Процес термічної обробки

Процес термічної обробки зазвичай включає три процеси: нагрівання, ізоляцію та охолодження, іноді лише два процеси: нагрівання та охолодження. Ці процеси взаємопов'язані і безперервні.

Нагрівання є одним із важливих процесів термічної обробки. Існує багато способів термічної обробки металів, і найпершим з них було використання деревного вугілля та вугілля як джерел тепла, а потім рідкого та газового палива. Застосування електроенергії дозволяє легко контролювати опалення та не забруднює навколишнє середовище. Ці джерела тепла можна використовувати для прямого нагрівання, а також для непрямого нагрівання через розплавлені солі або метали, а також плаваючі частинки.

При нагріванні металу заготовка піддається впливу повітря і часто піддається окисленню і зневуглецюванню (тобто вміст вуглецю на поверхні сталевих деталей зменшується), що дуже негативно позначається на характеристиках поверхні деталей після термообробки. Тому метали зазвичай слід нагрівати в контрольованій або захисній атмосфері, розплаві солі та вакуумі, а також можна захищати та нагрівати за допомогою методів покриття або упаковки.

Температура нагріву високовакуумної печі спікання є одним із важливих параметрів процесу в процесі термообробки. Вибір і контроль температури нагріву є основним питанням забезпечення якості термічної обробки. Температура нагрівання змінюється залежно від металевого матеріалу, що обробляється, і мети термічної обробки, але зазвичай її нагрівають вище температури фазового переходу для отримання високотемпературної мікроструктури. Крім того, трансформація вимагає певного часу. Тому, коли поверхня металевої заготовки досягає необхідної температури нагрівання, необхідно підтримувати цю температуру протягом певного періоду часу, щоб внутрішня і зовнішня температури були узгодженими і перетворення мікроструктури було повним. Цей період часу називається часом витримки. При використанні нагрівання високої щільності енергії та термічної обробки поверхні швидкість нагрівання надзвичайно висока, і, як правило, немає часу ізоляції, тоді як час ізоляції при хімічній термічній обробці часто довший.

Охолодження також є обов’язковим етапом у процесі термічної обробки, і метод охолодження змінюється залежно від процесу, головним чином контролюючи швидкість охолодження. Швидкість охолодження відпалу, як правило, найповільніша, тоді як швидкість охолодження нормалізації є швидшою, а швидкість охолодження загартування є швидшою. Але існують також різні вимоги через різні типи сталі, наприклад, загартована на повітрі сталь може бути загартована з тією ж швидкістю охолодження, що й нормалізована.

Процеси термічної обробки металу загалом можна розділити на три категорії: загальна термічна обробка, термічна обробка поверхні та хімічна термічна обробка. Відповідно до різних нагрівальних середовищ, температури нагрівання та методів охолодження кожну основну категорію можна розділити на кілька різних процесів термічної обробки. Використання різних процесів термічної обробки для того самого металу може призвести до різних мікроструктур і, отже, різних властивостей. Сталь є найбільш широко використовуваним металом у промисловості, а її мікроструктура також є найскладнішою, тому існують різні типи процесів термічної обробки сталі.