1 | 2 | 3 | 4 |

Термическая и химико-термическая обработка металлов

Для изменения структуры и свойств сталей, чугунов, цветных сплавов применяется термическая обработка, которая представляет собой процесс, состоящий из операций нагрева, выдержки и последующего охлаждения заготовок. Основными видами термической обработки металлов, применяемыми в производстве потребительских товаров являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.
Отжиг — нагрев стали (до 1100 °С), выдержка и очень медленное охлаждение металлических изделий. Такую обработку проводят для улучшения структуры металла,, уменьшения внутренних напряжений.
Нормализация — нагрев металлических изделий (до 750—1180 °С) и медленное охлаждение их на воздухе для получения ненапряженной, мелкозернистой, однородной внутренней структуры, удобной для последующих механических обработок (штамповка, резание). Нормализацию применяют при изготовлении посуды, инструментов, деталей бытовых машин.
Закалка увеличивает твердость и прочность металлов, но одновременно уменьшает их пластичность. При закалке металл нагревают с разной скоростью до определенной температуры (углеродистые стали — до 800—900 °С), выдерживают и быстро охлаждают в разных средах — в воде, мыльных растворах, машинном масле, растворах (расплавах) солей, щелочей. Закалку применяют для режущих инструментов, которые не подвергаются удару, но должны иметь высокую поверхностную твердость.
Отпуск — окончательная операция термической обработки металла, проводимая с целью устранения внутренних напряжений, уменьшения хрупкости, твердости, растрескивания, деформирования, увеличения вязкости и улучшения обрабатываемости. В зависимости от температуры различают низкий, средний и высокий отпуск.
К дефектам, возникающим при термической обработке относят недостаточную твердость, мягкие пятна, повышенную хрупкость, обезуглероживание и окисление поверхности, коробление, деформацию и трещины.
Химико-термическая обработка металлов позволяет изменить химический состав, структуру, свойства поверхности металлической заготовки или изделия. Такая обработка предназначена для увеличения твердости, износостойкости, коррозионной стойкости поверхностного слоя при сохранении вязкой и прочной сердцевины. В процессе химико-термической обработки поверхность стальных изделий насыщается углеродом, азотом, алюминием, хромом, кремнием и другими элементами при нагреве в среде, содержащей эти элементы.
Цементация — поверхностное насыщение (на глубину 0,5—2,5 мм) углеродом (до 1—1,2 %) сталей с содержанием углерода не более 0,3 %. Вследствие повышения содержания углерода поверхность металла становится твердой, прочной, выносливой при изгибе, кручении, способной воспринимать термическую обработку.
Азотирование — насыщение поверхности стальных изделий азотом на глубину 0,2-0,6 мм. Азотирование позволяет придать деталям твердость, износостойкость, коррозионную стойкость.
Цианирование — одновременное ускоренное насыщение поверхностного слоя металла углеродом и азотом в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий для повышения твердости, усталостной прочности и коррозионной стойкости.