Гомогенизирующий отжиг
В результате первичной кристаллизации структура литых сплавов становится неоднородной, возникают различные ликвации.
В результате ликвации могут образовываться вторичные метастабильные фазы, эвтектики, грубые пограничные выделения. Наличие ликвации в сплавах приводит к понижению пластичности их, иногда и прочности, снижению технологической пластичности. Ликвационные участки при пластической деформации могут вытягиваться, образовывая строчечную структуру, вызывающую анизотропию свойств.
Рис. 12.1. Влияние гомогенизирующего отжига на структуру стали: а - до отжига; б - после отжига
Коэффициент ликвации Mo, W, Сr, Со, Мn, Ni, V в железе; А1, Сr, W, Со, Сu, Fe, Мn в никеле составляет 1,5, а для сплавов на основе никеля с титаном, тантала с ниобием этот коэффициент составляет 2 - 2,5.
Для устранения указанных недостатков применяют гомогенизирующий отжиг. При этом отжиге протекают два процесса - растворение и диффузия. Поэтому гомогенизирующий отжиг иногда называют диффузионным. Гомогенизирующий отжиг производится при температурах, близких к линии солидус. При таких высоких температурах и достаточно длительных выдержках происходит постепенное выравнивание химического состава в сравнительно небольших объемах. Нестабильные фазы при отжиге могут исчезать.
Отжиг стальных слитков
Гомогенизирующий отжиг стальных слитков или литых деталей производится нагревом до температуры 1100 - 1200° С и последующей длительной выдержкой. Выравнивание химического состава проявляется в частичном исчезновении дендритной структуры, более равномерном распределении микротвердости. Гомогенизирующий отжиг может способствовать более благоприятному распределению неметаллических включений. В процессе нагрева включения могут быть частично переведены в раствор или скоагулированы, особенно если в сталь введены поверхностноактивные вещества, способствующие коагуляции второй фазы в тройном стыке зерен. В результате перераспределения неметаллических включений повышается пластичность и вязкость стали. Разрушение металла вместо интеркристаллического становится внутрикристаллическим. Повышается деформируемость стали при горячей деформации, после прокатки становится менее выраженным строчечное расположение структурных составляющих (рис. 12.1).
Отжиг под обработку давлением
Гомогенизирующий отжиг можно совместить с нагревом под горячую обработку давлением (ковку, прокатку). Такое совмещение выгодно как в экономическом отношении, так и с точки зрения качества, поскольку при гомогенизирующем отжиге проката или поковок может возникать перегрев, обезуглероживание и пр. Однако гомогенизирующий отжиг проката и поковок дает лучшее выравнивание химического состава вследствие улучшения диффузионного обмена атомов за счет механического раздробления пограничных выделений при деформации.
Гомогенизирующим отжигом нельзя добиться значительного улучшения свойств очень загрязненных сталей, так как включения тормозят развитие диффузионных процессов и сами по себе являются причиной понижения механических свойств.
