Що таке відпал?

Відпал

Коли сталь відпалюється, матеріал нагрівається до температури, заздалегідь визначеної типом використовуваної сталі. Після нагрівання матеріал охолоджується в кондиціонованій атмосфері, подібно до печі, яка його нагріває.

Цей процес термічної обробки змінює мікроструктуру матеріалу, змінюючи його механічні або електричні властивості. Як правило, у сталі відпал використовується для зменшення твердості, підвищення пластичності та полегшення внутрішніх напруг.

Переваги відпалу

Відпал сталі або будь-якого іншого металу передбачає нагрівання до певної температури та охолодження з певною швидкістю. Це видаляє домішки із зерен, підвищуючи пластичність металу та знижуючи його твердість.

Відпал відновить пластичність після холодної обробки, таким чином дозволяючи додаткову обробку без розтріскування. Відпал можна також використовувати для зняття механічної напруги, спричиненої шліфуванням, механічною обробкою тощо, таким чином запобігаючи деформації під час наступних операцій високотемпературної термообробки. У деяких випадках для поліпшення електричних властивостей використовують відпал.

Процес відпалу

Шматок металу складається з решітки кристалічних структур, які називаються зернами, і іноді зерна розташовані таким чином, що вони створюють додаткову напругу для всього листа металу. На першому етапі відпалу сталі або іншого металу, який називається відновленням, метал нагрівається до точки, коли ці внутрішні напруги можуть бути розсіяні.

Подальше нагрівання металу до температури трохи нижче його точки плавлення може сформувати нові зерна без попередньої напруги старих зерен. Утворення цього нового зерна називається рекристалізацією. Щоб контролювати ріст цих нових зерен, дайте металу охолонути з певною швидкістю, яку ми називаємо фазою росту зерен.

Завершення всього цього процесу призводить до отримання металу з чудовою пластичністю та зниженою твердістю. Чому іноді краще використовувати метал з меншою твердістю? Якщо шматок металу занадто твердий, він стає крихким. Найбільш міцні метали мають високу пластичність, що означає, що вони можуть згинатися та поглинати удари, не руйнуючись. Відпал металу - це спосіб досягнення ідеального балансу між твердістю та пластичністю.

Додатки та матеріали

Одним з основних застосувань відпалу є ефект зміцнення при крученні. Під час холодного формування, розтягування, згинання тощо матеріал твердне до такого стану, що його неможливо обробляти далі або спричиняє розтріскування. Операція відпалу на цьому етапі зробить матеріал більш пластичним, що дозволить надавати подальшу форму. Подібним чином відпал використовується для зняття внутрішніх напруг, які виникають під час затвердіння зварного шва.

Промислове використання відпалених металів

відпалений метал

Багато промислових процесів, поширених сьогодні, вимагають або покращуються за рахунок використання відпаленої сталі та відпалених металів. Наприклад, щоб зменшити залишкову напругу при зварюванні, зварну конструкцію зазвичай відпалюють.

Відпал також зміцнює метали, які були перегріті високоміцною механічною обробкою. Коли дріт тоншає, у зерні створюється напруга, тому новий дріт зазвичай відпалюють. Крім того, процес виготовлення листового металу виробляє занадто жорсткі деталі, тому листи часто відпалюють, щоб відновити їхню міцність.

Що таке нормалізація?

На відміну від відпалу металу нормалізація проводиться для підвищення твердості. Це досягається нагріванням матеріалу вище аустенітного діапазону, а потім охолодженням на повітрі, яке швидко охолоджується. Цей процес також призводить до зниження пластичності.

Інші процеси

На додаток до відпалу та нормалізації, сталь та інші метали мають принаймні дві інші традиційні обробки: відпустку та загартування. Кожен варіант користується популярністю серед багатьох компаній-виробників. Однак використання кожного з них має певні цілі, переваги та недоліки, як і відпал і нормалізація.

Загартований

Загартування, як і відпал, застосовують для підвищення пластичності і м'якості матеріалу. Однак цей метод обробки робить більший акцент на поліпшенні магнітних властивостей і оброблюваності сталі.

гасіння

Загартування схоже на відпуск і підвищує оброблюваність і магнітні властивості. Однак сенс такої обробки полягає в тому, щоб збільшити твердість матеріалу, як і нормалізація. На відміну від нормалізації, коли метал охолоджується на повітрі, загартування використовує рідке середовище для швидкого охолодження сталі. Завдяки цьому процесу зерно сталі стає дрібнішим, оскільки воно не може рости після зародження.