Тепловая обработка продуктов

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

СПОСОБЫ ТЕПЛОВОЙ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКИ

 

Тепловая обработка продуктов имеет большое значение. Она повы­шает усвояемость пищи, т. к. образуются вкусовые и ароматические ве­щества, улучшающие процессы пищеварения. Продукты не только раз­мягчаются, но под действием высокой температуры, обеззараживаются, т. к. погибают микроорганизмы и разрушаются вредные вещества—ток­сины (например в сыром картофеле, фасоли и некоторых грибах).

В процессе тепловой обработки в продуктах происходят сложные фи­зико-химические изменения как клейстеризация крахмала, карамелизация сахара, денатурация (свертывание) белков. Жир расплавляется, об­разуются новые вещества, придающие готовым блюдам приятный вкус и запах, но в том случае, когда технологический процесс проводится без нарушений.

К отрицательным явлениям при тепловой обработке относят потери пищевых веществ — растворимых белков, минеральных и ароматических веществ, некоторых витаминов. Продукты изменяют свой цвет и массу.

Все способы тепловой обработки делят на основные, комбинирован­ные и вспомогательные.

 

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ

 

Варка. Варкой называют нагревание пищевых продуктов в жид­кости (воде, молоке, бульоне, отваре) до температуры 100°С или в среде насыщенного водяного пара. При этом используют наплитные или стационарные котлы, кастрюли, сотейники. При варке в котлах с герметически закрывающейся крышкой повышается давление и тем­пература до 110°С.

Варка основным способом производится, когда продукт полностью погружают в жидкость (при варке супов, бульонов и т. п.). Нежелатель­но варить продукты при бурном кипении. Это приводит к быстрому вы­кипанию жидкости, эмульгированию жира и нарушению формы варе­ного продукта.

Если кипение слабое, большее количество растворимых веществ пе­реходит из продуктов в жидкость. Процесс варки ускоряется, если посу­ду плотно закрывают крышкой (температура достигает 101—102°С).

Варка при пониженной температуре. При этом способе применяют во­дяную баню или мармит, ставя посуду с продуктом в кипящую воду. Ис­пользуют, когда варка должна вестись без кипения при температуре не выше 90°С (например при варке льезона из молока и яиц).

Варка при повышенном (в автоклавах) или пониженном (в вакуум-аппаратах) давлении. Эти способы позволяют ускорить процесс вар­ки, понизив пищевую ценность продукта (температура 110-130°С) или производить варку при температуре ниже 100°С с сохранением пище­вой ценности продукта. Способы применяют при промышленной об­работке продуктов.

Варка на пару. Этот способ сохраняет в продукте пищевые вещества и форму. Варку проводят в специальном пароварочном шкафу или на решетке пароварочной коробки, или в небольших по размеру электри­ческих пароварках. Продукт варится паром, образующимся при кипе­нии воды. Этот способ необходим при приготовлении блюд диетическо­го питания.

Припускание. Это варка с небольшим количеством жидкости (300-500 г на 1000 г продукта) или собственном соке в закрытой посуде. При этом способе в отвар переходит меньшее количество пищевых веществ, чем при варке. Отвар, полученный после припускания чаще используют для приготовления соусов. Припускать продукты можно и в жире при температуре 90-95°С.

На продукты, полученные после припускания похожи продукты, доведенные до готовности в СВЧ-аппаратах (мик­роволновых печах), в которых нет теплоносителя, а электричес­кая энергия преобразуется в тепловую, тепло возникает внутри продукта. Продолжительность приготовления продукта, зависящая от мощности аппарата, сокращается в 4-10 раз, т. к. высокая температура создается по всей массе продукта, а не только на поверхности, где она даже ниже из-за потерь тепла в окружающую среду, благодаря чему и не образуется под­жаристая корочка. СВЧ-нагрев используют при приготовлении вторых блюд, разогреве замороженных блюд, размягчении таких продуктов, как сухие бобовые, сухие и свежие фрукты, затвердевший жженый сахар, сли­вочное масло, мороженое, шоколад, подсушивании орехов, зелени, хлеба, полумягкого сыра, растворении желатина, расстойки теста.

В СВЧ-аппаратах используют посуду из фарфора, жаропрочного стек­ла, изготовленную без добавления металла, пластиковую, бумажную, деревянную, а также специальные прочные перевязанные пакеты с не­большими отверстиями. Использовать металлическую посуду в микро­волновых аппаратах нельзя. Перед приготовлением блюд посуду без кры шек накрывают прозрачной пленкой с проколами для свободного выхода пара или прозрачными пластиковыми колпаками, что предохраняет про­дукты от высыхания, уменьшает время приготовления и сохраняет в чис­тоте СВЧ-аппарат. Для приготовления пищи в этих условиях требуется меньше жидкости и приправ.

Жарка. Жаркой называют нагревание продукта с жиром (или без него) до состояния, при котором на поверхности образуется поджарис­тая корочка за счет изменения органических веществ, содержащихся в продукте, и образования новых веществ. Процесс сопровождается поте­рей влаги и концентрацией прочих веществ.

Жир играет роль выравнивателя температуры между продуктом и жа-рочной поверхностью теплового аппарата, улучшает вкус и повышает калорийность продукта.

Существуют следующие способы жарки.

