Что такое отжиг? Чем отличается отжиг первого от отжига второго рода? Что такое нормализация стали?
Отжиг это процесс термической обработки, при котором деталь подвергают нагреву до определенной температуры, выдержки в печи и последующему медленному охлаждению. Термический процесс отжига делится на два основных вида: отжиг 1-го рода и отжиг 2-го рода. Отжиг 1-го рода это процесс, при котором не происходят фазовые превращения (перекристаллизация) или же они не оказывают влияния на конечные результаты. Процессы, которые являются разновидностями отжига 1-го рода, используются для выравнивания химического состава, снятия остаточных напряжений, устранения наклепа после холодной деформации. Отжиг 2-го рода соответственно, процесс который основан на фазовых превращениях, происходящих при нагреве и охлаждении. Процессы, которые являются разновидностями отжига 2-го рода, применяются для снижения твердости, получения более мелкозернистой структуры, подготовке структуры к закалке, а также улучшения обрабатываемости.
Рассмотрим все разновидности отжига более подробно.
Разновидности отжига 1 рода.
Снятие внутренних напряжений. Для снятия внутренних напряжений на отливках, поковках и сварных конструкциях применяется отжиг, который называется релаксационным. Температура нагрева детали при отжиге для снятия напряжений достигает 500-6000С, как и при высоком отпуске. При такой температуре под действием внутренних напряжений возникает пластическая деформация стали, которая и способствует к исчезновению напряжений. Охлаждение после отжига проходит медленно в печи, для того чтобы в изделии при остывании снова не возникли внутренние напряжения.
Для выравнивания химического состава деталей производят гомогенизирующий (выравнивающий) отжиг. Ликвация (химическая неоднородность) образуется при кристаллизации, проходящей во время литья изделий, и происходит из-за различной растворимости отдельных компонентов литейного сплава. Гомогенизирующий отжиг выполняется при высоких температурах 1100-12000С и длительной выдержки, которая зависит от размеров изделия (10-15 часов). После выдержки деталь подвергается медленному охлаждению с печью до температуры 200-2500С. Окончательное охлаждение проходит на воздухе.
Устранение наклепа после холодной пластической деформации. После проведения процессов холодной пластической деформации (волочение проволоки, штамповка деталей), происходит упрочнение их поверхностей в виде наклепа. При наклепе в структуре происходит деформация зерен и искажение атомной решетки, вследствие чего изделие теряет свою пластичность. Чтобы восстановить пластичность изделия и избавиться от наклепа, необходимо вернуть первоначальную форму зерен и устранить искажения кристаллической решетки. Это достигается рекристаллизационным отжигом, при котором деталь нагревают до температуры 650-7000С (вне зависимости от марки стали) с минимальной выдержкой, и затем охлаждают на воздухе. При такой температуре в структуре металла происходит рекристаллизация зерен и вместо вытянутых зерен с искаженной кристаллической решеткой образуются новые однородные по размеру зерна. После проведения рекристаллизационного отжига пластичность и вязкость изделия полностью восстанавливается.