Широке застосування в промисловості отримали різні механічні методи розділення металів, в першу чергу різання ножівкові полотнами, стрічковими пилками, фрезами та ін У виробництві використовуються різноманітні верстати загального та спеціального призначення для розкрою листових, профільних та інших заготовок з різних металів і сплавів. Однак при багатьох достоїнства цього процесу існують значні недоліки, пов'язані з низькою продуктивністю, високою вартістю відрізного інструменту, труднощами або неможливістю розкрою матеріалів по складному криволінійній контуру. З цими завданнями чудово справляється лазерна різання металів.
Отжиг - це термообробка, яка усуває частково (або повністю) всякого роду неоднорідності і нерівноважності, які були внесені в метал при попередніх операціях (мех. обробка, обробка тиском, лиття, зварювання). Залежно від початкового стану стали отжігможет включати процессигомогенізаціі, рекристалізації зняття залишкових напруг.
Саме про ці способи обробки металів і піде мова в даному рефераті.

Гомогенізаціонний отжиг.
Основною метою гомогенізаціонного відпалу є - усунення наслідків дендритних або внутрікрісталлітной ліквації, яка може призвести до:
1.Сніженію пластичності, за рахунок виділення нерівноважних крихких фаз.
2.Уменьшенію корозійної стійкості та розвитку електрохімічної корозії
усередині сплаву.
3.Анізотропіі хутро. властивостей.
4.Сніженію температури солідуса.
5.Уменьшенію температури плавлення, через який відбувається оплавленіедендрітов при подальшій обробці.
6.Отсутствію стабільності властивостей.
Фізико - хімічної основою гомогенізаціонного відпалу є дифузія у твердому стані, з цього отжиг бажано проводити при більш високих температурах, щоб дифузійні процеси, необхідні для вирівнювання складу сталі, проходили більш повно.
Температура нагріву під отжиг коливається в межах (0.85-0.90) Tпл.
Витяг буде визначатися природою ліквірующіх елементів. Так як гомогенізація інтенсивно протікає в початковий період відпалу (в міру вирівнювання складу сплаву градієнт концентрації dC/dX зменшується), то великі часи витримки не застосовуються. Однак для деяких металів цей час становить десятки або сотні годин. Для зменшення часу відпалу потрібно
1. Збільшити температуру
2. Змінити dC/dX, а для цього потрібно змінити умови кристалізації.
3. Завантажити у піч вже нагріті злитки.
Гомогенізований отжиг може викликати ряд негативних побічних явищ:
1. Зростання зерна аустеніту, отже погіршення хутро. властивостей.
2. Вторинна пористість і неоднорідність.
3. Коагуляція надлишкових фаз.
Тому гомогенізований отжиг є попередньою обробкою, після якої поводять повний отжиг, або обробку тиском, або відпустку при 670-680 градусах, або нормалізацію.
Для усунення неоднорідностей, викликаних холодної пластичної деформаціейпріменяют дорекрісталлізаціонний і рекрісталлізаціонний отжиг
При холодної деформації відбувається:
1.Ізмененіе форми і розмірів кристалів
2.Накопленіе в металі великої кількості надлишкової енергії, що в кінцевому підсумку призводить до зростання напруги 1 та 2 пологів.
Через це: зменшуються пластичні характеристики, з'являється анізотропія механічних властивостей, збільшується Електроопір і зменшується корозійна стійкість.
Все це можна спробувати усунути отжигом.
Дорекрісталлізаціонний отжиг буває пом'якшувальною і зміцнює.
Смягчающий отжиг використовують для підвищення пластичності при частковому збереженні деформаційного зміцнення. Найчастіше його застосовують як остаточної операції, що надає виробу потрібне поєднання міцності і пластичності. Крім того, можна зменшити залишкові напруги, стабілізувати властивості та підвищити стійкість ккоррозіі. Для вибору режиму дорекрісталлізаціонного пом'якшувального відпалу необхідно знати температуру початку рекристалізації, при даній ступеня деформації.
Дорекрісталлізаціонний зміцнюючої отжиг застосовують дляповишенія пружних властивостей пружин і мембран.Оптімальную температуру підбирають дослідним шляхом.
Рекрісталлізаціонний отжиг використовують у промисловості як попередню операцію перед холодної обробкою тиском, для додання матеріалу найбільшої пластичності; як проміжний процес між операціями холодногодеформірованія, для зняття наклепа; і як остаточну термообробку, для додання матеріалу необхідних властивостей.
При виборі режиму відпалу потрібно уникати отримання дуже великого зерна і разнозерністості.Скорость нагревачаще за все не має значення.
Отжиг, що зменшує напруги.
При обробці тиском, лиття, зварювання, термообробки у виробах можуть виникати внутрішні напруги. У більшості випадків, вони повністю або частково зберігаються в металі після закінчення технологічного процесу. Тому основна мета відпалу - повна або часткова релаксація залишкових напружень.
Причинами виникнення залишкових напруг є неоднакова пластична деформація або різне зміна питомої обсягу в різних точках тіла, через наявність градієнта температур по перетину тіла.
Напруження при відпаленні зменшуються двома шляхами: внаслідок пластичної деформації в умовах коли ці напруги перевищать межу плинності і в результаті повзучості при напругах менше межі текучості.
Тривалість відпалу встановлюють дослідним шляхом. Певною температурі відпалу в кожному конкретному виробі відповідає свій кінцевий рівень залишкових напружень, після досягнення якого збільшувати тривалість відпалу не має сенсу.
Температуру підбирають зазвичай трохи нижче критичної точки АС1.
Швидкості нагріву і особливо охолодження при відпаленні повинні бути невеликими, щоб не виникли нові внутрішні термічні напруги.
Використання відпалу лімітується тими небажаними структурними та фазовими змінами, які можуть статися при нагріванні. Тому доводиться або миритися з недостатньо повним зняттям залишкових напряженійпрі низьких температурах, або йти на компроміс, досягаючи більш повного зняття напружень при деякому погіршенні механічних та інших властивостей.
Отжиг IIрода.
Отжиг другого роду - етотермообработка, яка полягає в нагріванні сталі до температур вище точок АС3 або АС1, витримці і наступному охолодженні. У результатеми отримуємо майже рівноважний структурний стан сталі; в доевтектоїдних сталях - ферит + перліт, в евтектоїдних - перліт і в заевтектоідних - перліт + вторинний цементит.
Після відпалу отримуємо: дрібне зерно, частково або повністю усунені строчно, відманштеттову структуру та інші несприятливі структури.
Сталь виходить снізкой міцністю і твердістю при достатньому рівні пластичності.
У промисловості отжиг II роду часто використовується як підготовчої і остаточної обробки.
Різновиди відпалу II роду розрізняються способами охолодження і ступенем переохолодження аустеніту, а так само становищем температур нагріву щодо критичних точок.
 Повний отжиг.
Основні цілі повного відпалу - усунення вад структури, що виникли при попередній обробці (лити, гарячої деформації або зварюванні), пом'якшення стали перед обробкою різанням і зменшення напружень, для надання сталі певних характеристик. В цілому отжиг II роду проводять для наближення системи до рівноваги.