Жарка основным способом. Это жарка продукта с небольшим коли­чеством жира (5-10%) при температуре 130-150°С на жарочной поверх­ности сковороды или противня до образования на поверхности продукта поджаристой корочки со всех сторон (для этого продукт перемешивают). Жарку производят до полу-или полной готовности. Тепло передается продукту за счет теплопередачи. Лучшей посудой для жарки служат тол­стые чугунные сковороды, противни или посуда с антипригарным по­крытием.

Жарка в жарочном шкафу. При этом способе жарки продукт прогре­вается равномерно при температуре 160-270°С при помощи теплопере­дачи снизу и движения горячего воздуха или инфракрасной радиации от стенок шкафа сверху.

Если жарка относится к изделиям из теста, то ее называют вы­печкой.

Жарка в большом количестве жира (во фритюре). Продукт погружа­ют в предварительно нагретый жир при температуре 160-180°С, жарят до образования равномерной поджаристой корочки. Жарку производят в элек-трофритюрнице, жира расходуют в 4-6 раз больше, чем одновременно заг­ружаемого продукта. Тепло продукту передается при помощи теплопро­водности и частично конвекцией.

Продукты можно жарить в полу фритюре, погружая в жир на 1/2 объе­ма, затем дожарить в жарочном шкафу.

Жарка без жира (без смазывания жарочной поверхности жиром) приме­няется при приготовлении изделий из жидкого теста на блинной жаровне (жир для жарки выпрессовывается из теста) или при использовании посуды из специальных сплавов и с антипригарным покрытием.

Жарка на открытом огне. Продукт жарят в электрогриле или над рас­каленными углями, на смазанной решетке или на металлических шпаж­ках, повертывая или перевертывая. Нагрев происходит излучением теп­ла от спиралей, горелок, кварцевых ламп или древесного угля.

Жарка инфракрасными лучами (ИК-нагрев) производится в электро­гриле путем действия на продукт электронагревательных элементов ин­фракрасного излучения. При этом тепло глубоко проникает в продукт, сокращая время жарки и повышая сочность продукта. Однако на повер­хности образуется поджаристая корочка.

 

КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

 

К комбинированным способам тепловой обработки относят туше­ние, запекание, варку с последующей обжаркой, брезирование.

Тушение — это припускание в бульоне или соусе предвари­тельно обжаренных продуктов с добавлением специй и пряностей. Тушат продукты в закрытой посуде для размягчения и придания им особого вкуса.

Запекание — это нагревание продуктов в жарочном шкафу для доведения его до готовности с образованием поджаристой корочки. Про­дукты можно предварительно сварить или обжарить. При запекании ис­пользуют соусы, сырые яйца, сметану.

Варка с последующей обжаркой. Этот процесс при­меняют, когда продукт очень нежный и его нельзя сразу жарить, или очень грубый и не доходит до готовности при жарке и тушении. Для получения особого вкуса этим способом приготавливают картофель. Этот процесс можно проводить, используя комбинированные шкафы с автоматическим реле времени, при помощи которого продукт после СВЧ-нагрева обжаривается в ИК-лучах.

Брезированием называют припускание предварительно об­жаренного продукта с бульоном или соусом в жарочном шкафу.

 

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

 

К ним относят пассерование, ошпаривание, опаливание, термо-статирование.

Пассерование —обжаривание продуктов при температуре 110-120°С без образования поджаристой корочки. Пассеруют коренья, лук, томат, муку для сохранения красящих веществ, эфирных масел или увели­чения количества водорастворимых веществ и снижения вязкости (в муке).

Пассерованные овощи, томатное пюре и муку используют для при­готовления супов, соусов и различных вторых блюд.

Ошпаривание (бланширование) используют для облегчения механической обработки продуктов или предупреждения потемнения продуктов под действием ферментов, или для удаления при­вкуса горечи. Таким способом обрабатывают осетровую рыбу, дичь, картофель, капусту, яблоки, пшенную крупу. Продукты ошпаривают кипящей водой 2-5 мин.

Опаливают продукты для удаления шерсти и волосков с поверх ности субпродуктов и тушек птицы в процессе их обработки.

Термостатированием называют поддержание нужной тем­пературы блюд на раздаче или при перевозке.

 

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Особенности тепловой обработки продуктов на современной ресторанной кухне

Наверное, с тех самых давних пор, когда человек познакомилось с огнём, он уже не представлял себе многие известные ранее ему продукты без их предварительной термической обработки. Поджаренное мясо или запечённые овощи отличались несравнимо более изысканным вкусом, чем их не подготовленные на огне аналоги. Использование огня существенно расширило горизонты восприятия вкуса, познакомило человека с новыми вкусовыми ощущениями, продуктами и веществами.

Плюсы и минусы тепловой обработки продуктов

Под воздействием огня и высокой температуры с пищей происходят волшебные превращения: свертываются белки, размягчаются растительные ткани, происходит набухание крахмала, уничтожаются ферменты, разрушающие витамины, улучшаются вкусовые свойства. При тепловой обработке продуктов образуются новые ароматические вещества, способствующие лучшему усвоению пищи.

Стоит также заметить, что мы не смогли бы использовать в пищу многие привычные сейчас составляющие нашего пищевого рациона, — например, фасоль и картофель, которые в сыром виде, оказывается, содержат естественные яды. После тепловой обработки они благополучно разрушаются и выходят из пищи.

Мы настолько привыкли к такому способу приготовления пищи, что кухня у нас ассоциируется, прежде всего, с тепловым оборудованием, позволяющим доводить продукты питания до привычной кондиции.

