Термическая обработка металлов это

Содержание

Термообработка стали (ТО) является очень важной заключительной операцией при изготовлении деталей и инструментов. Она наделяет их нужными механическими свойствами и обеспечивает нормальную работу.

История

Мастера еще задолго до нашего времени применяли самые разнообразные методы закаливания: погружали нагретую металлическую полоску в вино, масло, в простую или подсоленную воду. Упоминается и такой способ: кузнец нагревал булатный кинжал, а потом садился на коня и быстро мчался, охлаждая изделие в воздухе.

В первой половине XIX в. виды термической обработки были несовершенными: твердый и хрупкий чугун клали в сосуд со льдом, пересыпали его слоями сахара. После этого нагревали емкость в течение 20 часов, и чугун превращался в мягкое и ковкое железо.

Старые методы дополняются новыми, усовершенствованными на основе научных исследований термической обработки. Например, бельгийские специалисты разработали технологию закалки заготовок инструментов в вакууме.

Определение

Термическая обработка металлов – совокупность строго последовательных операций нагрева, выдержки и последующего охлаждения заготовок или готовых изделий по определенным режимам для изменения их структуры и предоставления им необходимых механических, физических, химических и прочих свойств. Основой термообработки являются превращения во внутренней структуре материалов при нагреве и последующем охлаждении.

Виды термической обработки

Определяющими факторами, которые влияют на результаты ТО, являются скорость и температура нагрева, равно как время выдержки в нагретом состоянии и скорость охлаждения. В зависимости от температурных показателей и скорости охлаждения изделий различают следующие этапы термообработки:

  • отжиг;
  • дальнейшая нормализация;
  • закалка и отпуск стали.

Отжиг

Для снижения жесткости и повышения вязкости стали, достижения химической и структурной однородности, снятия внутренних напряжений собственно и проводят отжиг. Процесс состоит из нагрева стальных изделий выше критических точек (за исключением рекристализационного отжига) и соответственно выдержки при температуре нагрева с последующим медленным (преимущественно вместе с печью) охлаждением. В зависимости от назначения, различают следующие режимы термообработки стали:

  • диффузный отжиг;
  • полный и неполный;
  • изотермический;
  • на зернистый перлит;
  • рекристализационный.

Диффузный отжиг

Также его называют гомогенизацией. Применяют для больших стальных отливок с целью уменьшения химической неоднородности (ликвации). На первом этапе нагревают обрабатываемый материал до температур 1050-1150°С. После нагрева выдерживают около 10-15 ч и в последующем медленно охлаждают. Характеристики сталей при этом улучшаются.

Полный отжиг

Технологию применяют для образования мелкозернистой структуры стальных изделий, изготовленных горячей штамповкой, ковкой, литьем. Стали после процедуры полного отжига становятся пластичными, мягкими, без внутренних напряжений. Внутренняя (кристаллическая) структура становится однородной, мелкозернистой, состоит из феррита и перлита. Полным отжигом сталь подготавливают к обработке резанием и к последующему закаливанию. Так обрабатывают преимущественно доэвтектоидные стали.

Термообработка стали проводится по следующему техпроцессу: изделия (заготовки) нагревают до температур, превышающих на 30-50°С так называемую критическую верхнюю точку (в материаловедении обозначаемую как Ac3), затем медленно охлаждают. Охлаждение до температуры 500-550°С происходит со следующей скоростью:

  • для углеродистых сталей — 150-200°С в час;
  • для легированных – 50-75°С в час.

Неполный отжиг

Эта технология термообработки стали применяется для доэвтектоидных и заэвтектоидных металлов с целью снижения жесткости, снятия внутренних напряжений и получения однородной структуры. Процедуре подвергают поковки и штамповки, обработанные при температурах, не вызывающих значительного роста зерен.

Техпроцесс: сталь нагревают при температуре выше нижней критической точки (на графиках обозначается как Ac1) в температурном интервале 740-750°С, выдерживают определенное время при этой температуре, в дальнейшем медленно ее охлаждают.

