Информационный портал!

Отжиг нержавеющей стали

Классификация видов термообработки: Отжиг. Отжигом отжиг нержавеющей стали термообработку, направленную на получение в отжиг нержавеющей стали равновесной структуры. Любой отжиг включает в себя нагрев до определенной температуры, выдержку при этой температуре и последующее медленное охлаждение. Цель отжига - уменьшить внутренние напряжения в металле, уменьшить прочностные свойства и увеличить пластичность. Отжиг делят на отжиг 1 рода и 2 рода. Отжиг 1 рода - это такой вид отжига, при котором не отжиг нержавеющей стали структурных изменений, связанных с фазовыми превращениями. Отжиг 1 рода отжиг нержавеющей стали свою очередь разделяют на 4 группы: 1. Гомогенизация- отжиг, направленный на уменьшение химической неоднородности металлов, образующейся в результате рекристаллизации. В отличие от чистых металлов, все сплавы после кристаллизации характеризуются неравновесной структурой, т. Химическая неоднородность обусловлена различной температурой плавления исходных компонентов. Чем меньше это различие, тем более заметна химическая неоднородность, получающаяся в слитке. Избавится от нее невозможно, можно только уменьшить. Для этого отжиг нержавеющей стали высокотемпературный отжиг с длительными выдержками от 2 до 48 часов. При высокой температуре подвижность атомов в кристаллической решетке высокая и с течением времени за счет процессов диффузии происходит постепенное выравнивание химического состава. Однако усреднение химического состава происходит в пределах одного зерна, т. Чтобы устранить зональную ликвацию химическую неоднородность в пределах части слитканеобходимо выдерживать слитки при данной температуре в течение нескольких лет. А это практически невозможно. В процессе отжига на гомогенизацию происходит постепенное отжиг нержавеющей стали неравновесных интерметаллидных фаз, которые могут образоваться в результате кристаллизации с большой скоростью. При последующем медленном охлаждении после отжига такие неравновесные фазы больше не выделяются. Поэтому после гомогенизации металл обладает повышенной пластичностью отжиг нержавеющей стали легко поддается пластической отжиг нержавеющей стали. Холодная пластическая деформация вызывает изменение структуры металла и его свойств. Сдвиговая деформация вызывает увеличение плотности дефектов кристаллической решетки, таких как вакансии, дислокации. Образование ячеистой структуры происходит с изменением формы зерен, они плющиваются, вытягиваются в направлении главной отжиг нержавеющей стали. Все эти процессы ведут к тому, что прочность металла постепенно увеличивается, пластичность падает, т. Дальнейшая деформация такого металла невозможна, т. Для снятия эффекта упрочнения применяют рекристаллизационный отжиг, т. Температура нагрева зависит от состава сплава. Продолжительность такого отжига зависит от размеров детали и в среднем составляет от 0,5 до 2 часов. В отжиг нержавеющей стали рекристаллизационного отжига происходит образование зародышей новых зерен и последующий рост этих зародышей. Постепенно старые деформированные зерна исчезают. Количество дефектов в кристаллической решетке уменьшается, наклеп устраняется, и металл возвращается в исходное состояние. Степень деформации определяет размер зерна после отжига. Поэтому перед рекристаллизационным отжигом деформацию металлов производят со степенью 30-60%. В результате получается отжиг нержавеющей стали однофазная структура, обеспечивающая хорошее сочетание прочности и пластичности. Увеличение степени деформации до 80-90% вызывает появление в металле текстуры деформации. После рекристаллизационного отжига текстура деформации меняется на текстуру рекристаллизации. Как правило, это сопровождается резким направленным ростом зерна. Увеличение размеров зерна, т. Поэтому при назначении режимов отжига необходимо использовать диаграмму рекристаллизации. Рекристаллизационный отжиг может применяться как предварительная, промежуточная, так и отжиг нержавеющей стали окончательная термообработка. Как предварительная термообработка он применяется перед холодной деформацией, если исходное состояние металла неравновесное имеет какую-то степень упрочнения. Как промежуточная операция рекристаллизационный отжиг применяется между операциями холодной деформации, если суммарная степень деформации отжиг нержавеющей стали велика и запасов пластичности металла не хватает. Как окончательный вид отжига его применяют в том случае, если потребитель требует поставки полуфабрикатов в максимально пластичном состоянии. В некоторых случаях потребителю