Технологии термической обработки материалов на металлургических предприятиях

На предприятиях металлургической промышленности используется множество различных методов термообработки сплавов. Нагрев, выдержка и охлаждение металлоизделий при соблюдении определенных условий позволяет значительно улучшить эксплуатационные качества продукции. Тепловая обработка может применяться как в качестве промежуточной технологической процедуры, так и окончательного этапа производственного цикла.

Для большинства видов термообработки используются специальные промышленные печи. С их помощью можно нагревать заготовки и готовые изделия до сотен и тысяч градусов Цельсия. Для криогенного охлаждения применяются криопроцессоры – высокотехнологичные камеры, позволяющие получать сверхнизкие температуры.

Термическая обработка металлов методом отжига

Данный метод подразумевает нагрев металлоизделий до заданной температуры, после чего происходит выдержка на протяжении определенного времени и медленное остывание. Отжиг 1-го рода позволяет получать равновесную структуру сплавов без превращений материала в твердом виде. Последний эффект в данном случае является побочным явлением. При такой обработке происходит гомогенизация металла, снятие напряжений и рекристаллизация.

При отжиге 2-го рода допускаются превращения металла в твердом состоянии. Существует несколько разновидностей данного метода: полный и неполный, изотермический, сфероидизирующий и др.

Термический метод закалки сплавов

В отличие от предыдущего метода, обработка металлоизделий данным способом проводится с более интенсивным охлаждением. При этом образуются неравновесные структуры. Скорость охлаждения сплавов при закалке подбирают с учетом физико-химических свойств материала. Типичным примером использования этого способа является получение мартенсита из аустенита при термообработке стали.

Технология высокотемпературного отпуска

Указанный способ термообработки металлоизделий широко используется на металлургических предприятиях. При высокотемпературном отпуске происходят процессы полигонизации, рекристаллизации и распада мартенсита. В данном случае выполняется нагрев металлических заготовок до температуры 150-650 °C в зависимости от свойств конкретного материала. По этому критерию выделяют три типа термического отпуска: низко-, средне- и высокотемпературный.

Метод позволяет получать более пластичные детали и конструкции без потери их прочностных характеристик. Изделия становятся более податливыми при механической обработке, не трескаются и не лопаются при избыточных деформациях.

Другие способы температурной обработки металлов

Помимо перечисленных технологий, в металлургии успешно применяются другие способы термообработки, среди которых:

• Нормализация. Такой термообработке подвергают заготовки из стали, меди, чугуна и других материалов. Суть заключается в нагреве до заданной температуры, выдержке и постепенном остывании на воздухе. Прочность и твердость материалов при этом становится на 10-15% выше, чем после процедуры отжига.
• Старение. Технология также известна как дисперсионное твердение. Металлические изделия предварительно подвергаются закалке, после чего их нагревают до более низких температур. При этом образуются частицы упрочняющей фазы, благодаря чему полученные детали способны выдерживать повышенные нагрузки.
• Криогенная обработка. В данном случае проводится охлаждение металлоизделий до сверхнизких температур (−153°С или ниже). Основная задача – снять остаточные напряжения, увеличить запас прочности и износостойкость обрабатываемых заготовок.

Какими свойствами обладают металлические изделия после термообработки

Детали и конструкции из металла, подвергшиеся тепловой обработке, облают существенными преимуществами:

• Повышенная износостойкость. Большинство методов термической обработки применяются для увеличения эксплуатационного ресурса металлоизделий. Например, использование технологии позволяет повысить ресурс автомобильных тормозных дисков в среднем на 70-100%.
• Увеличенный запас прочности. Сталь, чугун и другие металлы, подвергшиеся воздействию высоких температур при заданных условиях, лучше переносят динамические и статические нагрузки. Поэтому термообработка часто используется при производстве несущих металлоконструкций зданий, кузовов автомобилей и др.
• Низкий процент производственного брака. Термообработка дает возможность минимизировать количество дефектных и бракованных изделий на производстве. Это снижает финансовые убытки и нежелательные потери сырья.

Чтобы подробнее узнать о способах тепловой обработки металлов, проконсультируйтесь со специалистами нашей компании. Контактные данные для связи с консультантами указаны на странице.