 Повний отжиг полягає в нагріванні доевтектоїдних сталі до температур на 30-50 С вище температуриАс3 (надмірне підвищення температури вище цієї точки призведе до зростання зерна аустеніту, що викличе погіршення властивостей сталі), витримці для повного прогріву ізавершенія фазових перетворень в обсязі металу і подальшому повільному охолодженні . Для заевтектоідних сталей такий отжиг з нагріванням вище Аcm не піде тому що при повільному охолодженні після такого нагріву утворюється груба сітка вторинного цементиту, яка погіршує механічні властивості. Для доевтектоїдних сталей час нагрівання й тривалість обробки залежать типу печі, способу укладання, типу отжигает матеріалу (лист, прокат, ...). Найбільш поширена швидкість нагріву складає ~ 100 C/год, а тривалість витримки - від 0.5 до 1 години на тонну вироби. Повільне охолодження обумовлено необхідністю уникнути утворення занадто дисперсної феритної-цементітной структури і отже більш високої твердості. Скоростьохлажденія залежить від стійкості переохолодженого аустеніту, а отже, від складу сталі. Її регулюють проводячи охолодження печі з закритою або відчиненими дверцятами, з повністю або частково вимкненим обігрівом.
При повному відпаленні відбувається повна фазова перекристалізація сталі. При нагріванні вище точки Ас3образуется аустеніт, що характеризується дрібним зерном, який при охолодженні дає дрібнозернисту структуру, що забезпечує високу в'язкість, пластичність і одержання високих властивостей після остаточної обробки.
Структура доевтектоїдних стали після повного відпалу складається з надлишкового фериту та перліту.
Існує отжиг протилежний по цілях звичайного відпалу. Це отжиг на велике зерно з нагріванням до 950-1100 С, який застосовують для поліпшення обробки різанням м'яких нізкоуглеродістихсталей.
Неплний отжиг.
Неповний отжиг доевтектоїдних стали проводять при нагріванні до температур вище АС1, але нижче АС3. При таких температурах відбувається часткова перекристалізація сталі, а саме лише перехід перліту в аустеніт. надлишковий ферит частково перетворюється на аустеніт і значна частина його не піддається перерекрісталлізаціі. Тому неповний отжиг не усуває вади стали пов'язані з небажаними розмірами та формою надлишкового фериту. Для доевтектоїдних сталінеполний отжиг застосовується лише тоді, коли відсутня перегрів, феритної полосчатим, ітребуется тільки зниження твердості та пом'якшення перед обробкою різанням.


