Основные виды термической обработки стали

Термообработка – изменение структуры и свойств сплава при нагреве до заданной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении с заданной скоростью. Чтобы правильно выбрать режим термообработки необходимо знать, какие фазовые превращения происходят в сплавах при нагреве, выдержке и охлаждении. Об этих фазовых превращениях можно получить информацию из соответствующей диаграммы состояния сплавов. Для железоуглеродистых сплавов такой диаграммой является диаграмма железо-углерод.

Критические точки - это точки, которые соответствуют температурам выше или ниже которых производят нагрев сталей. Таких точек две: A₁ и А₃. А₁ лежит на PSK. A₃ лежит на линии GS-/SE. Чтобы отличить критические точки при нагреве от критических точек при охлаждении, в первом случае рядом с буквой А ставим C: А_С1, А_С3. Во втором случае: A_r1, A_r3. Чтобы отличить критические точки А_С3 для доэвтектоидных сталей от А_С3 для заэвтектоидных сталей, во втором случае ставят Acm. SE-геометрическое место точек Acm, GS-геометрическое место точек АС3.

Отжиг – фазовая перекристаллизация, заключающаяся в нагреве стали выше критической точки АС1 (неполный отжиг) или АС3 (полный отжиг), с последующей выдержкой и медленным охлаждением (как правило вместе с печью). Структура доэвтектоидных сталей после отжига: Ф+П, эвтектоидных: П, заэвтектоидных: П+ЦII. Отжиг переводит Ме в равновесное состояние.

Первым отклонением от отжига является операция, называющаяся нормализацией – это нагрев стали выше критических точек АС3 или Acm с последующей выдержкой и охлаждением на спокойном воздухе.

Закалка – нагрев стали выше критической точки АС1 (неполная закалка) или АС3 (полная закалка), с последующей выдержкой и охлаждением со скоростью выше критической – это минимальная скорость охлаждения, при которой Аустенит по бездиффузионному механизму превращается в Мартенсит (пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе) – структура закалённой стали. В силу пересыщения, мартенсит имеет тетрагональную кристаллическую решётку.

Отпуск – нагрев закалённой стали до температур ниже АС1 с последующей выдержкой и охлаждением с заданной скоростью.

Помимо названных основных видов термообработки существуют виды, сочетающие химическую и термическую обработки (ХТО). Если процесс насыщения поверхности стальных изделий осуществляется углеродом, то это цементация, азотирование; совместное насыщение азот + углерод – цианирование, если насыщение проводят каким-либо металлом, процесс называется диффузной металлизацией.