требуется полуфабрикат, сочетающий определенный уровень прочности с необходимым запасом отжиг нержавеющей стали. В этом случае вместо рекристаллизационного отжига используют его разновидность - отжиг на полигонизацию. Отжиг на полигонизацию проводят при температуре, которая ниже температуры начала рекристаллизации. Соответственно отжиг нержавеющей стали такой температуре происходит лишь частичное устранение наклепа за счет процессов возврата второго рода, т. Степень уменьшения наклепа зависит, прежде всего, от температуры. Чем ближе температура к порогу рекристаллизации, тем меньше наклеп, тем больше пластичность и наоборот. Отжиг для снятия внутренних напряжений. Внутренние напряжения в металле могут возникать в результате различных видов обработки. Это могут быть термические напряжения, образовавшиеся в результате отжиг нержавеющей стали нагрева, различной скорости охлаждения отдельных частей детали после горячей деформации, литья, сварки, шлифовки и резания. Могут быть структурными, т. Внутренние отжиг нержавеющей стали в металле могут достигать большой величины и, складываясь с рабочими, т. Устранение внутренних напряжений производится отжиг нержавеющей стали помощью специальных видов отжига. Повышенная температура облегчает скольжение дислокаций и, под действием внутренних напряжений, происходит их перераспределение, т. Происходит как бы разрядка внутренних напряжений. При нормальной температуре этот процесс будет длиться в течение нескольких лет. Увеличение температуры резко увеличивает скорость разрядки, и продолжительность такого отжига составляет несколько часов. Отжиг второго рода- термообработка, направленная на получение равновесной структуры в металлах и сплавах, испытывающих фазовые превращения. При отжиг нержавеющей стали второго рода нагрев и последующее охлаждение может вызвать как частичную, так и полную замену исходной структуры. Полная замена aRbRa в отжиг нержавеющей стали двойной перекристаллизации позволяет кардинально изменить строение сплава, уменьшить размер зерна, снять наклеп, устранить внутренние напряжения, т. Отжиг второго рода может быть полным и неполным. Полный отжиг сопровождается полной перекристаллизацией. При неполном отжиге структурные превращения происходят не полностью, с частичным сохранением исходной фазы. Неполный отжиг применяется в тех случаях, когда можно изменить строение второй фазы, исчезающей и вновь появляющейся при этом виде отжига. Закалка Закалка - это термообработка, направленная на получение в сплаве максимально неравновесной структуры и соответственно аномального уровня свойств. Любая закалка включает в себя нагрев до заданной температуры, выдержку и последующее быстрое резкое охлаждение. В зависимости от вида фазовых превращений, происходящих в сплаве при закалке, различают закалку с полиморфным превращением и закалку без полиморфного превращения. Закалка с полиморфным превращением. Этот вид закалки применяется для сплавов, в которых один из компонентов отжиг нержавеющей стали полиморфные превращения. При закалке с полиморфным превращением нагрев металла производится до температуры, при которой происходит смена типа кристаллической решетки в основном компоненте. Образование высокотемпературной полиморфной структуры сопровождается увеличением растворимости легирующих отжиг нержавеющей стали. Последующее резкое охлаждение ведет к обратному изменению типа кристаллической решетки, однако из-за быстрого охлаждения в твердом растворе остается избыточное содержание атомов других компонентов, поэтому после такого охлаждения образуется неравновесная структура. В металле сохраняются внутренние напряжения. Они вызывают резкое изменение свойств, увеличивается прочность, уменьшается пластичность. При быстром охлаждении перестройка кристаллической решетки происходит за счет одновременного смещения целы групп атомов. В результате вместо обычных зерен в металле появляется игольчатая структура, которая называется мартенситом. Неравновесное состояние металла после такого типа закалки является термодинамически неустойчивым. Поэтому, чтобы перевести металл в более устойчивое состояние, получить необходимый уровень внутренних напряжений, а соответственно и необходимые механические свойства, применяют дополнительную термообработку, которую называют отжиг. Закалка без полиморфного превращения. Применяется для сплавов, не испытывающих полиморфных превращений, отжиг нержавеющей стали имеющих ограниченную растворимость одного отжиг нержавеющей стали в другом. Если сплав, содержащий вторичные фазы, нагреть до температуры выше