Изотермический отжиг

Применяют для изделий из легированных сталей при нагреве их на 20-30°С выше Ac3, выдержки и быстрого охлаждения до температуры 630-700°С. Заготовки (изделия) выдерживаются до распада аустенита, затем охлаждаются при плюсовой температуре. После изотермического отжига стали имеют схожие свойства с металлами, подвергнутыми полному отжигу. Термическая обработка металлов по данному техпроцессу имеет важное преимущество – сокращение времени обработки.

Отжиг на зернистый перлит

Широко применяется перед механической обработкой инструментальных эвтектоидных и заэвтектоидных легированных и углеродистых сталей. Материал нагревают на 25-30°С выше КТ и выдерживают заданное время. До температуры 600°С заготовки охлаждают очень медленно (30°С в час) вместе с печью, а после охлаждают естественным образом. В результате карбиды приобретают зернистую (закругленную) форму, а твердость снижается, что благоприятствует процессу резания металла.

Рекристализационный отжиг

Второе название – низкий отжиг. Процесс способствует снятию внутренних напряжений и наклепов в изделиях, изготовленных методом холодной прокатки, холодной штамповки, волочения и калибровки (листов, прутков, трубок, проволоки). При этом материал нагревают до температур рекристаллизации на 50-100°С ниже точки Ac1 (630-680°С), выдерживают, затем охлаждают естественным путем (на воздухе). После рекристализационного отжига формируется однородная структура с небольшой твердостью.

Нормализация

Техпроцесс подразумевает нагрев металлов выше значений Ac3 на 30-50°С, выдерживание в температурном коридоре и последующее охлаждение на воздухе. Термообработка стали методом нормализации идеальна для формирования мелкозернистой структуры, повышения прочности и вязкости, а также для уменьшения жесткости перед резанием и выравнивания структуры перед последующей термообработкой.

Структура нормализованной стали становится ферритно-перлитной (низкоуглеродистые стали) и сорбитоподобной при наличии структурно-свободного феррита (среднеуглеродистые и низколегированные стали). Твердость перлита зависит от того, имеет ли он тонкое или грубое строение. При нормализации, когда охлаждение происходит быстрее, перлит имеет более тонкое строение, чем при отжиге, и высшую твердость. Поэтому нормализованная сталь тверже, чем отожженная (150-300 НВ). Нормализация горячекатаных сталей в противовес отжигу повышает сопротивление изделий хрупкому разрушению и обеспечивает высокую производительность при обработке резанием.

Отпуск стали

Применяют, чтобы сгладить внутренние напряжения кристаллической решетки и уменьшить жесткость металлов, а также для повышения ударной вязкости закаленных изделий. Выделяют:

Высокий отпуск осуществляют при температуре 500-650°С с плавным охлаждением. При этом сталь приобретает структуру сорбита, что обеспечивает устранение внутренних напряжений. Этому типу отпуска подвергаются конструкционные, углеродистые и легированные стали, из которых изготавливают валы, шестерни и другие. Характеристики сталей имеют большую прочность, пластичность и вязкость при их достаточной твердости.

Средний отпуск проводят при температуре 350-450°С, определенное время выдерживают и охлаждают. При таком отпуске мартенсит превращается в троостит, твердость стали уменьшается примерно до 400 НВ, а вязкость значительно повышается. Применяют (после закалки) отпуск для обработки пружин, рессор, штампов и других изделий, работающих при умеренных ударных нагрузках.

Низкий отпуск осуществляют в интервале температур 150-250°С, выдерживают и охлаждают. При этом образуется структура отпущенного мартенсита. Поэтому внутренние напряжения в изделии уменьшаются, несколько повышается вязкость, и исчезает калильная хрупкость, а твердость практически не меняется. Применяют для режущих, а также измерительных инструментов, которые должны быть твердыми и не хрупкими, иметь высокую износостойкость, в том числе для цементируемых изделий.

