КатегорияТермическая обработка
Термическая обработка стали: что делает каждый процесс и что нужно для расчёта стоимости
Термическая обработка меняет то, ЧЕМ является сталь, а не только её форму или поверхность — отжиг, нормализация, закалка, отпуск и другие процессы каждый по-своему смещают микроструктуру в другую точку, и температура, обеспечивающая это, относится к конкретной марке, а не к стали вообще. На этой странице рассказано о том, что действительно нужно покупателю: что делает каждый процесс, почему здесь нельзя указать общую температуру, что происходит с сертификатом материала после обработки и что нужно поставщику, прежде чем он сможет рассчитать стоимость. Значения, специфичные для конкретной марки, приведены на собственной странице этой марки в данном каталоге.
Процессы термической обработки
Отжиг
Нагрев выше интервала превращения, выдержка и последующее медленное охлаждение — обычно в печи — для смягчения стали, снятия внутренних напряжений и улучшения обрабатываемости резанием или деформируемости.
Ориентировочно
Источник: Trade consensus and standard metallurgical terminology; pgisteel.com describes two unnamed annealing tiers ('Sub-Critical Annealing', 'Full Annealing') by soak temperature without a single 'annealing' menu line to cite as the named service.
Нормализация
Нагрев выше интервала превращения с последующим охлаждением на спокойном воздухе вместо печи, что даёт более мелкое и однородное зерно, чем в состоянии после прокатки. Часто подготовительный этап перед механической обработкой или дальнейшей термообработкой.
Ориентировочно
Источник: Standard metallurgical terminology. Not named individually by any of the four catalogue sources reviewed for this service — presented as a definition, not as a claim that a reviewed supplier lists it by name.
Закалка
Быстрое охлаждение с температуры выше интервала превращения — в масле, воде, воздухе или другой среде — для фиксации твёрдой, высокопрочной структуры. Также называется закалкой. Почти всегда сопровождается отпуском; одна лишь закалка оставляет сталь хрупкой.
Ориентировочно
Источник: Standard metallurgical terminology; pgisteel.com lists 'flame hardening' as a related service without naming quenching directly.
Отпуск
Повторный нагрев закалённой стали до более низкой температуры с выдержкой, чтобы обменять часть твёрдости на вязкость и снизить хрупкость, оставшуюся после закалки.
Ориентировочно
Источник: Standard metallurgical terminology, applied after quenching in practice (see Quenching and tempering below). Not itemised individually by the sources reviewed.
Улучшение
Двухступенчатая последовательность — закалка, затем отпуск — рассматривается как единая операция, поскольку именно отпуск делает закалённую деталь пригодной к использованию. Итоговый баланс между прочностью и вязкостью определяет именно сочетание, а не какой-либо из этапов по отдельности.
Ориентировочно
Источник: Standard metallurgical terminology for the two-step quench-then-temper sequence; pgisteel.com offers to 'heat treat to YOUR specifications' through partners without naming the sequence itself.
Отжиг для снятия напряжений
Нагрев ниже критического (температуры превращения) интервала для снятия остаточных напряжений, возникших при горячей прокатке, сварке, резке ножницами или газовой резке, без изменения твёрдости или микроструктуры, как это происходит при отжиге или закалке.
Опубликовано поставщиком
Источник: pgisteel.com 'Stress Relieving' service description (heating below the critical range to relieve residual stress from hot rolling, welding, shearing or gas cutting) AND kts-stahl.de, which lists 'Spannungsarmglühen' (stress relieving) as its own line in the service portfolio — confirmed on two independent, differently-languaged supplier pages.
Цементация
Диффузия углерода в поверхность низкоуглеродистой стали при повышенной температуре с последующей закалкой, благодаря чему деталь получает твёрдый, износостойкий поверхностный слой на вязкой, пластичной сердцевине. Также называется науглероживанием.
Ориентировочно
Источник: Standard metallurgical terminology for case hardening by carbon diffusion. Not named individually by the sources reviewed for this service.
