Зачастую, для некоторых нужд народного хозяйства и производства требуются детали, узлы или оборудование, которые смогут выдерживать колоссальные механические нагрузки или значительные перепады температуры. Природный металл не всегда обладает достаточной для этого прочностью и произведенные из него изделия недостаточно надежные, долговечные, износоустойчивые.
Чтобы изменить характеристики металла, его физические и даже химические свойства, можно добавить в его состав нужные присадки. А можно обработать его термически, разогревая и остужая до нужных температур. При этом, для такого процесса могут использоваться разные методы, которые, соответственно, дают и разный эффект. В результате получаются разные сорта как цветных, так и черных металлов, использующихся для разных целей. Можно получить более эластичный металл, а можно максимально твердый.
Что из себя представляет термическая обработка металлов?
Еще в средние века человечество заметило, что при нагревании металл теряет свою твердость и начинает становится мягким, текучим. При охлаждении он, напротив, затвердевает, а иногда может стать даже более хрупким. Но если цикл нагрева-охлаждения повторять в заданной последовательности и выдерживать определенное время, то можно получить совершенно новый сорт металла, чьи характеристики будут отличаться от первоначальных в лучшую сторону.
Термическая обработка металлов – это последовательная смена циклов нагрева и охлаждения с контролем температуры, скорости, выдержки всех процессов. Такая технология дает возможность изменить исходную структуру металла и закрепить ее свойства.
Иногда во время обработки металл окисляется, на его поверхности образуется окалина, а цвет меняется. Поэтому, зачастую, термообработку проводят в вакуумных камерах или в атмосфере инертного газа.
И хотя в настоящий момент уже существуют четкие режимы для получения конкретного сорта металла, металлурги продолжают изучать этот процесс, создавая все новые схемы и получая новые интересные физические и химические свойства у металлов.
Плюсы термообработки:
- Меняются основные параметры металла: прочность, твердость, ударная вязкость.
- Металл становится более устойчив к износу.
- Узлы и детали получают более длительный ресурс использования.
- Повышается устойчивость к коррозии.
- Термообработка металла позволяет получить конструкции, способные выдержать высокие нагрузки, давление и температуры.
- Увеличивается срок эксплуатации изделий из обработанного температурой материала.
Термическая обработка материалов - особенности процесса
Весь процесс термообработки состоит из нагрева металла до определенной температуры, выдержки его в таком состоянии в течении какого- времени и его быстрого или медленного охлаждения. Скорость этих процессов, интервал между ними, непосредственно влияют на разный конечный результат.
Поэтому нагрев осуществляют тремя способами:
- Металл помещается в холодную печь и постепенно нагревается вместе с ней.
- Материал помещается в уже максимально разогретую печь.
- Осуществляется локальный нагрев, например, сфокусированным лазерным лучом.
Охлаждение тоже происходит с разной скоростью, поэтому для этого используют разную среду: воду, масло, воздух, соли, пену, водный раствор жидкого стекла или полимера. При этом, нагретый материал либо сразу погружают в емкость с охлаждающей средой или медленно остужают его брызгами, струей, паром.
Стоит отметить, что термообработке подвергается не только материал сам по себе. Существует также термическая обработка изделий, узлов, готовых деталей. В этом случае готовое изделие перед эксплуатацией обрабатывают тем способом, какие характеристики необходимо получить. В итоге, предприятие получает надежные и прочные узлы, которые прослужат долгое время, выдерживая высокие нагрузки и интенсивное использование.
Термическая обработка стали – классификация методов:
- Отжиг. Происходит нагрев до максимальной температуры, а потом металл медленно остужают. Этот способ делает материал пластичным и мягким для придания ему дальнейшей формы.
- Нормализация. Идет нагрев материала на 40 градусов выше его максимальной температуры плавления. В таком состоянии металл выдерживают необходимое время, а потом постепенно охлаждают с помощью воздуха. Этот метод повышает прочность материала и устойчивость к значительным внешним нагрузкам.
- Закалка. Металл нагревается до нужной температуры и быстро охлаждается методом погружения в холод. Материал становится очень твердым, но, в то же время, и хрупким.
- Старение. Для этого метода материал нагревают не выше средней температуры, а потом ее быстро снижают. И так происходит несколько раз. Это повышает предел текучести ковких материалов.
- Снятие напряжения. Так происходит термическая обработка деталей и узлов. Их нагревают ниже критической отметки, а потом очень медленно остужают.
- Отпуск. Позволяет уменьшить чрезмерные твердость и хрупкость. Материал немного нагревают и медленно остужает.
- Цементация. Процесс происходит при участии дополнительного материала, который при нагреве выделяет углерод. Газ проникает в «поры» метала, подлежащего обработке, и в результате его поверхность становится тверже.
- Криогенезация. Такая обработка происходит при температуре ниже -150 градусов Цельсия. С ее помощью металл или готовые детали становятся более износостойкими, твердыми, прочными.
Все ли металлы можно подвергать термообработке?
Большинство материалов, которым изменяют физические свойства с помощью термообработки, являются черными металлами. 80% вовсе приходится на сталь. Однако и цветные также подлежат термообработке: медь, магний, алюминий, никель, латунь, титан.
Черные металлы больше всего подвергаются отжигу, закалке, нормализации, снятию напряжения, отпуску и цементированию. Медь – отжигу, закалке, старению. Алюминий – отжигу, старению.
Конечно, далеко не все металлы можно так обрабатывать. А те, которые можно, не всегда ограничиваются только одним методом. Каждый материал тщательно изучается и, исходя из требуемых характеристик, обрабатывается тем или иным способом.
Кто предоставляет услуги по термообработке металла?
Термообработкой занимаются производства, имеющие для этого специальное оборудование, цеха и готовые технологии. В Новосибирске такую услугу оказывает «Первый Завод Крепежных Изделий». Для этого у него имеется вся необходимая материально-техническая база, высокоточное оборудование, квалифицированные кадры и ресурсы.
Здесь можно заказать термическую обработку конструкций, готовых изделий, деталей, инструментов, узлов из разных черных и цветных металлов, а также различных сплавов. Специалисты помогут выбрать метод термообработки, в зависимости от желаемого конечного результата и свойств, которые необходимо придать материалу. Мы предлагаем выгодные цены и комфортные условия сотрудничества.
Узнать подробности услуги по термообработке металла и её стоимости можно, связавшись со специалистами «ПЗКИ» по телефону +7 (383) 247-89-84. Либо можно заказать обратный звонок с официального сайта компании.
