Что такое отжиг: Все, что вы должны знать
Отжиг - это процесс, используемый для улучшения физических и химических свойств компонентов. Процесс отжига имеет различные методы и типы.
Если вы хотите узнать, что такое отжиг и все, что связано с этим процессом, давайте читать.
Что такое отжиг?
Отжиг - это процесс термической обработки, который повышает пластичность и прочность металлических деталей. При этом температура компонентов повышается, что делает их прочными. При этом снимаются внутренние напряжения, а после охлаждения детали становятся пластичными.
Как работает отжиг?
Процесс отжига происходит по-разному, достигая различных свойств; вот некоторые из них:
Обратное закаливание
Отжиг используется для того, чтобы обратить вспять процесс закалки материала и добиться его пластичности. Он восстанавливает естественные свойства металлов и позволяет миграцию атомов в поверхности металла.
Процесс помогает выправить структуру металла, а после охлаждения восстанавливает его фактические свойства, твердость и пластичность.
Уменьшение затвердевания сварного шва
Процесс отжига улучшает физические свойства детали в зоне сварки. В месте сварки высокая температура приводит к тому, что в компоненте образуется осадок, приводящий к хрупкости.
В результате отжига зона термического воздействия затвердевает, и механические свойства в этой зоне восстанавливаются.
Повышение электропроводности
Отжиг повышает магнитную и электрическую проводимость металлический компонент. Процесс уменьшает количество дислокаций в материале и восстанавливает кристаллическую решетку, что делает его более проводящим.
Устранение остаточных напряжений
Отжиг - это процесс, в ходе которого с металлической детали снимаются остаточные напряжения. Процесс отжига позволяет атомам мигрировать и, следовательно, устраняет любые деформации.
Этапы отжига
Существуют различные стадии отжига, и некоторые из них рассмотрены ниже:
1. Стадия восстановления
Стадия восстановления - это стадия, на которой температура металла повышается. На этой стадии атомы в критической решетке получают энергию и начинают мигрировать. Это приводит к изменению расположения атомов в металле, снятию напряжений и восстановлению пластичности.
2. Стадия рекристаллизации
На этапе кристаллизации температура устанавливается ниже температуры плавления, но при этом происходит рекристаллизация. Это реорганизует кристаллическую структуру металла и способствует формированию новой зернистой структуры. Эта структура свободна от напряжений и возвращает материалу его первоначальные характеристики.
3. Стадия роста зерна
Стадия роста зерна - это стадия развития новых зерен, которая зависит от условий охлаждения.
Контроль температуры при отжиге
Процесс отжига требует контроля температуры, поскольку она может влиять на кристаллическую структуру и свойства. Некоторые из этих аспектов, которые важны для контроля температуры во время процесса, приведены ниже:
- Для измерения температуры используются термопары, которые преобразуют тепловую энергию в электронные сигналы. Система управления интерпретирует эти сигналы, обеспечивая точность показаний температуры.
- Скорость нагрева следует тщательно контролировать, чтобы не допустить теплового удара, который может привести к повреждению или растрескиванию материала. Таким образом, удельная теплоемкость материала определяет скорость нагрева.
- После достижения температуры отжига материал выдерживается в течение определенного времени, что способствует диффузии атомов.
- Скорость охлаждения также важна для анализа, так как медленное охлаждение приводит к росту зерен, что снижает прочность, а более быстрое охлаждение приводит к снижению пластичности.
- Современные системы контроля температуры помогают управлять скоростью охлаждения и нагрева. Используя обратную связь с термопарами, они могут регулировать подачу тепла и поддерживать необходимую температуру.
Плюсы и минусы отжига
Плюсы и минусы отжига заключаются в следующем:
Плюсы
- Он восстанавливает свойства металла, особенно его пластичность.
- Он снимает все внутренние напряжения в металлической детали.
- Улучшает обрабатываемость металла.
- Процесс отжига выпрямляет кристаллическую решетку металла, улучшает его магнитные свойства и электропроводность.
- Отжиг изменяет зернистую структуру металла, и его физические свойства улучшаются.
