Почему необходим отжиг или яркий отжиг?

В производстве металлических материалов термическая обработка является очень важным этапом. Отжиг – наиболее распространенный процесс термической обработки.

Яркий отжиг, как следует из названия, представляет собой процесс отжига, позволяющий поддерживать блестящее состояние материала.

 

Но я полагаю, что само по себе это объяснение не развеет ваших сомнений. Почему материалы необходимо отжигать? Зачем сохранять материал ярким при отжиге? Когда необходим светлый отжиг?

 

В этой статье мы объясним все это с нуля.

Почему металлы необходимо отжигать?

 

Упрочнение работы

Чтобы придать материалу различные формы, его необходимо многократно обрабатывать. В этом процессе материал часто необходимо деформировать путем экструзии, волочения и других процессов. И этот процесс деформации требует большого усилия, приложенного к материалу. Эта сила передается внутрь металла, в результате чего металл после деформации создает большое и неослабевающее давление внутри. Эта сила называется стрессом.

 

Формирование наклепа

Напряжение, создаваемое материалом после деформации, может сделать материал очень прочным. Это явление называется наклепом. В некоторых случаях наклеп является средством упрочнения материала. Но чаще всего в результате наклепа материал становится более хрупким, что делает его более склонным к растрескиванию.

 

Отжиг

Отжиг — это процесс, при котором материал нагревается до определенной температуры, выдерживается при этой температуре в течение определенного периода времени и, наконец, охлаждается с определенной скоростью. Одной из основных целей этого процесса является устранение наклепа. В процессе закалки. Атомы металла сжимаются из-за деформации материала. Это сжатие сокращает расстояние между атомами. Уменьшение расстояния приводит к усилению отталкивания между атомами.

 

Процесс отжига можно рассматривать как процесс диффузии атомов металла. При комнатной температуре коэффициент диффузии атомов металла плохой. При высоких температурах атомы могут достаточно диффундировать. Верните расстояния между атомами к равновесию.

 

Отожженный металлический материал размягчится. Одновременно устраняется хрупкость материала, вызванная наклепом.

 

Отжиг раствора

Для суперсплавов материал часто требует отжига на раствор. Отжиг в растворе также называют обработкой в ​​растворе. Это специальный процесс отжига. Его цель – не просто смягчить материалы. Для суперсплавов обработка раствором также может играть роль в упрочнении раствора и контроле размера зерна.

 

Более подробное введение в обработку раствором можно найти в следующей статье:

 

Что такое твердый раствор? Почему никелевые сплавы/суперсплавы нуждаются в обработке раствором?

Для разных типов суперсплавов температура отжига на раствор, время и скорость охлаждения различны. Конкретные параметры можно найти в официальных документах или стандартах.

 

Почему обычный отжиг не может сохранить яркость материала?

После завершения обычного процесса отжига поверхность материала станет черной. Это черное вещество называется оксидной окалиной. Вы можете обратиться к изображению ниже.

 

Образование оксидной окалины

Из-за высокой температуры материала в процессе отжига элемент железа очень легко реагирует с кислородом воздуха. Тем самым образуется оксид железа, оксид железа, оксид железа. Это основные компоненты оксидной окалины и основная причина почернения поверхности материала после отжига.

 

Природа оксидной окалины

Оксидная окалина очень хрупкая и не имеет удлинения. На оксидной окалине появятся глубокие трещины, что снизит структурную стабильность внутреннего металлического материала. Кроме того, наличие оксидной окалины снизит коррозионную стойкость всего металлического материала. Чем больше площадь оксидной окалины, тем выше скорость коррозии металлического материала и тем серьезнее коррозия.

 

Как удалить оксидную накипь

Из-за различной опасности оксидной окалины для металлических материалов удаление оксидной окалины стало важным этапом обработки металлических материалов. Вообще говоря, основными методами удаления накипи являются травление и полировка.