Хотя современные модные диеты и стараются убедить нас в том, что сырая пища в разы полезней, так как сохраняет важные для человека витамины и микроэлементы, не стоит всё же отвергать веками зарекомендовавшие себя блюда.

Разумнее сказать, что пища должна быть сбалансированной и в ней обязательно должны присутствовать как термически обработанные продукты, так и натуральные овощи и фрукты. Как утверждают исследования, сырые продукты составляют лишь 10% нашего рациона! И мы тем самым лишаем свой организм многих полезных природных веществ.

Особенности оснащения профессиональной кухни

Современная кухня должна давать возможность для приготовления самых разноплановых блюд: от запечённого мяса до холодных супов и салатов.

Особенно высоки требования к оборудованию профессиональной кухни. Ведь повар готовит большой перечень блюд, которые должные быть выполнены на высоком уровне и удовлетворять вкусам широкого круга людей, посетителей заведения.

Кухня ресторана оснащается первоклассным тепловым оборудованием, производительным и надёжным технологическим, а также нейтральным и холодильным оборудованием.

Если слайсер для нарезки позволяет быстро нарезать большой объём свежих овощей, необходимых для приготовления первых, вторых блюд, салатов, то электросковороды, плиты, жарочные шкафы, электрические и газовые плиты отвечают ещё и за качество ресторанных блюд.

К ресторанному тепловому оборудованию предъявляются самые высокие требования.        При их изготовлении используются современные материалы и технологии: нержавеющая сталь, термостойкая пластмасса для ручек, термостойкое стекло,  жаропрочные провода.

Профессиональные плиты (газовые и электрические) отвечают за такие важные и ответственные операции на кухне, как: варка, жарка, тушение, пассировка. На них традиционно готовятся самые сложные и изысканные блюда.

Правильный выбор данного оборудования обеспечивает не только качество блюд в ресторане, но и  экономию энергоресурсов, а соответственно и расходов предприятия.

Профессиональные газовые и электрические плиты имеют жарочные шкафы, которые существенно расширяют технологические возможности оборудования и создают максимальные удобства для приготовления пищи. Оснащение их стеклом и освещением для контроля процесса приготовления пищи создают условия для удобной работы персонала кухни.

При эксплуатации плит выделяется большое количество тепла, которое создаёт определённый дискомфорт для работников. С целью уменьшения  его поступления в помещение необходимо над плитами устанавливать вентиляционные зонты. Поэтому при планировке кухни необходимо предусмотреть возможность установки вентиляционного зонта над плитой и подключения его к системе вентиляции.

Современное оборудование для тепловой обработки продуктов

Кроме традиционных плит, современная промышленность предлагает и такие новые виды теплового оборудования, как пароконвектоматы и бесконтактные грили, которые обеспечивают не только экономию энергоресурсов, площади на кухне, но и существенно расширяют способы обработки продуктов, позволяют делать блюда более высокого качества.

Использование данного оборудования вывело тепловую обработку продуктов, а соответственно и приготовление блюд, на качественно новый уровень.

Так, промышленный гриль, или гриль-саламандра, обеспечивает термическую обработку мяса, при которой оно совершенно не соприкасается с жарочной поверхностью, что создаёт продукт абсолютно чистым от продуктов горения, максимально сохраняя все его полезные свойства.

Другой образец современного кухонного оборудования – пароконвектомат – произвёл настоящую революцию на профессиональной кухне, в разы расширив количество операций, которое может производить одна технологическая единица. Он способен одновременно готовить абсолютно разные блюда и обеспечивать несколько способов термической обработки. Пароконвектомат заменит вам не только плиту, но и пароварку, жарочный шкаф, пищеварочный котёл.

И при этом ваши блюда будут максимально натуральными и полезными. Современное тепловое оборудование вполне отвечает требованиям здорового питания, сохраняя в блюдах натуральные витамины и полезные для организма микроэлементы.

Компания «Клён» предлагает весь спектр профессионального оборудования для предприятий общественного питания от ведущих производителей с мировым именем: Tecnoeka, Rational, Lotus, Convito, Abat и другие. Предлагаемое нами оборудование сделано с использованием самых передовых технологий и отвечает всем современным требованиям.

Тепловая обработка продуктов — технология (девочки), презентации

Тепловая обработка продуктов   

 Автор:

Кухарчук Галина Михайловна

Преподаватель спец дисциплин

по профессии «ПОВАР»

МБОУ ДОД «ЦВР» г. Кольчугино.

                             

Значение тепловой обработки

• Физиологическое – продукты размягчаются, образуются новые вкусовые и ароматические вещества, улучшается процесс пищеварения и усвоения пищи.
• Санитарно-гигиеническое – продукты обезвреживаются, погибают микробы и споры, разрушаются токсины.
• Отрицательное – разрушение и потеря пищевых веществ, продукты изменяют свой цвет и массу.
•                        Вывод

При тепловой обработке продуктов следует применять такой способ,

при котором уменьшалось бы её отрицательное влияние и увеличивалась положительная роль.

Классификация способов тепловой обработки продуктов

• 1. Основные способы.
• 2. Комбинированные способы.
• 3. Вспомогательные способы.
• Основные способы
• 1. Варка
• Варкой называют нагревание пищевых продуктов в жидкости до температуры 100 С или в среде насыщенного водяного пара.
• 2. Жарка
• Жаркой называют нагревание продукта с жиром (или без него) до образования на поверхности поджаристой корочки, в которой концентрируются вкусовые вещества. В результате улучшается вкус и повышается пищевая ценность продукта.

