АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Изотермический отжиг

Изотермический отжиг — это отжиг с нагревом до температуры выше Ас3 с последующим ускоренным охлаждением до температуры изотермической выдержки ниже Аr1. Длительность выдержки должна обеспечивать полный распад нестабильного аустенита на ферритоцементитую смесь. Применяется, главным образом, для легированных сталей, но также и для цветных металлов и сплавов. [1]

Основное назначение изотермического отжига - смягчение стали, поэтому практически выбирают такую температуру изотермической выдержки (на 30—100 °С ниже температуры Аr1), при которой получается достаточное смягчение стали за сравнительно небольшой промежуток времени.[2]

Изотермическому отжигу подвергают штамповки, заготовки инструмента и других изделий небольших размеров (например, прутков). Нагрев нередко осуществляется с применением контролируемых атмосфер — светлый изотермический отжиг.[3] Для инструментальных сталей изотермический отжиг одновременно готовит структуру к закалке.[4]

Процессы в ходе изотермического отжига

После нагрева до температуры выше Ас3 (на 50—70 °С) сталь ускоренно охлаждают (обычно переносом в другую печь) до температуры изотермической выдержки ниже Аr1 (на 100—150 °С, в зависимости от кривой изотермического распада аустенита). Затем проводят ускоренное охлаждение на воздухе; мелкие изделия простой конфигурации можно охлаждать в подогретой воде. Время изотермической выдержки должно быть несколько больше времени изотермического превращения аустенита. Чем ближе температура изотермической выдержки к точке Аr1, тем больше межпластиночное расстояние в перлите и мягче сталь, но больше и время превращения.[2][3]

Для изотермического отжига горячих сортовых заготовок после прокатки рекомендуются конвейерные печи с двумя последовательно расположенными конвейерами, двигающимися с различными скоростями. На первом конвейере прутки располагаются в один ряд и быстро принимают температуру печи. На втором конвейере происходит длительная изотермическая выдержка.[5]

Преимущества изотермического отжига

Изотермический отжиг по сравнению с обычным имеет два преимущества.[2]

  1. Выигрыш во времени, если суммарное время ускоренного охлаждения, изотермической выдержки и последующего ускоренного охлаждения меньше времени медленного непрерывного охлаждения изделия вместе с печью. Особенно большой выигрыш времени можно получить при изотермическом отжиге легированных сталей с устойчивым переохлажденным аустенитом, которые обычно приходится очень медленно охлаждать для требуемого снижения твердости. Для наибольшего ускорения этого типа отжига температуру изотермической выдержки выбирают близкой к температуре минимальной устойчивости переохлажденного аустенита в перлитной области.[3]
  2. Получение более однородной структуры, поскольку при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения. После отжига при температуре до 930—950 °С укрупняется зерно аустенита, улучшается обрабатываемость резанием и повышается чистота поверхности.[3]

Примечания

  1. ↑ Лопухов Г. А., Цирульников В. А., Куманин В. И., Фонштейн Н. М., Глинков Г. М., Ковалева Л. А., Самаров В. Н., Крашенинников А. И. Толковый металлургический словарь. Основные термины. — М.: Русский язык, 1989. — С. 208. — 448 с.
  2. ↑ 1 2 3 Новиков И. И. Теория термической обработки металлов. — М.: Металлургия, 1986. — С. 189. — 480 с.
  3. ↑ 1 2 3 4 Лахтин Ю. М. Металловедение и термическая обработка металлов. — М.: Металлургия, 1983. — С. 195-196. — 360 с.
  4. ↑ Теплухин Г. Н., Гропянов А. В. Металловедение и термическая обработка. — СПб.: СПбГТУ РП, 2011. — С. 57. — 172 с.
  5. ↑ Соколов К. Н., Коротич И. К. Технология термической обработки и проектирование термических цехов.. — М.: Металлургия, 1988. — С. 104. — 384 с.

Литература

  • Блантер М. С., Кершенбаум В. Я., Мухин Г. Г., Новиков В. Ю., Прусаков Б. А., Пучков Ю. А. Металлы. Строение. Свойства. Обработка (многоязычный толковый словарь) / Под научной редакцией В. Я. Кершенбаума и Б. А. Прусакова. — Москва: Наука и техника, 1999. — С. 58. — 712 с. — ISBN 5-900359-31-X.
  • Астащенко В. И., Махонин В. В., Мухаметзянова Г. Ф., Пуртова Е. В. Свойства и опыт применения стали 18ХГР для зубчатых деталей автомобиля. // Черные металлы. 2022. № 2. С. 36—41.
  • Мирзаев Д. А., Куликов А. А., Корягин Ю. Д. Изотермический отжиг отливок стали 35Л, полученных методом литья по газифицируемым моделям. // Вестник МГТУ им. Г. И. Носова. 2012. № 3. С. 24-26.
  • Шевченко Р. А., Козырев Н. А., Куценко А. И., Усольцев А. А., Куценко А. А. Методика исследования влияния режимов изотермического отжига при сварке рельсовой стали. // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2018. № 4 (26). С. 8—11.
  • Яшин М. С., Капитаненко Д. С. Исследование структуры и свойств сплава ВТ3-1 применительно к технологии получения штамповок дисков и лопаток. // Труды ВИАМ. 2023. № 8 (126). С. 52-63.

Категории