 

Травление – это метод химической обработки поверхности. Его принцип заключается в том, чтобы позволить кислоте вступить в реакцию с оксидной окалиной на поверхности металла, вызывая тем самым коррозию оксидной окалины. На изображении ниже показана поверхность материала после травления.

 

Полировка – это метод физической обработки поверхности. Его принцип заключается в удалении оксидной пленки с поверхности металла путем шлифовки. На изображении ниже показана поверхность материала после полировки.

 

Почему яркий отжиг сохраняет яркость материалов?

В отличие от обычного отжига, при светлом отжиге не образуется оксидная окалина. Именно это сохраняет материал блестящим. Как уже говорилось выше, образование оксидной окалины вызвано реакцией железа с кислородом. Металлы должны содержать железо. Тогда решением может быть только удаление кислорода в процессе отжига.

 

Яркий отжиг – это отжиг в бескислородной среде. Газ, заменяющий кислород, называется защитным газом. Защитными газами обычно являются: водяной пар, аммиак, азот и водород. Среди них водород является наиболее распространенным защитным газом. Поскольку яркий отжиг предъявляет высокие требования к внутренней среде печи отжига, стоимость этого процесса выше, чем стоимость обычного отжига.

 

Почему его нельзя отжечь, а затем отполировать?

У вас может возникнуть вопрос: поскольку оксидную окалину можно удалить травлением и полировкой, зачем использовать более дорогой процесс светлого отжига? Ниже мы объясним каждый случай.

 

Змеевиковая трубка

Змеевиковая трубка представляет собой трубку очень маленького диаметра и очень большой длины. Диаметр змеевика обычно составляет 2 ~ 8 мм. Длина змеевика часто исчисляется тысячами. Благодаря тонкой и удлиненной форме трубка змеевика не допускает образования накипи во время производства.

 

С одной стороны, оксидная окалина появляется не только на внешней стороне трубки при обычном отжиге. Он также появляется внутри трубы. Внутреннее пространство змеевика очень мало, и образующаяся оксидная накипь с большой вероятностью может стать причиной закупорки трубопровода. А длина в тысячи метров делает невозможным дноуглубление трубопровода.

 

С другой стороны, даже если труба не засорена. Удалять окалину после отжига также нецелесообразно. Если используется метод травления, кислота не может полностью стечь в трубу. Это предотвратит удаление накипи внутри трубы. Метод полировки еще более неспособен отполировать небольшую внутреннюю часть трубы.

 

Проволока

Для проволоки обычный отжиг также не соответствует требованиям. Оксидная окалина образуется в результате реакции кислорода и железа в металле. Образование оксидной окалины приведет к истощению компонентов поверхности металла.

 

Для материала очень тонкого диаметра, такого как проволока, нельзя игнорировать расход на диаметр проволоки, в результате чего допуск проволоки не будет соответствовать требованиям. Поэтому при производстве проволоки часто применяют светлый отжиг.

 

Проблемы декарбонизации

Яркий отжиг также решает проблему обезуглероживания при обычном отжиге. Металлы обезуглероживаются при высоких температурах. То есть углеродный элемент в металле будет выделяться из металла. Для некоторых металлов это неприемлемо.

 

Степень обезуглероживания также связана со средой отжига. Среди них явление обезуглероживания очевидно в среде водяного пара. При обычном процессе отжига невозможно избежать попадания влаги в воздух. А яркий отжиг выступает полной преградой для воздуха.

 

Заключение

Металлы при обработке подвергаются наклепу, а отжиг восстанавливает это упрочнение.

 

В процессе отжига образуется оксидная окалина. Он образуется в результате реакции кислорода с железом в металле.

 

Светлый отжиг изолирует кислород, что гарантирует отсутствие образования оксидной окалины в процессе отжига. Этот процесс отжига очень распространен в некоторых формах изделий небольшого размера.

 

Мы производим прецизионные материалы из никелевых сплавов. Для изделий небольших размеров у нас есть оборудование для яркого отжига для точного производства. Если у вас есть какие-либо потребности, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.