Виды варки:

• 1. Варка основным способом.
• Производится когда продукт полностью погружают в жидкость.
• 2. Варка при пониженной температуре.
• Варят на мармите или водяной бане (температура 90), т. е. варка без кипения.
• 3. Варка при пониженном (в вакуум аппаратах) или повышенном давлении (в автоклавах).
• Время варки уменьшается при температуре 110 – 130 С, но снижается пищевая ценность; при температуре 100 С пищевая ценность продуктов сохраняется.
• 4. Варка на пару.
• Продукт варится паром, образующимся при кипении воды.
• 5. Припускание.
• Это варка в небольшом количестве жидкости

      (300-500 г на 1 кг продукта) или в собственном соку в закрытой посуде.

      Припускать продукты можно и в жире при температуре 90-95С.

• 6. Варка в СВЧ аппаратах (микроволновых печах)
• Посредством тепловой энергии, возникающей внутри продукта. Время варки сокращается в 4-10 раз, т. к. высокая температура создается по всей массе продукта.

Виды жарки:

• 1. Жарка основным способом.
• Это жарка продукта с небольшим количеством жира (5-10%) при температуре 130-150% на  сковороде до образования поджаристой корочки со всех сторон.
• 2. Жарка в жарочном шкафу.
• Продукт прогревается равномерно при температуре 160-270С при помощи теплоносителей. Если жарка относится к изделиям из теста, её называют выпечкой.
• 3. Жарка в большом количестве жира

(во фритюре).

• Продукт погружают в предварительно нагретый жир (160-180) и жарят до румяной корочки. Жира берут больше в 5-6 раз, чем продукта.
• 4. Жарка без жира.
• Применяется при приготовлении изделий из жидкого теста (жир выпрессовывается из теста) или при использовании посуды из специальных сплавов и с антипригарным покрытием.
• 5. Жарка на открытом огне.
• Жарят на электрогриле или над раскаленными

     углями на смазанной решетке или на шпажках.

• 6. Жарка инфракрасными лучами (ИК-нагрев).
• В электрогриле при помощи инфракрасного излучения.      При этом тепло проникает глубоко в продукт, время жарки сокращается, повышается сочность продукта, а на поверхности образуется поджаристая корочка.
•  Комбинированные способы
• 1. Тушение.
• Это припускание в бульоне или соусе предварительно обжаренных продуктов с добавлением специй и пряностей. Продукты тушат при закрытой крышке для

     лучшего размягчения и улучшения вкуса.

• 2. Запекание.
• Это нагревание предварительно сваренных

     или обжаренных продуктов в жарочном шкафу для доведения

     его  для готовности с образованием поджаристой корочки.

• 3. Варка с последующей обжаркой.
• Используют при приготовлении очень нежного продукта или, наоборот – очень грубого продукта.
• 4. Брезирование.
• Припускание предварительно обжаренного продукта с бульоном или соусом в жарочном шкафу.
• 3. Вспомогательные способы
• 1. Пассерование.
• Обжаривание продуктов при пониженной температуре (110-120С) без образования поджаристой корочки. Пассеруют овощи с добавлением жира для предварительного размягчения (жировая пассеровка), сохранения красящих веществ и эфирных масел,

     а муку – для снижения вязкости (сухая пассеровка)

• 2. Ошпаривание (бланширование).
• Используют для облегчения механической обработки продуктов или предупреждения потемнения, или для удаления привкуса горечи. Продукты ошпаривают кипящей водой 2-5 мин.
• 3. Опаливание.
• Используют для удаления шерсти и волосков с поверхности субпродуктов и тушек птицы в процессе их обработки.
• 4. Термостатирование.
• Поддержание нужной температуры блюд  на раздаче или при перевозке.
• Источники информации

Н. А. Анфимова, Т. И. Захарова, Л. Л. Татарская

     «КУЛИНАРИЯ» МОСКВА ЭКОНОМИКА 2008г.

    

http://smayliki.ru/smilie-374379783.html

Просмотр содержимого документа
«Тепловая обработка продуктов »

Автор:

Кухарчук Галина Михайловна

Преподаватель спец дисциплин

по профессии «ПОВАР»

МБОУ ДОД «ЦВР» г. Кольчугино.

Значение тепловой обработки

• Физиологическое – продукты размягчаются, образуются новые вкусовые и ароматические вещества, улучшается процесс пищеварения и усвоения пищи.
• Санитарно-гигиеническое – продукты обезвреживаются, погибают микробы и споры, разрушаются токсины.
• Отрицательное – разрушение и потеря пищевых веществ, продукты изменяют свой цвет и массу.

Вывод

При тепловой обработке продуктов следует применять такой способ,

при котором уменьшалось бы её отрицательное влияние и увеличивалась положительная роль.

Классификация способов тепловой обработки продуктов

• 1. Основные способы.
• 2. Комбинированные способы.
• 3. Вспомогательные способы.

1. Основные способы

• Варкой называют нагревание пищевых продуктов в жидкости до температуры 100 С или в среде насыщенного водяного пара.