линии солидус, то увеличение растворимости приведет к растворению вторичных фаз. Если теперь такой твердый раствор быстро охладить, то выделение вторичных фаз образоваться не успеет, т. В результате, при нормальной температуре пересыщенный метастабильный твердый раствор содержит избыток второго компонента. Такое изменение структуры изменяет свойства сплава, прочность может, как увеличиться, так и уменьшиться, а пластичность, как правило, увеличивается. Состояние металла после такой закалки является термодинамически неустойчивым. Самопроизвольно или под влиянием предварительного нагрева метастабильный твердый раствор начинает распадаться с выделением вторичной фазы, т. Этот процесс называется старением. Таким образом, старение - это термообработка, которая проводится после закалки без полиморфного превращения, направленная на получение в сплаве более равновесной структуры и заданного уровня свойств. Отпуск - термообработка, направленная на уменьшение внутренних напряжений в сплавах после закалки с полиморфным превращением. Образование вторичных фаз после закалки с полиморфным превращением всегда опровождается резким увеличением внутренних. Соответственно максимально увеличиваются прочность и твердость, до минимума падает пластичность. Чтобы получить необходимое соотношение прочности и пластичности, такой сплав после закалки подвергают дополнительной термообработке: отпуску. Нагрев вызывает уменьшение концентрации легирующих элементов в твердом растворе и выделение вторичных фаз. После закалки без полиморфного превращения сплав имеет структуру пересыщенного твердого раствора. Такое состояние сплава - нестабильное и с течением времени начинает меняться. Пересыщенный твердый раствор распадается с выделением из него мелких включений вторичной фазы. Этот процесс проходит в несколько стадий: На первой стадии в кристаллической решетке твердого раствора появляются зоны, отжиг нержавеющей стали атомами второго компонента. С течением времени эти зоны увеличиваются. На второй стадии концентрация атомов второго компонента достигает величины, соответствующей по концентрации отжиг нержавеющей стали вторичной фазы. Наступает третья стадия, т. На четвертой стадии увеличение концентрации второго компонента приводит кобразованию окончательной кристаллической решетки вторичной фазы и образованию границы раздела между твердым раствором и вторичной фазой. Так как процесс распада твердого раствора основан, прежде всего, на диффузионных процессах, то он в значительной степени зависти от температуры. Чем выше температура, тем быстрее идет процесс распада. Если температура нормальная, то процесс распада называется естественным старением, а если температура повышенная, то - искусственным старением. В результате, после старения структура сплава представляет собой зерна твердого раствора равновесного химического состава, с равномерно распределенным по объему, огромным количеством мелких выделений вторичной фазы. Эти выделения, располагаясь на плоскостях скольжения, препятствуют перемещению дислокаций, требуют увеличение скалывающего напряжения. Соответственно, прочность и твердость сплава увеличиваются. Это одновременное воздействие на металл химической среды, тепла с целью направленного изменения состава и свойств поверхности детали. Различные виды ХТО направлены либо на повышение коррозионной стойкости, либо прочности и твердости, износостойких, антифрикционных свойств. Изменяя состав химической среды, можно в одних и тех же деталях получать различные свойства. Это сочетание пластической деформации, упрочняющей термообработки, причем образующийся в результате деформации наклеп сохраняется и влияет на фазовые превращения, происходящие при термообработке. Такое комплексное воздействие на металл позволяет получить уровень свойств в металле более высокий, чем можно получить после деформации или после термообработки в отдельности. Коррозионностойкие стали Отжиг нержавеющей стали называют разрушение металла под действием химического или электрохимического воздействия под действием окружаемой среды. Основные факторы воздействия коррозии и ее влияние на экономику: Экономический фактор - экономические потери промышленности в результате коррозии. Надежность эксплуатации объектов или машин. Виды коррозии: Равномерная поверхностная. Межкристаллитная по границам зерен. Коррозия под напряжением ножевая. Железо не является коррозионностойким металлом. Чистое железо активно взаимодействует со всеми элементами. Повысить коррозионностойкость можно введением легирующих элементов, которые вызывают его