Вывод

Термообработка стали – неотъемлемый этап производства большинства металлических изделий. Благодаря широкому спектру техпроцессов, можно получать материалы с требуемыми характеристиками.

Читайте также:  Оборудование для резки металла лазером

Надежность и долговечность оборудования, металлоконструкций и трубопроводов находятся в непосредственной зависимости от качества изготовления составляющих их элементов, деталей и узлов. В процессе эксплуатации последние подвергаются воздействию статических, динамических и циклических нагрузок, влиянию агрессивных сред, работают при экстремально высоких и низких температурах, находятся в условиях интенсивного износа.

Таким образом, эксплуатационная надежность металлоизделий находится в прямой зависимости от прочности, износостойкости, термо- и коррозионной стойкости составляющих их элементов.

В целях повышения этих характеристик необходимо правильно выбирать материалы деталей, совершенствовать их конструкцию, устранять неточности сборки, улучшать методы холодной и горячей обработки.

Для современного производства характерны высокие требования к свойствам материалов, обусловленные постоянным ростом производства, повышением производительности технологических процессов и связанной с ними необходимости изготовления крупногабаритного и сложного оборудования (реакторов, колонн, емкостей, теплообменников, фильтров). В связи с возрастающей интенсивностью нагружения производственного оборудования, например, печного (змеевиков печей) или динамического (компрессоров, насосов), важной задачей становится увеличение их срока эксплуатации и межремонтного цикла за счет использования более качественных материалов. Повышение рабочего давления и увеличение диаметров технологических трубопроводов, предназначенных для транспортировки агрессивных газообразных и жидких сред и эксплуатирующихся в сложных климатических условиях, влечет за собой применение новых материалов и высокотехнологических способов получения и обработки труб.

Этим высоким требованиям лишь в редких случаях могут отвечать материалы в состоянии поставки. Основная часть ответственных конструкционных элементов нуждается в упрочнении или стабилизации эксплуатационных свойств, не изменяющихся с течением времени, поэтому одним из способов повышения механических и физико-химических свойств металлических материалов является термическая обработка.

Термической обработкой металлов (термообработкой) называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлов и металлических сплавов.

Термообработку проводят с целью изменения структуры и соответственно свойств металлов и сплавов в заданном направлении. Термическая обработка применяется для целенаправленного изменения структуры материала, а именно, фазового состава и перераспределения компонентов, размеров и формы кристаллических зерен, вида дефектов, их количества и распределения, что позволяет, в конечном счете, достаточно легко получать требуемые свойства материалов.

Следует отметить, что изменение структуры и соответственно свойств возможно не только под воздействием тепла, но и под влиянием других внешних факторов, например, при проведении химической, механической, радиационной, электромеханической и других видов обработки.

Важно помнить, что свойства металлов и сплавов зависят не только от их структуры, но и от их химического состава, который формируется в ходе проведения металлургических и литейных процессов. При термической обработке химический состав остается неизменным, лишь иногда при неправильно выбранном составе защитной среды и температурно-временных параметров термообработки изменяется химический состав на поверхности заготовок и изделий в результате протекания процессов обезуглероживания, науглероживания или окисления. В данной статье влияние химического состава на изменение различных свойств металлов и сплавов не рассматривается.

Задачами термической обработки являются ликвидация внутренних напряжений в металлах и сплавах, улучшение обрабатываемости резанием или давлением, повышение механических и эксплуатационных свойств и др..

Термической обработке подвергают заготовки, полуфабрикаты и готовые изделия. Номенклатура изделий, чрезвычайно широка – от крепежных изделий до крупнейших отливок и поковок статического и динамического нефтехимического оборудования.

Термической обработке подвергают стали, чугуны и сплавы на основе цветных металлов. Так, например, в химическом машиностроении основную долю обрабатываемых сталей составляют углеродистые стали Ст3, сталь 20 и др. (> 50%), доля низколегированных сталей типа 09Г2С, 16ГС, 12ХМ составляет

20%, а коррозионностойких сталей – 26 – 28%. Среди чугунов чаще всего применяют высокопрочный и ковкий чугуны. Наиболее распространенными сплавами на основе цветных металлов являются сплавы на основе никеля, титана, алюминия и меди.

