8. Назначение и сущность отжига стали. Виды отжига.

Отжиг - это процесс термической обработки, состоящий в нагреве стали до определенной температуры, выдержке при ней и последующем медленном охлаждении с целью получения более равновесной структуры. Особенностью отжига является медленное охлаждение.

В результате отжига в стали получаются равновесные структурные составляющие в соответствии с диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов. С помощью отжига можно изменить форму и размеры зерен структуры стали, устранить неоднородность ее по химическому составу, уменьшить вредные внутренние напряжения, устранить наклеп и благодаря этому значительно улучшить свойства стали.

Отжиг чаще всего является предварительной операцией термической обработки, цель которой либо устранение дефектов предыдущих операций (литья, ковки и др.), либо подготовка структуры для последующей обработки резанием или закалки. В зависимости от того какую цель преследует отжиг, устанавливают различные режимы его проведения (температуру нагрева, время выдержки, скорость охлаждения).

Виды отжига

- Отжиг первого вида. Фаза перекристаллизации отсутствует. Такой отжиг применяется для приведения металла в равновесное структурное состояние: понижается твердость, снимается наклёп. Возрастает пластичная и ударная вязкость, снимается внутреннее напряжение металла.

- Отжиг второго вида. Фаза перекристаллизации присутствует. Сталь нагревают до температуры выше критических точек. Затем идет выдержка и медленное охлаждение.

Также отжиг делится на полный и неполный.

- При полном отжиге сталь нагревают на 30-50 °С выше верхней критической точки. При этом структура стали превращается в аустенит – структурную составляющую углеродистых и легированных сталей и чугунов, возникающую при термической обработке сплавов в соответствии с диаграммой состояния железо-углерод. Далее идет медленное охлаждение до 500-600°С, это необходимо для образования феррита и перлита. Углеродистые стали охлаждаются со скоростью 50-100 °С/ч. В случае охлаждения стали на воздухе произойдет нормализация.

-При неполном отжиге сталь нагревают до температур между верхней и нижней критической точками. Далее медленно охлаждают. Неполный метод отжига применяется для получения структуры зернистого перлита (снижают твердость и улучшают обрабатываемость резанием).

Изотермический отжиг.

Суть изотермического отжига заключается в нагреве материала выше верхней критической точки, последующей выдержке и охлаждении до температуры ниже нижней критической точки. Выдерживается материал до превращения аустенита в перлит - продукт эвтектоидного распада аустенита при медленном охлаждении железоуглеродистых сплавов. Данный метод применяется для легированных сталей.

Диффузионный отжиг.

Суть диффузионного отжига заключается в нагревании стали до температур, превосходящих критические точки. Затем следует продолжительная выдержка, необходимая для выравнивания неровностей структуры изделия. Гомогенизационный отжиг.

Термическая обработка металла, целью которой является получения равновесной структуры. Процессы, проходящие во время гомогенизационного отжига:

1. выравнивание химического состава до равновесного;

2. растворение избыточных фаз;

3. выделение фаз из пересыщенного твердого раствора - особый случай - гетерогенизация во время гомогенизации, наблюдается в алюминиевых сплавах, содержащих хром, цирконий и скандий;

4. рост зерна;

5. образование и рост пор.