Термическая обработка отливок

Термином «термическая обработка отливок» называют процесс, при помощи которого удается устранить дефекты литьевой структуры. Благодаря этому металл приобретает необходимые физико-химические свойства. Данная техника применяется при изготовлении как стальных отливок, так и изделий из цветных сплавов.

Отметим, что литой металл имеет целый ряд особенностей:

1. Сильные внутренние напряжения. Они возникают из-за того, что сплав застывает неравномерно. Также они образуются из-за неоднородности распределения температуры внутри формы.
2. Дендритная ликвация. Химический состав в междендритных пространствах и осях дендритов разнится, из-за чего образуется химическая неоднородность. Также в сплавах могут присутствовать неравновесные включения в виде карбида или интерметаллида, снижающие уровень качества металла.
3. Неоднородность структуры. Форма и размеры зерен застывшего металла могут быть разными. Обычно наибольшее отличие между внутренней частью отливки и ее поверхностью.

Появление этих особенностей напрямую зависит от типа сплава, выбранного метода литья, формы и массы изготавливаемой детали.

Особенности термообработки

Тип термической обработки и ее режим выбираются после того, как будет известно назначение детали, а также структурный вид сплава, из которого она изготовлена. Могут учитываться ее свойства и способ постобработки.

1. Малоответственные детали подвергаются низкому отжигу. Благодаря этому удается убрать остаточное напряжение в изделиях.
2. Ответственные детали, которые делают из легированных или углеродистых сталей, проходят процедуры отжига, улучшения и нормализации с отпуском.

Небольшие заготовки обычно подвергают только одной процедуре, в результате чего происходит одноразовая фазовая перекристаллизация. Крупные могут обрабатываться несколько раз. Температура нагрева, а также продолжительность процедуры подбираются исходя из особенностей заготовки и сплава. Нужно добиться того, чтобы следы литой структуры были полностью устранены, но при этом зерна не выросли до критических значений. Уменьшить их размеры можно за счет двойной фазовой перекристаллизации. К примеру, заготовки из 45Л нормализуют при температуре в 960 градусов, затем закаливают при 860 и далее отпускают при 600.

Если изготавливаются отливки большой массы из легированной стали, то в них обычно образуется серьезная химическая неоднородность. Избавиться от нее можно только способом гомогенизированного отжига. Он подразумевает нагрев детали до высоких температур (1110-1150 градусов) с последующей выдержкой до 15 часов. Зерно при этом сильно вырастает. Чтобы сгладить негативные факторы, проводят дополнительный термический отжиг или же нормализацию стали с последующим отпуском.

Виды термообработки

Существует несколько видов термической обработки:

1. Отжиг. Это процесс, при котором деталь нагревают до заданной температуры, выдерживают на протяжении определенного времени и остужают до нормальных показателей. Он позволяет снизить твердость металла, улучшить его структуру и однородность, а также снять имеющиеся внутренние напряжения.
2. Нормализация. Процесс похож на традиционный отжиг, при этом достигается изменение структуры стали. Прочность и твердость материала примерно на 15% выше, чем после обычной обработки.
3. Закалка. Это быстрый нагрев сплава до температуры выше критической точки с последующим охлаждением в воде или масле.

Также может использоваться метод старения, который также называют дисперсионным твердением. В этом случае заготовку нагревают на небольшую температуру, для того чтобы выделить частички упрочняющей фазы.

Чтобы получить более детальную информацию о термообработке сталей или цветных металлов, рекомендуем вам обратиться в «Укрфаворит». Эта компания работает в Мелитополе (Украина). Она дает детальные консультации по любым процессам литья и постобработки, а также предлагает сырье и оборудование для литейных цехов и производств.