• Жаркой называют нагревание продукта с жиром (или без него) до образования на поверхности поджаристой корочки, в которой концентрируются вкусовые вещества. В результате улучшается вкус и повышается пищевая ценность продукта.

Виды варки:

• 1. Варка основным способом.

• Производится когда продукт полностью погружают в жидкость.

• 2. Варка при пониженной температуре.

• Варят на мармите или водяной бане (температура 90), т. е. варка без кипения .

• 3. Варка при пониженном (в вакуум аппаратах) или повышенном давлении (в автоклавах).

• Время варки уменьшается при температуре 110 – 130 С, но снижается пищевая ценность; при температуре 100 С пищевая ценность продуктов сохраняется.

• 4. Варка на пару.

• Продукт варится паром, образующимся при кипении воды.

• 5. Припускание.

• Это варка в небольшом количестве жидкости

(300-500 г на 1 кг продукта) или в собственном соку в закрытой посуде.

Припускать продукты можно и в жире при температуре 90-95С.

• 6. Варка в СВЧ аппаратах (микроволновых печах)

• Посредством тепловой энергии, возникающей внутри продукта. Время варки сокращается в 4-10 раз, т. к. высокая температура создается по всей массе продукта.

Виды жарки:

• 1. Жарка основным способом.

• Это жарка продукта с небольшим количеством жира (5-10%) при температуре 130-150 % на сковороде до образования поджаристой корочки со всех сторон.

• 2. Жарка в жарочном шкафу.

• Продукт прогревается равномерно при температуре 160-270С при помощи теплоносителей. Если жарка относится к изделиям из теста, её называют выпечкой .

• 3. Жарка в большом количестве жира

(во фритюре).

• Продукт погружают в предварительно нагретый жир (160-180) и жарят до румяной корочки. Жира берут больше в 5-6 раз, чем продукта.

• 4. Жарка без жира.

• Применяется при приготовлении изделий из жидкого теста (жир выпрессовывается из теста) или при использовании посуды из специальных сплавов и с антипригарным покрытием.

• 5. Жарка на открытом огне.

• Жарят на электрогриле или над раскаленными

углями на смазанной решетке или на шпажках.

• 6. Жарка инфракрасными лучами (ИК-нагрев).

• В электрогриле при помощи инфракрасного излучения.

При этом тепло проникает глубоко в продукт, время жарки сокращается, повышается сочность продукта, а на поверхности образуется поджаристая корочка.

2. Комбинированные способы

• Это припускание в бульоне или соусе предварительно обжаренных продуктов с добавлением специй и пряностей. Продукты тушат при закрытой крышке для

лучшего размягчения и улучшения вкуса.

• Это нагревание предварительно сваренных

или обжаренных продуктов в жарочном шкафу для доведения

его для готовности с образованием поджаристой корочки.

• 3. Варка с последующей обжаркой.

• Используют при приготовлении очень нежного продукта или, наоборот – очень грубого продукта.

• 4. Брезирование.

• Припускание предварительно обжаренного продукта с бульоном или соусом в жарочном шкафу.

3. Вспомогательные способы

• 1. Пассерование.

• Обжаривание продуктов при пониженной температуре (110-120С) без образования поджаристой корочки. Пассеруют овощи с добавлением жира для предварительного размягчения ( жировая пассеровка ), сохранения красящих веществ и эфирных масел,

а муку – для снижения вязкости ( сухая пассеровка )

• 2. Ошпаривание (бланширование).

• Используют для облегчения механической обработки продуктов или предупреждения потемнения, или для удаления привкуса горечи. Продукты ошпаривают кипящей водой 2-5 мин.

• Используют для удаления шерсти и волосков с поверхности субпродуктов и тушек птицы в процессе их обработки.

• 4. Термостатирование.

• Поддержание нужной температуры блюд на раздаче или при перевозке.

Источники информации

Н. А. Анфимова, Т. И. Захарова, Л. Л. Татарская

«КУЛИНАРИЯ» МОСКВА ЭКОНОМИКА 2008г.

http://smayliki.ru/smilie-374379783.html

Урок 26. технологии тепловой обработки овощей — Технология — 5 класс

Технология, 5 класс

Урок 26. Технология тепловой обработки овощей

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Основные и вспомогательные виды тепловой обработки продуктов
2. Оценка качества и оформление готового блюда из варёных овощей.

Тезаурус:

Варка – это нагревание продуктов в воде, бульоне, молоке или на пару. Варят овощи для приготовления супов, закусок, вторых блюд и гарниров. Их варят в большом количестве жидкости (основной способ), на пару, а также в небольшом количестве воды или в собственном соку.

Жаренье – нагревание продуктов на горячей сковороде с жиром. В результате жаренья на продукте образуется корочка. Овощи жарят сырыми или варёными.

Тушение – комбинированный способ тепловой обработки. При тушении продукты сначала обжаривают, а затем заливают соусом или бульоном, добавляют пряности и тушат до готовности.

Припускание – варка в небольшом количестве жидкости или соке, который выделяется из продуктов при нагревании. Припускание применяют, если необходимо получить сочный продукт, сохранив значительную часть полезных веществ.

При приготовлении некоторых блюд применяют вспомогательные приемы тепловой обработки – это пассерование и бланширование.

Пассерование – легкое обжаривание продукта с жиром или без него. Пассерованные продукты используют при приготовлении супов, соусов и вторых блюд.