Лазерного різання металу

У промисловості набув поширення ряд процесів поділу матеріалів, заснованих на електрохімічному, електрофізичними і фізико-хімічному впливах. Ацітелено-киснева різка, плазмова різка проникаюча дугою і інші фізико-хімічні методи розділення забезпечують підвищення продуктивності в порівнянні з механічними методами, але не забезпечують високої точності і чистоти поверхонь різу і вимагають у більшості випадків подальшої механічної обробки. Електроерозійна різання дозволяє здійснювати процес розділення матеріалів з малою шириною і високою якістю різу, але одночасно з цим характеризуються малою продуктивністю.
У зв'язку з цим виникла виробнича необхідність у розробці та промислове освоєння методів різання сучасних конструкційних матеріалів, що забезпечують високу продуктивність процесу, точність і якість поверхонь одержуваного різу. До числа таких перспективних процесів поділу матеріалів слід віднести лазерну різку металів, засновану на процесах нагрівання, плавлення, випаровування, хімічних реакціях горіння та видалення розплаву із зони різання.
Сфокусованого лазерного випромінювання, забезпечуючи високу концентрацію енергії, дозволяє розділяти практично будь-які метали та сплави незалежно від їх теплофізичних властивостей. При цьому можна отримати вузькі рези з мінімальною зоною термічного впливу. При лазерного різання відсутній механічний вплив на що обробляється матеріал і виникають мінімальні деформації, як тимчасові в процесі різання, так і залишкові після повного охолодження. Внаслідок цього лазерну різку можна здійснювати з високою мірою точністю, у тому числі легкодеформіруемих і нежорстких заготовок або деталей. Завдяки великій щільності потужності лазерного випромінювання обеспечіваетсявисокая продуктивність процесу в поєднанні з високою якістю поверхонь різу. Легке і порівняно просте управління лазерним випромінюванням дозволяє здійснювати лазерну різку по складному контуру плоских та об'ємних деталей і заготовок з високим ступенем автоматизації процесу. Коротко розглянуті особливості лазерного різання наочно демонструють безсумнівні переваги процесу в порівнянні з традиційними методами обробки.
Лазерне різання відноситься до числа перших технологічних застосувань лазерного випромінювання, апробованих ще на початку 70-х років. За минулі роки створені лазерні установки з широким діапазоном потужності (від декількох десятків ват до декількох кіловат), що забезпечують ефективну різання металів з використанням допоміжного газу, що надходить в зону обробки одночасно з випромінюванням лазера.Лазерное випромінювання нагріває, плавить і випаровує матеріал по лінії передбачуваного різу , а потік допоміжного газу видаляє продукти руйнування. При використанні кисню або повітря при різанні металів на поверхні руйнування утворюється оксидна плівка, що підвищує поглощательную здатність матеріалу, а в результаті екзотермічної реакції виділяється досить велика кількість теплоти.
Для різання металів застосовують технологічні установки на основі твердотільних і газових CO2 - лазерів, що працюють як в безперервному, так і в імпульсно-періодичному режимах випромінювання. Промислове застосування газолазерной різання з кожним роком збільшується, але цей процес не може повністю замінити традиційні способи розділення металів. У зіставленні з багатьма з застосовуються на виробництві установок вартість лазерного устаткування для різання ще досить висока, хоча останнім часом намітилася тенденція до її зниження. У зв'язку з цим процес газолазерной різання (надалі просто лазерного різання) стає ефективним тільки за умови обгрунтованого і розумного вибору області застосування, коли використання традиційних способів трудомістко або взагалі неможливо.

Список літератури.

1. Новиков И.И. Теорія термічесеой обробки металів. М.: Металургія, 1986.
2. Лахтін Ю. М. Металознавство і термічна обробка металів.
М.: Металургія, 1993
3. Лівшиць Металографія. М.: Металургія, 1994.