Термическая обработка металлов

Image

Что такое термическая (температурная) обработка металлов?

Термообработка металлов

Термической (или тепловой) обработкой называется технологический процесс, в котором металл нагревается и охлаждается под жестким контролем, с целью улучшить или изменить его свойства и долговечность. В нынешнее время практически ни одно изделие из металла не может быть изготовлено без термообработки.

Термообработка в виде отжига может смягчить металл, улучшить его ковкость, что позволяет изготавливать детали более сложной формы. В других случаях, чтобы улучшить прочность применяют закалку. Она позволяет получить твердую поверхность металла, чтобы увеличить сопротивление истиранию. Так же термическая обработка помогает создать стойкую к коррозии оксидную пленку на поверхности металла, чтобы защитить поверхность от коррозии.

Также термообработка особенно важна при производстве изделий из цветных металлов. Например, автомобильные отливки из алюминиевого сплава подвергаются термообработке для повышения твердости и прочности; латунные и бронзовые изделия подвергаются термообработке для повышения прочности и предотвращения растрескивания; конструкции из титанового сплава подвергаются термообработке для повышения прочности при высоких температурах.

Метод термообработки нашел широкое применение в автомобилестроении и машиностроении и тяжелой техники любого вида. Пилы, оси, режущие инструменты, подшипники, шестерни, оси, крепежные детали, распределительные валы и коленчатые валы - все эти детали обретают свои эксплуатационные свойства благодаря термообработке.

Основы термообработки

Хотя железо и сталь составляют подавляющее большинство термически обработанных материалов, сплавы алюминия, меди, магния, никеля и титана также могут подвергаться термической обработке.

Процессы термообработки требуют трех основных этапов:

  • Нагрев до указанной температуры;
  • Удержание при этой температуре в течение соответствующего времени;
  • Охлаждение согласно предписанным методам.

Температура нагрева стали может варьироваться до 1300 °С, а время выдержки при температуре может варьироваться от нескольких секунд до 60 и более часов. Некоторые виды стали медленно охлаждаются в печи, а другие должны быть быстро охлаждены. Некоторые криогенные процессы требуют обработки при -84 °С или ниже. Охлаждающие среды включают воду, рассол, масла, растворы полимеров, расплавленные соли, расплавленные металлы и газы. Каждая из них имеет определенные характеристики, которые делают её идеальной для определенных процессов. Тем не менее, 90 процентов деталей охлаждают в воде, масле, газах или полимерах.

Ценность термообработки

Термообработка увеличивает стоимость изготовления нестандартных деталей, но в то же время придаёт им особые свойства, которые необходимы для успешного функционирования деталей. Особенно это актуально при производстве стальных изделий: около 80 процентов закаливаемых деталей изготовлены из стали. Они включают в себя продукцию сталелитейных заводов, такую ​​как прут и трубу, а также детали, которые были отлиты, выкованы, сварены, прокатаны, штампованы, вытянуты или экструдированы.