Азотирование
Диффузия азота в поверхность стали при сравнительно низкой температуре с образованием твёрдого слоя без последующей закалки, что даёт хорошую износостойкость и сопротивление усталости при минимальном короблении.
Ориентировочно
Источник: Standard metallurgical terminology for case hardening by nitrogen diffusion. Not named individually by the sources reviewed for this service.
Что определяет цену
- Какой процесс или сочетание процессов
- Марка материала и размер сечения
- Текущее состояние и требуемое состояние
- Количество и размер партии
- Производительность печи и планирование
- Требуемые испытания и документация
Что нужно для расчёта стоимости
- Марка или номер материала
- Текущее состояние материала
- Требуемое состояние или твёрдость
- Размеры и количество
- Стандарт или спецификация, которым должна соответствовать обработка
- Нужен ли сертификат контроля после обработки
- Адрес доставки и требуемый срок
Сертификация после обработки
Обычно при закупке стали: 3.1
Термическая обработка меняет материал, который описывает сертификат. Сертификат 3.1 или 3.2, выданный до обработки, описывает сталь до того, как закалка, отпуск или отжиг изменили её свойства — уточните, описывает ли сертификат, который вы получите, материал в исходном состоянии поставки или уже после обработки.
Определено стандартом
Источник: EN 10204 defines inspection-document types; kts-stahl.de (werkszeugnis3-1-wz3-1) sets out the WZ 3.1 / WZ 3.2 distinction — a manufacturer-issued 3.1 versus a 3.1 plus independent third-party inspection for 3.2.
Услуги
Какие процессы термической обработки вы предлагаете?
Отжиг смягчает сталь и снимает напряжения за счёт нагрева выше интервала превращения и последующего медленного охлаждения. Нормализация похожа, но охлаждение идёт на воздухе, что даёт более мелкое и однородное зерно. Закалка быстро охлаждает с температуры выше интервала превращения, чтобы зафиксировать твёрдую структуру, и почти всегда сопровождается отпуском, который повторно нагревает до более низкой температуры, обменивая часть этой твёрдости на вязкость — именно закалка вместе с отпуском, а не закалка сама по себе, даёт действительно пригодную к использованию закалённую деталь. Отжиг для снятия напряжений мягче: он остаётся ниже интервала превращения и устраняет остаточные напряжения от прокатки, сварки или резки, не меняя твёрдость или микроструктуру. Цементация и азотирование — процессы поверхностного упрочнения, при которых в поверхность диффундирует углерод или азот соответственно, давая твёрдый, износостойкий слой на более вязкой сердцевине. То, какой процесс подходит для вашей детали, зависит от марки и требуемой функции.
До какой температуры нагревается моя сталь?
Это полностью зависит от марки, поэтому здесь честно нельзя указать единое значение. В качестве опубликованного примера PGI Steel указывает отжиг для снятия напряжений в диапазоне 1100–1200 °F для сталей с более низким содержанием углерода, таких как A36, A572 Gr50/A709 и 1020, докритический отжиг в диапазоне 1350–1450 °F для марок с более высоким содержанием углерода, таких как 1045 или 4140, и полный отжиг в диапазоне 1500–1650 °F. Это собственные сервисные диапазоны одного поставщика для указанных им групп марок, а не универсальное значение — температура для вашей конкретной марки является свойством именно этой марки. Смотрите собственную страницу этого материала в данном каталоге или попросите поставщика подтвердить значение для вашей точной спецификации.
Какую закалочную среду вы используете?
Честного общего ответа не существует — масло, вода, воздух или конкретная закалочная среда выбираются в зависимости от марки и требуемых свойств, и указание здесь одного из них было бы неверной инструкцией для стали большинства читателей. Спросите у поставщика, какую среду он использует для вашей марки и почему; это одно из решений, определяющих, достигнет ли деталь нужных свойств без трещин и деформации.
Получу ли я сертификат EN 10204 после термообработки?
Здесь это работает иначе, чем в случае любой другой услуги на этом сайте. Стандарт EN 10204 определяет типы контрольных документов 2.1, 2.2, 3.1 и 3.2, причём 3.1 обычно является стандартным выбором для покупателя — но термическая обработка МЕНЯЕТ материал, который она сертифицирует. Сертификат 3.1, выданный до обработки, описывает сталь до того, как закалка, отпуск или отжиг изменили её свойства. Спросите у поставщика напрямую, описывает ли сертификат, который вы получите, материал в исходном состоянии поставки или уже после обработки, и включена ли повторная проверка после обработки или её нужно заказывать отдельно.
Меняет ли термообработка свойства моего материала?
Да — именно в этом и заключается смысл услуги. В отличие от резки или очистки, которые меняют форму или поверхность, термическая обработка меняет то, ЧЕМ является сталь: твёрдость, прочность, пластичность и вязкость намеренно смещаются в другую точку. Именно поэтому состояние поставки и любые испытания после обработки имеют здесь большее значение, чем для любой другой услуги в этом каталоге — деталь, выходящая из печи, механически уже не тот материал, который в неё вошёл.
Какая информация нужна для расчёта стоимости?
Укажите марку или номер материала, текущее состояние, а также состояние или твёрдость, которых нужно достичь. Добавьте размеры и количество, любой стандарт или спецификацию, которым должна соответствовать обработка, нужен ли сертификат контроля после обработки, а также адрес доставки и требуемый срок. Эти семь пунктов превращают запрос в твёрдую цену и определённый процесс вместо оценки.
Могу ли я отправить свой материал на обработку?
Отправка собственного материала на обработку — обычная практика, но принимает ли это конкретный поставщик и на каких условиях, зависит от случая. Уточните это перед отправкой — а поскольку термическая обработка меняет свойства материала, спросите конкретно, как будет задокументировано обработанное состояние и ссылается ли эта документация на сертификат, с которым материал прибыл.
Детали какого размера можно подвергать термообработке?
Производительность полностью зависит от печи конкретного поставщика. В качестве опубликованного примера: печь Metals Engineering для отжига для снятия напряжений разогревается до 1750 °F, удерживает загрузку в пределах ±25 °F и может регистрировать несколько термопар за цикл, с сертификатом соответствия и температурным графиком для каждого заказа. Это собственное оборудование одного поставщика, а не отраслевое значение — спросите поставщика, что он способен разместить и как он документирует цикл.
Есть ли минимальное количество заказа?
Единого для всей отрасли минимального количества заказа для термической обработки не существует; оно варьируется в зависимости от поставщика и от того, как заказ вписывается в его график печи. Уточните это при оформлении запроса, а не предполагайте.
Какой срок изготовления?
Общий срок изготовления здесь честно указать нельзя — он зависит от поставщика, процесса, размера сечения и текущей загрузки печи. Запросите твёрдый срок вместе с расчётом стоимости.
Сколько стоит термическая обработка?
Термическая обработка не тарифицируется по единой ставке, поэтому любая указанная здесь цифра была бы вводящей в заблуждение. Цену определяют процесс или сочетание процессов, марка и размер сечения, текущее и требуемое состояние, количество, планирование печи, а также требуемые испытания или документация. Отправьте семь пунктов контрольного списка для расчёта стоимости, и вы получите твёрдую цену вместо диапазона.
Стоит ли смотреть эту страницу или страницу материала для значений температуры и твёрдости?
Используйте эту страницу, чтобы понять, что делает каждый процесс, что означает сертификат после обработки и что нужно поставщику для расчёта стоимости. Реальные значения температуры, среды и твёрдости, опубликованные для ВАШЕЙ марки, находятся на собственной странице этого материала в данном каталоге — названия и определения процессов на обеих страницах одинаковы, но цифры, важные для вашей стали, относятся именно туда, к этой конкретной марке, а не к стали вообще.