Бланширование – быстрое обваривание или ошпаривание. Продукт обдают кипятком в замкнутом сосуде или погружают в кипяток на 1–2 минуты.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Технология. 5 класс: учеб. пособие для общеобразовательных организаций / [В.М. Казакевич, Г. В. Пичугина, Г. Ю. Семёнова и др.]; под ред. В. М. Казакевича. — М.: Просвещение, 2017.

2. Технология. Обслуживающий труд. 5 кл.: учеб. для общеобразоват. Учреждений / О. А. Кожина, Е. Н. Кудакова, С. Э. Маркуцкая.- М.: Дрофа, 2014.

3. Технология: учебник для учащихся 5 кл. общеобразовательной школы/ Под ред. В. Д. Симоненко – М: Вентана-Графф, 2003.

4. Технология. Обслуживающий труд. Тесты, 5-7 классы/ С. Э. Маркуцкая. – 2-е изд.,

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Тепловая кулинарная обработка пищевых продуктов заключается в их нагреве и доведении до заданной степени кулинарной готовности. Основными способами тепловой обработки продуктов являются варка и жарка.

При соблюдении правил здорового питания продукты должны подвергаться таким способам тепловой обработки, при которых в них сохраняется максимальное количество витаминов, минеральных веществ и живой энергетики. Как правило, это непродолжительные способы варки в воде и на пару.

Варка является тепловой кулинарной обработкой овощей, используемой при приготовлении закусок, супов, вторых блюд и гарниров. Овощи можно варить в большом количестве воды (основной способ варки), на пару, а также в небольшом количестве воды или в собственном соку (припускание).

Жарка – это тепловая обработка продуктов с использованием разогретого жира. Во время жарки на поверхности продукта образуется корочка. Жарить можно как сырые, так и варёные овощи. Сырыми жарят те овощи, которые за время жарки успевают дойти до готовности (картофель, кабачки, баклажаны и т. п.).

К вспомогательным способам тепловой обработки продуктов относятся пассерование и бланширование.

Пассерование – это жарка продукта в небольшом количестве жира с последующей его тепловой обработкой. При пассеровании сохраняются ароматические и красящие вещества репчатого лука, моркови, петрушки (корень) и сельдерея. Пассеруют также томатную пасту и муку.

Бланширование заключается в погружении продукта в горячую воду на короткий срок. Исчезают привкус горечи, потемнение овощей и т. д.

К комбинированным способам тепловой обработки относится тушение.

Тушение заключается в припускании уже обжаренного продукта с добавлением специй, кореньев и др.

При тепловой обработке в овощах уменьшается содержание витаминов и других питательных веществ.

Правила безопасной работы при тепловой обработке.

1. Нельзя наливать жидкость в кастрюлю до краёв.
2. Следует уменьшить нагрев после закипания жидкости.
3. Если ручки посуды нагреваются, то, снимая её с плиты, необходимо пользоваться прихватками.
4. Снимать крышку с горячей посуды, наклонив её от себя.
5. Закладывать продукты в кипящую воду очень осторожно.
6. На сковороду с горячим жиром продукты класть от себя, следить, чтобы жир не разбрызгивался.

ПРОФЕССИИ И ПРОИЗВОДСТВО. Тепловая кулинарная обработка продуктов производится в горячем цехе предприятия общественного питания. Здесь готовят супы, гарниры, вторые блюда, соусы, горячие напитки и др. Горячий цех оснащают электрическими плитами, котлами, кастрюлями и сковородами, жарочными шкафами и другим инвентарём. Главным человеком в горячем цехе является повар. От его работы зависит здоровье и настроение многих людей.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Составьте верную технологическую последовательность приготовления салатов из варёных овощей.

1 – украсить, 2 – промыть, 3 – охладить,

4 – отварить, 5 – очистить, 6 – перемешать,

7 – нарезать, 8 – заправить.

Правильный вариант ответа:

2; 4; 3; 5; 7; 6; 8; 1.

Задание 2 Ответьте на вопросы, чтобы увидеть названия групп овощей, необходимых для нашего организма. Для каждого верного утверждения поставьте 1, для каждого неверного утверждения 0.

• Овощи надо мыть кипяченой водой.
• В салате можно соединять холодные и тёплые ингредиенты.
• Овощи при варке закладывают в кипящую подсолёную воду (потеря витамина С будет минимальной).
• Салат из свежих овощей надо готовить непосредственно перед подачей.
• Если овощи предназначены для салатов и винегретов – их варят в кожуре.
• В салате овощи могут быть нарезанными по разному.

Ответ:

Ответы	Вписываются слова
1	Корнеплоды
0	Клубнеплоды
1	Листовые
1	Стручковые
1	Бахчевые
0	Капустные

Способы тепловой кулинарной обработки

СПОСОБЫ ТЕПЛОВОЙ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКИ

Значение тепловой обработки

При приготовлении большинства блюд продукты подвергают различным способам тепловой обработки, что способствует их размягчению и лучшему усвоению организмом человека. Кроме того, продукты приобретают приятные запах, вкус, аромат. Тепловая обработка способствует обеззараживанию пищи, так как при высокой температуре уничтожаются обсеменяющие.

Тепловая обработка

Тепловую обработку продуктов делят на основную, комбинированную и вспомогательную . Основными параметрами процессов тепловой обработки продуктов являются: вид теплоносителя, соотношение массы продукта и греющей среды, температурный режим.