Необходимо понимать, что для одного и того же материала, т.е. материала с одним химическим составом, благодаря проведению различных режимов термической обработки можно получить несколько разных структур, обладающих абсолютно различными свойствами. Улучшение механических свойств с помощью термообработки дает возможность шире использовать сплавы более простых составов. Термообработкой можно увеличить допускаемые напряжения, уменьшить массу деталей и механизмов, повысить их надежность и долговечность.

Термическую обработку металлов и сплавов проводят обычно в тех случаях, когда имеют место:

  • полиморфные превращения в металле;
  • ограниченная и переменная (увеличивающаяся с температурой) растворимость в твердом состоянии одного компонента в другом;
  • изменение строения под влиянием холодной пластической деформации.

В основе современной классификации видов термической обработки лежат представления о фазовых и структурных изменениях в сплаве.

Термическая обработка подразделяется на собственно термическую, термомеханическую и химико-термическую.

Собственно термическая обработка включает в себя следующие основные виды: отжиг 1-го рода, отжиг 2-го рода, закалку, отпуск. Нормализация несколько выпадает из общей классификации, т.к. имеет особенности при применении к сталям разной степени легированности.

Все виды термической обработки отличаются друг от друга температурой нагрева, продолжительностью выдержки при этой температуре и скоростью охлаждения по окончании выдержки.

Отжиг 1-го рода включает в себя гомогенизационный (диффузионный) отжиг, рекристаллизационный отжиг, отжиг для снятия напряжений.

Гомогенизационный отжиг необходим для выравнивания химического состава сталей, для устранения последствий дендритной ликвации. Рекристаллизационный отжиг используют в промышленности как первоначальную операцию перед холодной обработкой давлением (для придания материалу наибольшей пластичности), как промежуточный процесс между операциями холодного деформирования (для снятия наклепа) и как окончательную термическую обработку для придания полуфабрикату или изделию необходимых свойств. Отжиг для снятия напряжений применяют для литых, кованых и катаных заготовок, деталей после обработки резанием, шлифовки, сварки, термообработки с целью полного или частичного снятия остаточных макронапряжений в изделиях, которые могут вызывать искажение формы (коробление) и изменение размеров изделия во время его обработки, эксплуатации и хранения.

Отжиг 2-го рода подразделяют на полный отжиг, неполный отжиг, изотермический отжиг, сфероидизацию, нормализацию.

Полный отжиг применяют, главным образом, при обработке доэвтектоидных и эвтектоидных сталей с целью получения равномерной мелкозернистой структуры, снижения уровня напряжений, твердости и прочности, улучшения обрабатываемости резанием. Неполный отжиг используют для доэвтектоидных сталей для смягчения их перед обработкой резанием. Изотермический отжиг чаще применяют для легированных сталей для получения однородной структуры требуемой дисперсности с заданным уровнем свойств, а также для улучшения обрабатываемости сталей резанием. Сфероидизация представляет собой отжиг на зернистый перлит, структура которого имеет наименьшую твердость и обеспечивает наилучшую деформируемость сталей при волочении, глубокой вытяжке, холодной прокатке. В случае использования нормализации как предварительной обработки ее цели те же, что и при отжиге: получение равновесной мелкозернистой структуры, снижение твердости для последующей механической обработки. В заэвтектоидных сталях нормализация является единственным способом устранения грубой и хрупкой сетки цементита. Нормализацию как окончательную термообработку применяют для среднеуглеродистых машиностроительных сталей, строительных сталей и теплостойких сталей перлитного класса.

Закалку применяют для получения максимальной твердости, прочности и износостойкости изделий.

Отпуск проводят для приведения закаленного сплава в более устойчивое структурное состояние, снятия внутренних напряжений, повышения вязкости и пластичности.

