Термическая обработка стальных отливок

Термическая обработка отливок. При затвердевании и охлаждении стальные отливки имеют крупнозернистую структуру, обладающую высокими прочностными свойствами.

Для измельчения структуры и снятия внутренних напряжений стальные отливки отжигают. После отжига увеличивается предел прочности при растяжении, относительное удлинение и ударная вязкость стали. Температура отжига должна быть выше точки Ас₃ на диаграмме состояния на 30-50ºС.

Выдержка отливок при температуре отжига должна быть такой, чтобы обеспечить равномерный прогрев отливок по сечению. Для тонкостенных отливок длительность нагрева около 1 ч, для более крупных, толстостенных – 4-6 ч. При выдержки отливок в печи более оптимальной структура вновь может укрепляться. Отливки после отжига охлаждают с печью.

Для придания отливкам тех или иных прочностных характеристик, их кроме отжига подвергаю различным видам термической обработки.

Нормализацию применяют для измельчения первичной структуры отливок, а также как подготовительную операцию для последующей термической обработки. При нормализации отливки нагревают выше точки Ас₃, выдерживают и охлаждают по обычным режимам отжига.

Высокий отпуск применяют для повышения ударной вязкости, снижения твёрдости отливок. Для этого отливки нагревают до 500-600ºС со скоростью 30-40º С/ч; выдерживают 1-2 ч и охлаждают на воздухе.

Для углеродистой и низкоуглеродистой стали рекомендуются следующие виды термической обработки: отжиг – для отливок, склонных к образованию значительных внутренних напряжений; нормализация – для простых отливок; нормализация и отпуск – для отливок повышенного и особо качества, не склонных к сильному колебанию при ускоренном охлаждении на воздухе.

Нормализация  с отпуском повышает пластические свойства и ударную вязкость стали. При установлении режима термической обработки стальных отливок необходимо учитывать, что отливки можно загружать в печь, нагретую до температуры не выше 350º С. Если отливки имеют очень сложную конфигурацию и в них возникают внутренние напряжения, то при достижении в печи 650-700º С следует делать выдержку в 2 раза меньшей продолжительности, чем при максимальной температуре отжига или нормализации. Отливке после выдержки при отжиге следует охлаждать вместе с печью до 300-350ºС, мелкие и средние со скоростью 30-50º С/ч, а более крупные и сложные 25-30º С/ч.

Температура отпуска зависит от требуемых механических свойств при повышении температуры отпуска после нормализации пластические свойства улучшаются, а прочность несколько уменьшается. Выдержка при отпуске отливок со стенками толщиной 25 мм составляет 2 ч, для массивных отливок на каждые 25 мм толщины прибавляют сверх того 30 мин. После отпуска отливки охлаждают на воздухе, кроме тех случаев, когда возможно  появление хрупкости, тогда отливки необходимо охлаждать в воде. Для снятия напряжений после закалки отливки подают  в нагретую печь для отпуска.