Основные способы

Варка – это тепловая обработка продуктов в кипящей жидкости (воде, молоке, сиропе, бульоне, отваре) или атмосфере водяного пара. Роль теплоносителя выполняют вода и пар. Продолжительность варки зависит от температуры среды и свойств продукта. Чем выше температура варки, тем быстрее продукт достигает кулинарной готовности.

Варка

Варка основным способом. Продукт полностью погружают в жидкость. Этот способ применяется при варке бульонов, супов и т. д.

Бурное кипение во время варки нежелательно, так как приводит к быстрому выкипанию жидкости, более сильному эмульгированию жира (ухудшающему качество бульона), разрушению формы продукта.

Варка на водяной бане

Технологический процесс приготовления некоторых блюд должен вестись при температуре не выше 90 °С с сохранением ее в течение всего периода кулинарной обработки.

Для этой цели применяют водяную баню. В одну кастрюлю наливают воду, нагревают ее до необходимой температуры и ставят в нее другую с продуктом.

Варка при избыточном (в автоклавах) или пониженном давлении (в вакуум-аппаратах).

При избыточном давлении температура нагреваемой среды повышается, что ускоряет варку трудноразваривающихся продуктов (например, варку костей).

Применение вакуум-аппаратов позволяет проводить варку продуктов при температуре ниже 100 °С и сохранить высокое качество и пищевую ценность готового продукта.

Варка на пару

Продукт помещают в специальный пароварочный шкаф или на решетку (вкладыш), которую устанавливают в посуду с водой так, чтобы вода не достигала вкладыша. Пар, образующийся при кипении воды, соприкасаясь с продуктом, нагревает его, одновременно превращаясь в воду. При варке на пару лучше сохраняется форма продукта, меньше потери пищевых веществ. Чаще всего этот способ варки используют в лечебном питании.

Припускание

• Припусканием называют варку продуктов в небольшом количестве жидкости (воды, молока, бульона, отвара) или в собственном соку. Этот способ применяют в основном при тепловой обработке продуктов с высоким содержанием влаги. Продукт заливают жидкостью на 1/3 его объема и нагревают при закрытой крышке. В этом случае нижняя часть продукта варится в воде, а верхняя – в атмосфере пара.

Жарка

Жарка основным способом

Жарка в жарочном шкафу

Жарка в большом количестве жира (во фритюре)

Жарка на открытом огне

Жарка в поле инфракрасных лучей (ИК-нагрев)

Жаренье токами высокой частоты (СВЧ-шкафах)

Комбинированные способы тепловой обработки

Вспомогательные приемы тепловой обработки

— Опаливание

— Бланширование (ошпаривание)

— Пассерование

— Термостатирование

Опаливание

Бланширование (ошпаривание)

Пассерование

Термостатирование

«Значение тепловой кулинарной обработки продуктов в рациональном питании», История

Около 80% пищевых продуктов употребляются после термической обработки, что способствует их размягчению и повышению усвояемости. Кроме того, температурная обработка приводит к гибели вредных микроорганизмов и разрушению токсинов, что обеспечивает безопасность продуктов, в первую очередь животного происхождения и корнеплодов. При тепловой обработке разрушается ряд токсических веществ, например ингибиторы пищеварительных ферментов.

Наряду с позитивным влиянием тепловая обработка оказывает и негативное воздействие на пищевые продукты. При тепловой обработке разрушаются витамины и некоторые пищевые ингредиенты (белки, жиры, минеральные вещества) и могут образовываться вредные вещества.

Особое влияние на биологическую ценность продуктов и сырья оказывает тепловая кулинарная обработка. Различают несколько способов тепловой обработки продуктов: варка в воде и на пару, бланшировка, стерилизация и жарка. При нагревании растворимые белки денатурируют и превращаются в золи или гели. Так, белки яйца при достижении внутри яйца температуры 80 °C коагулируют, образуя гели. В результате свертывания белковый гель внутри мышечных волокон уплотняется с выпрессовыванием значительной части, содержащейся в нем воды вместе с растворенными в ней веществами.

При варке растительных продуктов, помимо термического распада пектина, происходит насыщение клеток водой — внедрение воды в белки, пектины, крахмал. В целом при варке растительных продуктов часто происходит потеря воды. При варке картофеля теряется 2 — 6%, капусты — 7 — 9%. Варка растительных продуктов на пару также способствует снижению потерь пищевых веществ по сравнению с варкой в воде, так как экстрагирование происходит только из поверхностных слоев. Варка на пару сокращает потери витаминов почти в два раза. При жарке растительных продуктов происходит в основном распад пектинов с образованием растворимых пектинов и воды.

При варке продуктов животного происхождения потери пищевых веществ происходят за счет вытапливания жира. По-видимому, при варке мяса часть его белков подвергается слабому гидролитическому расщеплению. Излишнее продление тепловой обработки животных продуктов может вызвать заметное ухудшение питательной ценности содержащихся в них белков.