Cons
- Этот процесс может занять много времени, в зависимости от типа отжигаемого материала. Он требует контролируемого нагрева и охлаждения, что является трудоемким методом.
- Стоимость отжига высока, поскольку оборудование и трудозатраты увеличивают общую сумму расходов.
Виды отжига
Существуют различные типы отжига, и каждый тип имеет свои процессы; вот некоторые из них:
Отжиг для снятия напряжения
Отжиг для снятия напряжения помогает снизить напряжение в сварочных деталях или деталях, изготовленных методом холодной штамповки. Металл нагревают при низкой температуре, выдерживают при той же температуре и оставляют для медленного охлаждения. Это снимает напряжения без изменения кристаллической структуры металла.
Изотермический отжиг
При изотермическом отжиге металл нагревается до температуры, превышающей его критическую температуру, и охлаждается до температуры ниже верхней критической точки. Компонент оставляют при температуре охлаждения до достижения требуемого превращения, что позволяет сократить время отжига.
Диффузионный отжиг
Диффузионный отжиг восстанавливает однородность химического состава сплава, устраняя сегрегацию, возникающую в процессе литья. В основном он используется в стали для получения желаемого зерна.
Неполный отжиг
Для гиперэвтектической стали используется неполный отжиг. Сталь нагревают до верхней базовой температуры, а затем оставляют для медленного охлаждения. Это помогает достичь сферического перлита и улучшает обрабатываемость.
Полный отжиг
Полный отжиг проводится, когда деталь нагревается выше верхней критической температуры и оставляется для медленного охлаждения. Он помогает достичь требуемой микроструктуры.
Сферификационный отжиг
Сферификационный отжиг направлен на получение сфероидной структуры сплава. Он улучшает обрабатываемость детали, при этом металл нагревается ниже нижней критической точки и остается в ней на более длительное время.
Рекристаллизационный отжиг
При рекристаллизационном отжиге образуются новые зерна, которые не деформируются в данной структуре сплава. Его чаще всего выбирают для холоднодеформированных стальных деталей, чтобы достичь пластичности.
Когда требуется отжиг и почему он важен?
Отжиг обращает вспять воздействие закалки, которая может происходить в процессе волочения, гибки и холодной штамповки. Если материал очень твердый, дальнейшая обработка невозможна, так как может привести к образованию трещин.
Когда материал нагревается до температуры рекристаллизации, он становится более пластичным, что также снижает напряжение в материале.
Отжиг по сравнению с другими процессами термообработки
В приведенном ниже разделе рассматриваются различия между отжигом и другие процессы термообработки.
Отжиг и закалка
Отпуск это процесс, который выполняется после закалки, чтобы уменьшить хрупкость металла. Он помогает сбалансировать вязкость и твердость металла. Металл нагревают до температуры, которая меньше критической точки, а затем охлаждают.
Отжиг, с другой стороны, изменяет физические и химические свойства материалов и повышает их пластичность.
Отжиг против нормализации
Нормализация - это процесс термической обработки, заключающийся в нагреве материала до заданной температуры и последующем его охлаждении. Он позволяет придать компонентам прочность и долговечность.
Отжиг отличается более высокой скоростью охлаждения по сравнению с нормализацией и создает более тонкую микроструктуру детали.
Заключение
Из приведенного выше руководства вы, должно быть, получили всю необходимую информацию о процессе отжига. Если вы хотите, чтобы ваши компоненты были отожжены с высоким качеством обработки, вы можете связаться с нами по адресу DEK. У нас есть обученная и опытная команда, которая следит за процессом.
Вопросы и ответы
Можно ли использовать отжиг для сплавов?
Сплавы могут быть отожжены с использованием методов полного или частичного отжига.
Какие материалы можно отжигать?
Отжигу могут подвергаться различные материалы: чугун, латунь, сталь, медь и даже алюминий.
Кто открыл отжиг?
Отжиг был открыт около XII века в Средние века.
Сколько времени занимает отжиг?
Процесс отжига является комплексным и занимает около двух дней.
