Полный отжиг

Основные цели полного отжига - устранение пороков структуры, возникших при предыдущей обработке (литьё, горячей деформации или сварке), смягчение стали перед обработкой резанием и уменьшение напряжений, для придания стали определенных характеристик. В целом отжиг рода проводят для приближения системы к равновесию.

При полном отжиге доэвтектоидная сталь после нагрева выше критической точки А_C3 на 30 – 50 ºC (рис. 5) медленно охлаждается вместе с печью. Охлаждение при отжиге проводят с такой малой скоростью (порядка несколько градусов в минуту), чтобы аустенит распадался при небольшой степени переохлаждения. Так как превращение аустенита при отжиге полностью завершается при температурах значительно выше изгиба С-кривых, то отжигаемые изделия можно выдавать из печи на спокойный воздух при температурах 500 – 600 ºC, если не опасны термические напряжения.

Рис. 5. Участок диаграммы Fe-Fe₃Cc нанесенным интервалом

температур термической обработки:

І – полный отжиг; ІІ – нормализация.

Полный отжиг проводят для снижения твердости, повышения пластичности и получения однородной мелкозернистой структуры.

Полный отжиг заключается в нагреве доэвтектоидной стали до температур на 30-50 С выше температуры Ас ₃ (чрезмерное повышение температуры выше этой точки приведет к росту зерна аустенита, что вызовет ухудшение свойств стали), выдержке для полного прогрева и завершения фазовых превращений в объеме металла и последующем медленном охлаждении. Для доэвтектоидных сталей такой отжиг с нагревом выше Аcm не пойдет потому что при медленном охлаждении после такого нагрева образуется грубая сетка вторичного цементита, ухудшающая механические свойства. Для доэвтектоидных сталей время нагрева и продолжительность обработки зависят типа печи, способа укладки, типа отжигаемого материала. Наиболее распространенная скорость нагрева составляет ~ 100 C / ч, а продолжительность выдержки - от 0.5 до 1 часа на тонну изделия. Медленное охлаждение обусловлено необходимостью избежать образования слишком дисперсной ферритно - цементитной структуры и следовательно более высокой твердости. Скорость охлаждения зависит от устойчивости переохлажденного аустенита, а следовательно, от состава стали. Ее регулируют, проводя охлаждение печи с закрытой или открытой дверцей, с полностью или частично выключенным обогревом.

При полном отжиге происходит полная фазовая перекристаллизация стали. При нагреве выше точки Ас₃ образуется аустенит, характеризующийся мелким зерном, который при охлаждении дает мелкозернистую структуру, обеспечивающую высокую вязкость, пластичность и получение высоких свойств после окончательной обработки.

Структура доэвтектоидной стали после полного отжига состоит из избыточного феррита и перлита.

Существует отжиг противоположный по целям обычному отжигу. Это отжиг на крупное зерно с нагревом до 950-1100 ^оС, который применяют для улучшения обработки резанием мягких низкоуглеродистых сталей.

Микроструктура стали марки 12ХНЗА после отжига показана на рис. 6.

Рис. 6. Микроструктура стали марки 12ХНЗА после отжига.