждают в специальных камерах. После отпуска металл становится более вязким. Нередко данную операцию проводят сразу после закалки. Это необходимо при получении специальных металлоизделий для строительных конструкций некоторых типов, к примеру, мостовых или тоннельных.

Цементация

Под цементацией понимается внедрение атомов углерода в поверхностную кристаллическую решётку металла. Данная операция делает материал более плотным и повышает износостойкость. Цементированные металлы применяются в машиностроении для производства узлов машин и механизмов, работающих в особо нагруженных условиях, например, лопаток газодинамических турбин. Насыщение металла углеродом осуществляется по диффузионной технологии с применением специального оборудования.

Дополнительным способом термической обработки металла можно называть термомеханическое воздействие, более известное многим под названием ковка. Суть этого метода заключается в разогреве заготовки до пластичного состояния и механическом воздействии на неё с целью придания заданной геометрической формы. Для выполнения этой работы используются особые штамповочные машины и гидравлические прессы.

Остались вопросы?

Оставьте заявку, и мы оперативно ответим на ваш вопрос.

Нажимая кнопку Отправить,
вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности