Металловедение стенки нефтяного аппарата

Диффузоинный отжиг I рода проводится при температурах 1100-1200°С, применяется для легированных сталей для снижения дендритной ликвации. Дендритная ликвация в стали при обработке давлением увеличивает хрупкий излом, слоистый излом, внутренние трещины (флокены). После диффузионного отжига в стали выравниваются физико-химические свойства (происходит гомогенизация). Крупное зерно послед иффузионного отжига уменьшается обработкой давлением.

Рекристаллизационнм отжигом I рода при 650-760°С устраняют наклеп и повышают пластичность. Применяется как промежуточная операция между операциями холодного деформирования и в качестве операции окончательной термообработки. Вместе с рекристаллизацией феррита может протекать процесс коагуляции цементита, в результате чего повышается пластичность стали.

Отжиг I рода для снятия остаточных напряжений при температуре 160-700°С с медленным охлаждением используют для после сварочной термообработки сварных швов, отливок, после станочных операций обработки резанием. Остаточные напряжения возникают из-за неравномерности проведения процессов обработки, например, сварки. Отжиг сварных швов проводится при температуре 650-700°С, близкой к ректристаллизационному отжигу.

При такой же температуре проводят отжиг после основных механических операций, после операции окончательной шлифовки отпуск проводят при 160°С.

Отжиг II рода используется как подготовительная термообработка поковок, отливок и проката для снижения прочности и твердости стали, увеличению пластичности перед последующими операциями обработки. Для отливок отжиг II рода может являться окончательной операцией.

При отжиге II рода после медленного охлаждения, сталь имеет структуру, близкую к равновесной, например, феррит и перлит в доэвтектоидных сталях, перлит в эвтектоидной стали и в заэвтектоидных сталях перлит и цементит. Перекристаллизация вызывает уменьшение размеров зерна.

Полный отжиг II рода проводят для полной перекристаллизации стали с образованием мелкозернистой структуры. Сталь (доэвтектоидную) нагревают также как при нормализации выше точки Ас3 на 50°, при этом образуется аустенит с мелкозернистой структурой. После рекристаллизации зерна аустенита теряют связь с ориентацией в первоначальной структурой. Выдержка производится в печи, скорость охлаждения медленная для распада аустенита. После превращения аустенита в перлит, охлаждение может продолжаться на воздухе.

Неполный отжиг II рода применяется для снижения твердости стали для доэвтектоидной стали. Заэвтектоидные стали подвергают только неполному отжигу [17].

Изотермический отжиг II рода применяют как правило для легированной стали. Стали нагревается вышет точки Ас3 на 50°С и быстро охлаждают до точки ниже А1 на 100°. Затем при последней температуре сталь изотермически выдерживают, и после выдержки быстро охлаждают на воздухе. Изотермический отжиг характеризуется быстротой операции.

Сфероидизирующий отжиг II рода применяют для перевода пластинчатой структуры перлита в зернистую.

Высокий отпуск при 650°С применяют для распада мартенсита (бейнита), коагуляции карбидов в троостите для снижения твердости стали. Легированные стали имеют неравновесную структуру при ускоренном охлаждении, которая выравнивается высоким отпуском. Для высоколегированных и низколегированных сталей высоким отпуском снижают твердость.

Нормализация стали происходит при нагреве стали на 50°С выше точки Ас3 для доэвтектоидной стали и точки Аст для зэвтектоидной стали. При нормализации выдержка кратковременная и охлаждение простое на воздухе. После нормализации происходит полная перекристаллизация стали, устраняется крупнозернистая структура. Нормализация может применяться вместо операций отпуска и закалки. Быстрое охлаждение на воздухе вызывает распад аустенитной структуры и повышает перлит. В результате по сравнению с отжигом на 15% возрастает прочность и твердость. Для горячекатенной стали по сравнению с отжигом уменьшается зрупкое разрушение и снижается порог хладноломкости.

Для низкоуглеродистых сталей нормализацией заменяют операции отжига, для среднеуглеродистых сталей нормализация вместе с высоким отжигом используется вместо закалки и высокого отпуска. При этом снижаются механические свойства стали, но повышается устойчивость к образованию трещин. Для высокоуглеродистых сталей нормализация устраняет цементитную сетку, возникающую при медленном охлаждении. Для легированных сталей нормализацией исправляются дефекты структуры с последующим высоким отпуском.

Закалка проводится при нагреве выше на 50°С точки Ас3 для доэвтектоидных сталей и Ас1 для заявтектоидных сталей и охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Закалку выполняют в воде, для легированных сталей в масле. После закалки для снижения хрупкости необходим отпуск. Закалку проводят непрерывно в одной среде или в двух средах.