пассивацию. Пассивация - эффект создания на поверхности стальной детали тонкой защитной пленки, подслоем которой является кислород. Результат - электронный потенциал становится положительным и поверхность становится менее склонной к коррозии. Усиливают пассивацию Cr, Ni, Cu, Mo, Pt, Pd. Особенно сильно влияет Cr. Химический состав: Cr13-30%, Ni4-25%, Moдо 5%, Cuдо 1%. В зависимости от содержания легирующих элементов структура и свойства сталей могут быть различными. Если сталь содержит в основном Cr, который стабилизирует феррит, то сталь будет ферритной низкая твердость, низкая прочность, высокая пластичность. Если сталь содержит в себе кроме Cr C, то отжиг нержавеющей стали структура будет мартенситной. Зная структуру стали, можно прогнозировать ее свойства и назначать режимы термообработки. Для определения, к какому структурному классу относится сталь, разработана диаграмма Шеффлера. Cr повышает коррозионную стойкость только в том случае, когда его количество в отжиг нержавеющей стали превышает 13%. Если количество Cr не слишком высоко и при этом сталь содержит много углерода, то происходит взаимодействие Cr и С с образованием отжиг нержавеющей стали. Особенно энергично образование карбидов наблюдается на границах отжиг нержавеющей стали. При отжиг нержавеющей стали количество Cr в твердом растворе снижается. И если Cr менее 13%, то границы зерен становятся незащищенными. В результате коррозия легко может пересылаться по границам, не затрагивая центров зерен. Если скорость охлаждения велика, то карбиды отжиг нержавеющей стали границам зерен образовываться не успевают. Количество Cr не снижается меньше 13%. Если скорость охлаждения очень мала, то при этом сначала образуются карбиды по границам зерен. При этом количество Cr снижается, но за счет диффузии из центра зерна происходит увеличение содержания Cr и стойкость восстанавливается. Если охлаждение идет таким образом, что содержание Cr на границах не успевает увеличиться и остается меньше 13%, то такая сталь склонна к межкристаллитной коррозии. Чтобы сделать сталь нечувствительной к межкристаллитной коррозии, нужно: Понизить содержание углерода и азота. Вводить в сталь другие карбидообразующие элементы отжиг нержавеющей стали сильные, чем Cr Ti, Nb. Увеличить скорость охлаждения при термообработке. Хромистые нержавеющие стали являются самыми дешевыми и поэтому самыми распространенными. Минимальное содержание Cr 13%. При содержании Cr больше 13% стабилизируется α - фаза феррит и никаких полиморфных превращений в таких сталях не происходит. Нагрев вызывает только увеличение зерна. Длительная выдержка при температуре около 600-650º С вызывает появление в сталях интерметаллидной фазы. Образование такой фазы сильно охрупчивает сталь, поэтому является нежелательной. Медленное охлаждение или длительная выдержка при 500º С вызывает образование упорядоченного твердого раствора, что также вызывает хрупкость отжиг нержавеющей стали. Такую хрупкость называют 475ºной хрупкостью. Увеличение температуры выше 1000º С вызывает бурный рост зерна и как следствие снижение вязкости, т. Поэтому при отжиг нержавеющей стали вариантах изготовления деталей из этих сталей их термообработки необходимо отжиг нержавеющей стали температурных интервалов, при которых возможно охрупчивание и потеря отжиг нержавеющей стали. Термообработка сталей в зависимости от необходимости может быть смягчающей, т. Отжиг проводится либо для устранения хрупкости, либо для снятия наклепа, либо для стабилизации химического состава и устранения склонности стали к межкристаллитной коррозии. Отжиг нержавеющей стали устранения хрупкости, вызванной появлением упорядоченного твердого раствора, применяют отжиг с нагревом 500-550º Время выдержки должно быть меньше, чем τ minпри появлении хрупкости 475º. Скорость охлаждения 10º С в минуту. Для устранения наклепа, а так же σ-фазы применяют второй вариант отжига с температурой 850-900º Скорость охлаждения 10º С в минуту. Третий вариант отжига применяется для массивных деталей, когда требуется стабилизировать содержание Cr по сечению детали, чтобы избежать склонности стали к межкристаллитной коррозии. Выдержка от 2 до 4 часов. Для хромистых сталей мартенситного класса применяют упрочняющую термообработку: закалка + отпуск. Возможно применение одной закалки без отпуска, если деталь небольших размеров или отжиг нержавеющей стали идет на воздухе. Для хромистых сталей мартенситного класса охлаждение в любом случае дает мартенситную структуру. Поэтому применение охлаждающих сред вода, масло не требуется. Лишь охлаждение