Термічна обробка металів і сплавів

Термічна обробка металів — це сукупність технологічних процесів нагрівання, витримки та охолодження, що змінюють структуру та властивості металевих матеріалів. Вона є невід’ємною частиною виробництва деталей, які мають відповідати жорстким вимогам міцності, твердості або пластичності.

Основні види термічної обробки

Серед найпоширеніших видів термічної обробки вирізняють:

• Відпал — зниження твердості, зняття напружень, покращення оброблюваності.
• Гартування — підвищення твердості шляхом швидкого охолодження після нагріву.
• Відпуск — зниження крихкості після гартування.
• Нормалізація — відновлення однорідної структури вуглецевих сталей.
• Цементація, азотування — хіміко-термічні процеси зміцнення поверхні.

Кожен із цих методів має свої особливості, які впливають на кінцеві характеристики виробів.

Вплив термічної обробки на структуру та властивості

Завдяки термічній обробці металів, змінюється мікроструктура матеріалу: зерна стають дрібнішими, зникають внутрішні напруження, з’являються нові фазові стани. Це безпосередньо впливає на:

• Механічні властивості — твердість, міцність, пластичність
• Фізичні властивості — теплопровідність, електропровідність
• Хімічну стійкість — корозійна стійкість або окислюваність

Оптимальне поєднання властивостей досягається саме завдяки правильному вибору режиму обробки.

Технологічні режими термообробки

Кожна термічна обробка металів виконується за певним режимом, що включає:

• Температуру нагріву
• Тривалість витримки
• Швидкість охолодження
• Середовище (повітря, масло, вода, вакуум, газ)

Параметри підбираються залежно від складу сплаву, вимог до кінцевих характеристик та умов експлуатації виробу.

Термічна обробка різних груп сплавів

Різні сплави по-різному реагують на нагрів:

• Вуглецеві сталі: добре піддаються гартуванню та нормалізації
• Нержавіючі сталі: вимагають контролю температури, аби не втратити корозійну стійкість
• Алюмінієві сплави: зміцнюються переважно шляхом старіння (природного або штучного)
• Титанові сплави: потребують точного температурного контролю, бо схильні до окислення

Розуміння поведінки кожного матеріалу — ключ до якісної обробки.

Застосування термічної обробки в промисловості

У промисловості термічна обробка металів застосовується для:

• виготовлення ріжучих і формувальних інструментів;
• деталей машин і автомобілів;
• елементів конструкцій, що працюють при високих температурах;
• підвищення зносостійкості та надійності деталей.

Сучасні лінії термообробки автоматизовані та енергоефективні, що робить цей процес ще більш точним і надійним.