По количеству проводимых операций термообработка может быть простой и состоять из одной из указанных операций или может быть сложной и состоять из нескольких операций.

По объему нагреваемого изделия термическая обработка может быть как полной (иначе объемной), т.е. нагреву подвергается все изделие, так и местной, когда нагревается локальный участок изделия.

По назначению термическую обработку подразделяют на предварительную и окончательную.

Читайте также:  Как варить стыковой шов

Цель предварительной (иначе промежуточной) обработки – предотвращение появления дефектов (флокенов, трещин) в металле после его обработки давлением в горячем состоянии и снижение твердости металла для облегчения проведения последующей механической обработки, например, обработки резанием, а также уменьшение остаточных напряжений и подготовки структуры под окончательную термическую обработку.

При окончательной термической обработке в металле формируется необходимая структура, обеспечивающая получение требуемого уровня физико-механических свойств готового изделия.

Качество термической обработки определяют следующие основные критерии:

  • обеспечение требуемых свойств материала;
  • сведение к минимуму побочных явлений – нежелательного изменения геометрических параметров изделий (формы, размеров, состояния поверхности) или нарушения сплошности материала;
  • обеспечение высоких технико-экономических показателей термического передела.

При незначительных затратах на термическую обработку (обычно не превышающих 2 – 4% полной себестоимости) результаты ее могут оказывать большое влияние на трудоемкость и стоимость работ на смежных участках производства. В связи с этим многие производители предпочитают не проводить термическую обработку, что позволяет им сократить технологический процесс изготовления изделия. Иногда это и с научной, и с практической точки зрения оправдано, но иногда – нет. Термическая обработка должна стать обязательной в тех случаях, когда снижение рабочих характеристик изделия, а также высокий уровень остаточных напряжений могут превысить допустимые пределы и привести к катастрофическому и необратимому разрушению металла.

В связи с этим надо не только тщательно продумывать технологические процессы объемной и местной термической обработки, но и строго соблюдать их режимы, добиваясь получения оптимальных структур и высокого уровня физико-механических и эксплуатационных свойств в изделиях с целью обеспечения их длительной и надежной работы.

Услуги по термообработки от 19 руб/кг

Стоимость работы по большим заявкам термической обработки готовы обсуждать.

Наименование операции (термической обработки)

Цена за 1 кг. руб., с НДС

1. Термическая обработка. Закалка деталей в соляной ванне, с учетом отпуска

(Легированные стали, Конструкционные стали, инструментальные и другие стали)

• Термическая обработка, Объем закалки металла, деталей от 1 кг

• Термическая обработка, Объем закалки металла, деталей от 10 кг

• Термическая обработка, Объем закалки металла, деталей от 100 кг

• Термическая обработка, Объем закалки металла, деталей от 1000 кг

2. Термическая обработка. Закалка деталей в соляной ванне, с учетом отпуска

(высокотемпературные стали, нержавейка)

3. Термическая обработка. Отпуск. Снятие сварочных напряжений.

4. Термическая обработка. Высокотемпературный отпуск.

5. Термическая обработка. Отжиг

6. Термическая обработка. Высокотемпературный отжиг.

При заказе на термообработку деталей весом от 0,5 кг до 2,0 кг, вводится увеличивающий коэффициент К=2.

Стоимость работы по большим заявкам готовы обсуждать.

Габариты одного изделия:

• Длина не более 600мм
• Вес одного изделия не более 20 кг (или по согласованию).

Для размещения заявки свяжитесь с нами по телефону: (383) 284 44 40. Заявку можно отправить на info@nedwals.ru, либо заполните форму для расчета стоимости изделия.

Термообработка

Термообработка — важный процесс. Термообработка является конечной операцией. Термообработка придает металлу необходимые механические свойства.
Термообработка делится на три основных этапа

1. Нагреть железо, металл или сталь до необходимой температуры
2. Металл находится в термической печи определенное время
3. Остывание или охлаждение.