печью вызывает ферритно-карбидную структуру. Такой же структуры можно добиться после закалки и отпуска при температуре 650º Наибольшая твердость достигается после закалки. В этом состоянии сталь обладает наивысшей коррозионной стойкостью, т. Cr находится в твердом растворе. Если требуется сохранить твердость и коррозионную стойкость, то отпуск стали проводят при температуре 250-350º А если требуется повышенная вязкость, то проводят высокий отпуск 650º Состав, структура и свойства хромистых сталей. Основные легирующие элементы: Cr- 13-28%. Ni, Cu, Mo- вводятся для повышения коррозионной стойкости и вязкости. Хромистые стали делят на: Cr 13%. Увеличение содержания углерода вызывает в хромистых сталях мартенситное превращение, так же появление карбидов. Чем больше карбидов и С, тем По содержанию углерода стали делят на: Стали ферритного класса 08Х13, 08Х17, 05Х27. Стали ферритно-мартенситного класса 12Х13. Стали мартенситного класса 20Х13, 30Х13, 40Х13. Стали отжиг нержавеющей стали мартенситом + карбиды 65Х16, 95Х18Ш. В зависимости от структуры стали изменяются ее свойства и назначение. Стали ферритного класса из всех хромистых отличаются наилучшей пластичностью. Из них изготавливают листы и другие полуфабрикаты для изготовления деталей с применением сварки. Из всех хромистых стали ферритного класса хорошо поддаются сварке. При использовании стали следует помнить, что она может охрупчиваться при медленном охлаждении, а так же при увеличении зерна. Поэтому в эти стали добавляют Tiи Nb, которые образуют карбиды. Отжиг нержавеющей стали стали называют стабилизированными. Для сталей ферритного класса применяют отжиг в разных вариантах - 1, 2, иногда 3. Стали мартенситного класса отличаются высокой твердостью и отжиг нержавеющей стали, поэтому их используют для изготовления деталей, которые должны сохранять высокую прочность и твердость при работе в агрессивных средах. Для таких сталей проводят закалку + низкий отпуск. Стали со структурой отжиг нержавеющей стали + карбиды имеют большое количество карбидов хрома. Они используются для изготовления деталей, которые работают в агрессивных средах при температуре от -150 до +250º Термообработка: закалка 1000-1150º С - воздух + отжиг 250-350º Если сталь кроме Cr содержит еще Ni, Mn, Mo, то ее структура из ферритной может измениться на ферритно-аустенитную или даже на чистую аустенитную. Аустенит позволяет получить не только коррозионную стойкость, но так же и высокие технические свойства. Сталь хорошо поддается обработке давлением, сварке, сохраняет свойства до 600-700º С, не охрупчивается, не чувствительна к хладноломкости, но сталь склонна к межкристаллитной коррозии и ее невозможно упрочнять закалкой. Термообработка: закалка + отжиг. И после закалки и после отжига структура одинаковая, одинаковые и свойства. Закалке подвергают тонкостенные изделия простой формы и небольшого размера. Температура и закалки, и отжига одинакова и зависит от состава стали. Если сталь содержит только Cr, Ni, то температура не должна превышать 950-1000º Увеличение температуры вызывает резкий рост зерна и снижение характеристик. Охлаждение при закалке отжиг нержавеющей стали быть таким, чтобы не попасть в область выделения карбидов Cr. Уменьшения стоимости хромоникелевых сталей можно добиться, если вместо Niвводить Mn. Для того, чтобы стабилизировать структуру, необходимо, чтобы Cr15%. Если условие не выполняется, то мы получаем сталь с неустойчивым структурным состоянием. Для получения стабильной аустенитной структуры Niзаменяют частично 10Х14Г14Н4Т, 20Х13Н4Г9. Термообработка принципиально не отличается от отжиг нержавеющей стали хромоникелевых сталей. Такой недостаток хромоникелевых отжиг нержавеющей стали, как склонность к росту зерна, можно устранить, используя для сварных деталей стали ферритно-аустенитного класса 15Х22Н5М5Т или аустенитно-мартенситного класса 08Х15Н5Д2Т. Стали аустенитно-мартенситного класса обладают повышенной твердостью. Чисто аустенитные стали склонны к коррозии под напряжением. Даже самые лучшие аустенитные стали оказываются недостаточно стойкими при контакте с кислотами. Поэтому разработаны коррозионно-стойкие сплавы: Fe - Ni - Cr 04ХН40МДТЮ. Cr - Отжиг нержавеющей стали - Mo ХН65МВ. © 2014 Сервисный центр металлопроката г. Екатеринбург, +7 343 385-85-05 Дизайн - Отжиг нержавеющей стали .

Карта сайта

1 2 3 4 5 6
Коментарии:

    Закалка является эффективным средством предупреждения межкристаллитной коррозии и придания стали оптимального сочетания механических и коррозионных свойства.





© 2003-2016 versall-spb.ru