Отжиг состоит из трех стадий: нагрева, выдержки и охлаждения металла. Общая продолжительность отжига зависит от марки стали, геометрических размеров проката, рулонной или листовой технологии, массы пачки или рулона и от типа нагревательных устройств.
Статистическая обработка опыта многих заводов показала, что время нагрева листовой стали в стопах — 0,28—0,30 ч на 1 см ширины листов, а время выдержки— 25—30% от времени нагрева. При нагреве рулонов имеются рекомендации об определении времени нагрева в зависимости от массы рулона (при внутреннем диаметре —500 мм) по формуле т = 3,4G + 6,5, где т—время нагрева, ч; G — масса рулона, т. Необходимо отметить, что на заводах часто используют регулирование скорости охлаждения для изменения свойств металла, получаемых после термообработки, при покупке металлопроката для нужд завода снабженцам весьма целесообразно применять калькулятор металлопроката.
В тех случаях, когда требуется повышение прочностных свойств за счет мелкозернистой структуры (по сравнению с отжигом), а также необходимо увеличить производительность нагревательных устройств, применяют нормализацию. Нормализация представляет собой термообработку, заключающуюся в нагреве до температур на 30—50 °С выше температур отжига и охлаждении или на воздухе, или каким-либо другим способом, но обеспечивающим скорость охлаждения, подобную охлаждению на воздухе. Характер структурных процессов при нормализации подобен тем, которые проходят при отжиге, но за счет большей скорости охлаждения новые зерна не успевают вырасти до больших размеров, образуется мелкозернистая структура с повышенным уровнем прочностных свойств.
Так, на металлургическом комбинате «Запорожсталь» подвергают нормализации листы и рулоны из марганцовой стали 12Г2А. Рулоны этой стали нагревают в газовых одностопных печах до 830 °С, выдерживают не менее 8 ч (общая продолжительность нагрева 20—25 ч), а затем производят их ускоренное охлаждение под муфелем с водяным охлаждением до 180 °С. На Волгоградском металлургическом заводе «Красный Октябрь» холоднокатаные листы ферритной стали 08Х17Г нагревают в сварных коробах в камерной печи до 840°С в течение 6—8 ч, выдерживают 15 ч, а затем охлаждают в коробах на воздухе. Помимо технологических аспектов производства руководству и бухгалтерии предприятия приходится учитывать лме цены как начальный фактор ценообразования на металл.
Смягчающей термообработкой для высоконикелевых и высокомарганцевых сталей является операция типа закалки, заключающаяся в нагреве металла до 1050— 1150°С (необходимой для растворения всех карбидов и создания гомогенного высокотемпературного раствора углерода в железе), минимальной выдержки при этой температуре и быстром охлаждении в воде, воздушной смесью или движущимся воздухом.
В некоторых случаях требуется поставка листовой стали с повышенным, уровнем прочностных свойств, но и с хорошей пластичностью. Тогда ее подвергают операции улучшение, заключающейся в закалке (нагрев до 900—1000 °С и охлаждение водой) и высоком отпуске (500—700 °С, охлаждение на воздухе или распыленной водой). С такими свойствами часто поставляют низколегированные стали.
Длительные выдержки при высокой температуре ведут к росту зерна и. последующему ухудшению механических свойств. Поэтому имеются рекомендации принимать величину выдержки 1—2 мин на 1 мм толщины полосы. На металлургическом комбинате «Запорожсталь» выдержки изменяются на 1 мм толщины в пределах 86—50 с для металла толщиной 0,8—2,5 мм, соответственно. Закалку осуществляют в печах с окислительной атмосферой, что вызывает значительные потери металла (до 10—12%) и необходимость последующего травления. Нагрев металла в защитной атмосфере затрудняется условиями эксплуатации жароупорного муфеля печи, однако уже работают проходные закалочные печи с защитной атмосферой. Агрегат для светлой термообработки (закалки или отжига) спроектирован «Стальпроектом». Время нахождения метала в печи принято из расчета 1 мин/мм для высоконикелевых, хромоникелевых и высокомарганцовистых сталей и 2 мин/мм при отжиге (750—800 °С) хромистых сталей. Охлаждение производят в струе защитного газа (основа — водород) до температуры ниже 200 °С. С другими интересными материалами можно ознакомиться прочитав новости металлургии.