Термообработка зародилось с давних времен. Термообработка была необходима кузнецам, которые изготавливали мечи, различную амуницию, на Руси и в других странах. Термообработка использовалась при производстве глиняной посуды. Так же при производстве металлической посуды тоже нужна была термообработка металла. Само понятие “термообработка” появилось не так давно, а применяются действия, направленные на использование функционала термообработки с древних времен, потому как даже в еде мы слышим фразу “прошла термическую обработку” – это касаемо мяса. Поэтому понятие термообработки очень широко. Освятить всё, что может подразумеваться под словом термообработка достаточно трудоемко. Завод Nedwals осуществляет термообработку металла, т.е. мы предоставляем услуги по термообработке металла.

Термическая обработка металла

Термическая обработка металла – это совокупность операций направленных на изменение внутренней структуры и строения стали и металла, за счет воздействия изменения температурных условий: операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов. Следствие и цель термической обработки металла – получение необходимых механических и физических свойств, за счет внутреннего изменения структуры стали и металла.

Время термической обработки

Большую часть времени при термической обработке металла изделие проводит в печи при высоких и критических температурах. Время и длительность термической обработки металла зависит и складывается из собственного нагрева металла или стали, которая находится в печи. Нагрев металла при термической обработке должен дойти до заданной температуры. Этот фактор зависит от термической печи, размера, формы и веса металлического изделия, предназначенного для термической обработки. При термической обработке достигаются высокие температуры, за счет которых происходят структурные изменения металла, стали, сплавов. Большинство таких процессов, термической обработки сплавов, требуют определенного времени.

Процесс термической обработки

Процесс термической обработки металлов, стали и различных сплавов можно разделить на три операции:

а) нагрев металла в термической печи до определенной температуры за определенное время.б) Время и выдержка металла, стали, сплавов в термической печи при определенной температуре
в) Охлаждение металлического изделия с заданной по процессу скоростью, до определенной температуры.
Нагрев металла, стали или сплавов, при термической обработке в печи, приводит к обезуглероживанию поверхностного слоя. Так же при термической обработке образовывается окалина. Впоследствии, термическая обработка и процесс обезуглероживания приводят к потере прочности и твердости поверхность металла, стали или сплава.

Виды термической обработки

Виды термической обработки зависят от потребностей заказчика. Различные виды термической обработки применяются исходя из различных свойств металлического, стального изделия или сплавов. Виды термической обработки отличаются температурой нагрева, скоростью охлаждения, продолжительностью температурного воздействия на металл, сталь, сплав. Одним из вариантов применения термической обработки является область машиностроения.

Основные виды термической обработки

Основными видами термической обработки являются отжиг, закал (закалка), отпуск, нормализация, криогенная обработка.
Применение различных видов и процессов термической обработки зависит от потребности изменения структуры металла, стали или сплава. Часто, для получения желаемого результата, применяют сразу несколько видов термической обработки, в определенной последовательности запускают несколько процессов термообработки, к одному и тому же изделию, сплаву, металлу. Такие варианты термообработки необходимы для получения нужного результата и свойств сплава, стали и металла.

Отжиг

Отжиг при термической обработке может быть двух видов.

Отжиг термической обработки 1: Целью термической обработки металла является получение равновесной структуры. С таким отжигом связанны рекристаллизация, снятие напряжений, гомогенизация. Отжиг при такой термической обработке ни как не связан с процессами и превращениями в твердом состоянии.
Отжиг термической обработки 2: К такому отжигу относятся полный отжиг, неполный отжиг, изотермический отжиг, нормализация, патентирование, сфероидизирующий отжиг.

