Відпал

Відпал - вид термічної обробки металів і сплавів, що полягає в нагріванні до певної температури, витримці і подальшому, звичайно повільному, охолодженні. При відпалі здійснюються процеси повернення (відпочинку металів), рекристалізації і гомогенізації. Цілі відпалу - зниження твердості для підвищення оброблюваності, поліпшення структури і досягнення більшої однорідності металу, зняття внутрішніх напружень. [1]


1. Види відпалу

За класифікацією А. А. Бочвара розрізняють 2 види відпалу:

  1. Відпал 1-го роду - без фазової перекристалізації - застосовується для приведення металу в більш рівноважний структурний стан: знімається наклеп, знижується твердість, зростають пластичність і ударна в'язкість, знімаються внутрішні напруги (у зв'язку з процесами відпочинку і рекристалізації).
  2. Відпал 2-го роду здійснюється з фазовою перекристалізацією: сталь нагрівається до температури вище критичних точок, потім слід витримка різної тривалості і подальше порівняно повільне охолодження.

1.1. Повний і неповний отжиг

  • Повний отжиг полягає в нагріванні сталі на 30-50 C вище верхньої критичної точки для повного перетворення структури стали в аустеніт і наступному повільному охолодженні до 500-600 C для освіти фериту і перліту. Швидкість охолодження для вуглецевих сталей близько 50-100 C / ч. Якщо охолодження ведеться на повітрі, відбувається нормалізація.
  • Неповний отжиг полягає в нагріванні до температур між нижньою і верхньою критичними точками і наступному повільному охолодженні.

1.2. Ізотермічний отжиг

Для легованих сталей застосовують ізотермічний отжиг, що складається в нагріванні вище верхньої критичної точки А3 область надлишкового аустеніту, витримці, охолодженні до температури нижче нижньої критичної точки А1, витримці, достатньої для повного перетворення аустеніту в перліт, і охолодженні до кімнатної температури.

1.3. Дифузійний (Гомогенізаціонний) отжиг

Дифузійний відпал полягає в нагріванні до температур, що значно перевершують критичні точки, і тривалої витримці; використовується для литого матеріалу, забезпечує отримання рівноважної структури .. Дифузійний відпал призводить до досягнення більш однорідних властивостей за обсягом вироби і особливо поліпшенню механічних властивостей в поперечному (по відношенню до прокатці) напрямку. У необхідних випадках для запобігання зневуглецювання сталі проводять відпал у захисних атмосферах. При дифузійному відпалі йдуть такі процеси:

  1. вирівнювання хімічного складу до рівноважного;
  2. розчинення надлишкових фаз;
  3. виділення фаз з пересичені твердого розчину - особливий випадок - гетерогенізації під час гомогенізації, спостерігається в алюмінієвих сплавах, що містять хром, цирконій і скандій;
  4. зростання зерна;
  5. освіта і зростання пір.

1.3.1. Методи виконання дифузійного відпалу

При початку дифузійного відпалу спочатку розчиняються самі легкоплавкі евтектики (потрійні, четверні), потім нагрівають до подвійний евтектики, а потім нагрівають під температуру метастабільного солидуса. Основне завдання - скоротити час обробки. Для цього потрібно нагріти на можливо більш високу температуру. При цьому матеріал не повинен відчувати:

  1. перегріву - надмірного зростання зерен,
  2. пережога - окислення кордонів зерен.

1.3.2. Високотемпературний дифузійний отжиг

Нагрівати до температури між температурами метастабільного і стабільного солидуса, заздалегідь прирікаючи матеріал на часткове розплавлення. Якщо обсяг легкоплавких фаз менше 1%, то ця рідина пізніше розсмокчеться, і впливу на властивості не зробить.


Температура нагріву залежить від температури плавлення Т н = 0,7-0,8 Т пл

1.4. Відпал рекристалізації

Відпал рекристалізації - нагрівання до температури на 100-200 C вище температури рекристалізації, витримка і подальше охолодження. Внаслідок процесу рекристалізації відбувається зняття наклепу, і властивості металу відповідають рівноважного стану.

1.4.1. Сінеломкость

Сінеломкость - зниження пластичності стали при одночасному підвищенні міцності, що спостерігається при деформації в інтервалі температур, що викликають синій колір мінливості (200-300 C).