Технология термической обработки 5 Отжиг и нормализация

---

Технология термической обработки 
 
3.5 Отжиг и нормализация 
 
В зависимости от назначения, условий проведения и структурных 
превращений различают три основные вида отжига стали: диффузионный 
(гомогенизация), рекристаллизационный и перекристаллизационный. Первые 
два вида отжига не связаны с фазовыми превращениями при нагреве и 
охлаждении, а последний – связан. 
Диффузионный отжиг предназначен для выравнивания химического 
состава стальных слитков и отливок (для устранения внутрикристаллической 
ликвации). Нагрев до высокой температуры обеспечивает протекание 
процесса диффузии атомов, что при достаточной выдержке при температуре 
нагрева позволит выравнить химический состав в пределах каждого зерна и 
слитка в целом. Для стали температура нагрева составляет 1050-1150º С. 
Время выдержки зависит от сечения детали и составляет от нескольких часов 
до нескольких суток. 
Рекристаллизационный отжиг проводится для снятия наклепа с целью
уменьшения твердости и хрупкости стали. Он осуществляется путем нагрева 
детали выше температуры рекристаллизации - Т
рек
, выдержке при этой 
температуре и последующего охлаждения. 
Чаще всего нагрев при рекристаллизационном отжиге стали 
проводится до 680-700
о
С. 
Рекристаллизационный отжиг применяется как промежуточная 
операция при холодной обработке давлением (штамповка, прокатка, 
волочение и др). После одного или нескольких проходов холодной обработки 
деталь в результате наклепа становится твердой и хрупкой и для того, чтобы 
можно было продолжать процесс холодной обработки, проводится 
рекристаллизационный отжиг. 
Перекристаллизационный отжиг состоит из нагрева стали выше 
критических точек Ac
3
или Ас
I
, выдержки при температуре нагрева и 
последующего медленного охлаждения. 
При этом происходит фазовая перекристаллизация в соответствии с 
диаграммой «железо-углерод» (превращение 

Fe
в 

Fe
при нагреве и 

Fe
в 

Fe
при охлаждении), структура становится равновесной, а сталь более 
пластичной. Практически охлаждение стали в этом случае осуществляют 
вместе с печью. 
Перекристаллизационным отжигом решаются следующие задачи: 
1. Понижение твердости для облегчения обработки резанием. 
2. Снятие (снижение) остаточных напряжений, которые могут привести к 
самопроизвольной деформации детали. 
3. Повышение 
пластичности стали за счет уменьшения зерна, 
происходящего в процессе перекристаллизации. 
4. Подготовка структуры стали к последующей закалке. 

---

В зависимости от температуры нагрева перекристаллизационный отжиг 
может быть полным и неполным. При полном отжиге сталь нагревается на 
30-50
о
выше верхних критических точек (
3
c
А  или 
cm
А
); при неполном отжиге 
– на 30-50
о
выше нижней критической точки 
1
c
А
(но ниже точек 
3
c
А  или 
cm
А
). 
Доэвтектоидные стали подвергаются полному отжигу, т.е. нагреваются 
выше точки 
3
c
А . При этом происходит полная фазовая перекристаллизация: 
крупная перлитно – ферритная структура превращается при нагреве в 
мелкозернистый аустенит, который при последующем медленном 
охлаждении превращается в мелкую перлитно- ферритную структуру. 
Если же доэвтектоидным сталям провести неполный отжиг, произойдет 
перекристаллизация только одного перлита (в точке А
I
). Феррит же не 
подвергнется перекристаллизации и останется крупным. Цель отжига 
достигнута не будет. 
Заэвтектоидную сталь подвергают неполному отжигу (т.е. нагревают 
выше 
1
c
А
, но ниже 
cm
А
), так как вторичный цементит сохраняется в этом 
случае не в виде сетки по границам зерен (что было бы при полном отжиге), 
а в раздробленном виде (в результате предшествующей обработки 
давлением). Такая структура обеспечивает стали высокую пластичность. 
Таким образом, на диаграмме железо– углерод можно изобразить 
области температуры нагрева стали при перекристаллизационном отжиге. 
(Рис.3.1.) 
Рис. 3.1. Критические точки 
Если сталь, нагретую выше критических точек, охлаждать быстрее, 
чем при отжиге, превращения будут отклоняться от диаграммы Fe - С и 
структура получится неравновесной, создающей повышенные внутренние 

---

напряжения и обеспечивающей повышенную твердость при пониженной 
пластичности. К такому результату приводит нормализация и в еще большей 
степени - закалка.