Отжиг, применение, термообработка

Отжиг применяют в следующих случаях

• Применение термической обработки методом отжиг, происходит, когда нужно изменить структуру крупнозернистого металла, стали, сплава. При таком отжиге (термической обработке) происходит процесс, с помощью которого удаётся измельчить зерно изделия и сделать структуру металла мелкозернистой;
• При термической обработке методом отжиг удается улучшить обрабатываемость стали режущим инструментом;
• Порой нужно подготовить сталь, металл, сплав или изделие к следующей термической обработке, для этого необходимо изменить структуру металла или стали;
• Когда необходимо выровнять химическую неоднородность. Такую задачу можно решить термической обработкой типа отжиг. Часто такая задача возникает в крупных стальных отливках, слитках;
• Применение термообработки позволяет устранить внутренние напряжения в стальных и металлических изделиях;
• Метод термической обработки под названием отжиг решает такую проблему, как освободить сталь от наклепа.
Отжиг процесса термической обработки металла, стали или спала, основан на нагревании изделия до определенной температуры в термической печи. Металл выдерживают при этой температуре определенное время. А затем сплав медленно охлаждают.

Читайте также:  Что такое магнитная пломба на электросчетчик

Виды отжига

Термическую обработку, а точнее отжиг, принято делить на несколько видов. В работе и на практике используют несколько видов отжига: полный отжиг, неполный отжиг, изотермический отжиг; отжиг на зернистый перлит; диффузионный отжиг, низкотемпературный отжиг, рекристаллизационный отжиг.

Отжиг полный

Полным отжигом называется процесс термообработки металла, стали, сплава, в котором температура термической печи нагревается в диапазоне 30—50°. Затем температуру термической печи медленно снижают, соответственно охлаждается само изделие: металл, сталь, сплав. По итогу завершения процесса полного отжига термообработки, металл приобретает мелкозернистую структуру. Мелкозернистая структура способствует, чтобы метал, сталь, сплав или изделие стали более мягкой вязкой структуры. Процесс полного отжига освобождает металл, сталь или сплав от внутренних напряжений.

Факторы влияющие на отжиг

Что влияет на отжиг. На отжиг влияет скорость нагрева металла, сплава, стали. Так же на термическую обработку влияет максимальная температура нагрева. В термической обработке выдержка и скорость охлаждения оказывают большое влияние на конечный результат отжига. Скорость нагрева стали, сплава, металла зависит от размеров изделия, химического состава. Если изделие имеет сложную форму, т.е. её размеры не однородны и не пропорциональны, а так же при отжиге легированных сталей, металлов, сплавов и изделий крупных размеров, температуру термической печи поднимают медленно. Медленный нагрев термической печи способствует равномерному нагреву изделия. Постепенно температуру доводят до необходимого максимума. Выдерживая правильные пропорции температуры, происходит равномерный прогрев металла, стали или сплава до нужной температуры. Однако не стоит забывать, что продолжительное поддержание высоких температур может вызвать образование больших или крупных зерен. Продолжительность выдержки при термической обработке, зависит от максимальной температуры нагрева стали, металла или сплава, химического состава, исходной структуры, а также от веса изделия, которое помещают в термическую печь. При термообработке в термической печи, температура максимального нагрева углеродистых сталей зависит в основном от содержания углерода в стали. При проведении термической обработки типа отжиг, необходимо контролировать максимально допустимую температуру, так как повышение температуры нагрева способствует сильному росту зерна. Как следствие металл, сталь или сплав могут стать хрупкими. Обычно такое изделие, металл, сталь или сплав называю перегретым. Исправить структуру перегретого металла или стали можно повторной термической обработкой типа отжиг. Если сталь, металл или изделие нагревать до очень высоких температур, то сплав можно испортить. При высоком нагреве, в процессе термической обработки, кислород проникает в металл или сталь, тем самым окисляет железо. В процессе окисления металла, окислы располагаются по границам зерен. Такой сплав, сталь или металл называют пережжённым. Такое изделие соответствует очень низким механическим свойствам. После такой термической обработки типа отжиг попытаться исправить структуру пережженного металла, стали или сплава нельзя. В данной ситуации повторная термическая обработка типа отжиг не помогут. От того какая будет скорость охлаждения после тепловой выдержки, такие и будут последующие механические свойства металла, сплава, стали.
При быстром охлаждении, после термической обработки, структурные составляющие металла, стали или сплава получаются мельче, это способствует повышению и улучшению прочности и упругости стали. Если процесс охлаждения стали, металла, сплава происходит достаточно медленно, то изделие становится мягче. В данной термической обработке скорость охлаждения металла, стали или сплава зависит от требований, которые предъявляются к стали.

Отжиг на зернистый перлит

Еще один из видов термической обработки это отжиг на зернистый перлит. Отжиг на зернистый перлит используют и применяют для того, чтобы уменьшить твердость металла, стали или сплава. Так же отжиг на зернистый перлит применяют для повышения вязкости и улучшения обработки различных видов стали. Практически в термической обработке типа отжиг на зернистый перлит, происходит за счет нагрева стали до температуры 740—760°. Эта температура, в термической обработке, находится немного выше критической точки. После окончания выдержки в термической печи, сталь или металл медленно охлаждается.

Диффузионный отжиг

Еще одним из видов термической обработки является диффузионный отжиг. Диффузионный отжиг необходим для устранения в составах больших сплавов металла и стали неоднородности химического состава. Данный термический процесс обработки характеризуется он медленным нагревом. Нагрев металла, сплава или стали, в термической печи происходит до высоких температур, порядка 1100—1150°. Для обеспечения правильности процесса термической обработки, выдержка изделия должна происходить при высоких температурах в течении от 10 до 15 часов. Соответственно необходимо последующее охлаждение. Нагрев металла, стали или сплава при таких температурах обеспечивает выравнивание химического состава изделия. После термической обработки диффузионного отжига, к изделию применяют обычный отжиг в термической печи.

Рекристаллизационный отжиг

Такой вид как рекристаллизационный отжиг термической обработки применяется для уничтожения наклепа. При холодной обработке стали, прокатке, волочении проволоки, штамповке сталь получает холодное деформирование (наклёпывается). Сам процесс наклепа проявляется в том, что металл, сталь или сплав становится более жестким. Холодная обработка (в термическом процессе) способствует тому, что сплав становится малопластичным. После такой термической обработки металл крайне сложно повергать обработке. Рекристаллизационный отжиг избавляет металл от всех возможных деформаций, и металл, сталь или сплав приобретают свои первоначальные свойства. Рекристаллизационный отжиг проходит при температурах порядка 680—700°,некоторое время металл, сталь или сплав держат в термической печи. Тем самым обеспечивается небольшая выдержка. Далее изделие охлаждают на воздухе.

Нормализация

Процесс нормализации очень похож на процесс термической обработки – отжиг. В процессе нормализации металл, сталь или сплав нагревают на 30—50° выше линии GSE. Дальше изделие выдерживают при этих температурах. Процесс охлаждения происходит на воздухе. Главным отличием термической обработки от отжига является большая скорость охлаждения. В отжиге часто металл, сталь, сплав охлаждают вместе с термической печью, а в нормализации изделие вынимают из термической печи. После термической обработки, а точнее процесса нормализации, стальные и металлические изделия имеют большую твердость, а пластичность их меньше.
Процесс нормализации, при термической обработке происходит быстрее чем процесс отжига. Процесс нормализации необходим для образования в металле, стали или сплаве более мелкого зерна. Процесс термической обработки под названием нормализация получил широкое применение. Во мгогих случаях процес нормализации вытесняет отжиг.

Закалка стали

Закалка стали, металла процесс термической обработки, при котором сталь, металл нагревается выше линии GSK на 30—50°. Металлическое изделие выдерживают при закалочной температуре. После выдержки быстро охлаждают в воде. Так же после нахождения металла в термической печи охлаждать могут в масле или на воздухе. Если возникает необходимость или задача повысить прочность, упругость и твердость металла, стали или сплава, тогда применяют закалку. Смысл процесса закалки в том, что разогреве металла, стали, сплава выше линии GSK происходят структурные изменения, в результате которых металл изменяется, и образуются зерна аустенита.