3.1 Вид тепловой обработки — припускание, тушение. Ассортимент и особенности технологии приготовления блюд и кулинарных изделий из овощей

Похожие главы из других работ:

Ассортимент и особенности технологии приготовления блюд и кулинарных изделий из овощей

Глава 3.Значение тепловой обработки

…

Ассортимент и особенности технологии приготовления блюд и кулинарных изделий из овощей

3.1 Вид тепловой обработки — припускание, тушение

Припускание — более рациональная разновидность варки, позволяющая максимально сохранить питательные вещества продукта. При этом продукт примерно на 1/3 его объема погружается в кипящую воду, а 2/3 варится паром при плотно закрытой крышке…

Блюдо «Запеканка овощная с соусом сметанным с томатом»

Приемы, применяемые при тепловой кулинарной обработки продуктов

В процессе приготовления блюда применяются различные приемы тепловой кулинарной обработки продуктов, и ее применение играет большую роль на качество готового изделия. Уже после механической обработки морковь, репу и капусту припускаем…

Блюдо «Котлеты овощные под молочным соусом»

Приемы, применяемые при тепловой обработки продуктов

ВАРКА — это нагревание продуктов в жидкости или атмосфере насыщенного водяного пара. Варка является одним из главных способов кулинарной обработки, а отварные блюда безраздельно доминируют в любой национальной кухне…

Виды тепловой обработки сырья и процессы, происходящие при тепловой обработке

1.5 Виды тепловой обработки сырья и процессы, происходящие при тепловой обработке

Основными способами тепловой обработки продуктов являются варка и жарка, каждый из которых характеризуется большим разнообразием тепловых режимов. Основными показателями процессов тепловой обработки продуктов являются: греющая среда…

Гуляш с гарниром

3.4 Приемы тепловой обработки и процессы, происходящие при тепловой обработке

1) Характеристика приемов тепловой обработки. 1. Жарка — тепловая кулинарная обработка продуктов с целью доведения до кулинарной готовности при температуре, обеспечивающей образование на поверхности специфической корочки…

Значение первых блюд в питании

Глава 2. Варка, как способ тепловой обработки

Варкой называют нагревание пищевых продуктов в жидкости (воде, молоке, бульоне, отваре) до температуры 100°С или в среде насыщенного водяного пара. При этом используют наплитные или стационарные котлы, кастрюли, сотейники…

Итальянская кухня: ассортимент, технология приготовления и оформление блюд в ресторанах города Омска

4.1 Процессы, происходящие при тепловой обработки бобовых

…

Разработка фирменных блюд из птицы

2.4 Способы тепловой обработки

мясо птица блюдо начинка Домашнюю птицу варят, припускают, жарят, тушат, запекают. Способ тепловой обработки зависит от вида, упитанности, возраста птицы. Обработанные тушки птицы перед варкой формуют, т. е. придают им красивую и компактную форму…

Современная технология производства овощных блюд русской народной кухни

2. Способы тепловой обработки

Основными видами тепловой обработки пищевых продуктов является варка, жарение, запекание, тушение и комбинированная обработка — варка с последующей обжаркой, пассерование — обжаривание лука, моркови, томата…

Современная технология производства овощных блюд русской народной кухни

2.3 Способы тепловой обработки

Основными видами тепловой обработки пищевых продуктов является варка, жарение, запекание, тушение и комбинированная обработка — варка с последующей обжаркой, пассерование — обжаривание лука, моркови, томата…

Современные технологии приготовления блюд из фаршированной птицы

2.2 Способы тепловой обработки

Домашнюю птицу варят, припускают, жарят, тушат, запекают. Способ тепловой обработки зависит от вида, упитанности, возраста птицы. Обработанные тушки птицы перед варкой формуют, т. е. придают им красивую и компактную форму…

Технологические процессы, осуществляемые на предприятиях общественного питания

4. Приемы тепловой обработки продуктов

При тепловой обработке в продуктах происходят сложные структурно-механические и физико-химические изменения, обусловливающие их кулинарную готовность…

Технология приготовления бисквитного торта

1.6 Способы тепловой обработки

Тепловая обработка — один из основных процессов производства кондитерских изделий. Она имеет большое значении, так как повышает усвояемость пищевых продуктов, в значительной степени уменьшает микробиологическую обменность…

Холодные закуски из птицы

1.2 Способы тепловой обработки

Варка. Варкой называют нагревание пищевых продуктов в жидкости (воде, молоке, бульоне, отваре) до температуры 100°С или в среде насыщенного водяного пара. При этом используют на плитные или стационарные котлы, кастрюли, сотейники…

Настоящая ценность термообработки

Рисунок 2 — Металлургические превращения при термообработке.

Пошив инструмента по заявке

В то время как твердость измеряет устойчивость материала к деформации от удара, давления или истирания, множество различных комбинаций физических факторов, таких как выделение карбида во время отпуска, металлургические фазы в микроструктуре, остаточный аустенит и остаточные напряжения в материале, могут привести к та же твердость, но значительные различия в других механических свойствах, влияющих на производительность.Эти свойства будут определяться процессом термической обработки.

Например, высокотемпературный отпуск приведет к меньшему количеству остаточного аустенита, обеспечивая более высокую прочность на сжатие и стабильность размеров. Однако отпуск нержавеющих сталей при высоких температурах вызовет выделение вторичных карбидов хрома, что приведет к снижению коррозионной стойкости. Другой пример — отпуск инструментальной стали для горячей обработки или нержавеющей стали в зоне охрупчивания. Хотя этот подход позволяет достичь желаемой твердости, он также приводит к значительному снижению ударной вязкости инструмента.

Таким образом, курс обработки будет зависеть от таких факторов, как используемый тип стали, будет ли инструмент подвергаться воздействию коррозионной среды, степень эластичности и пластичности, требуемая для применения, а также потенциальный механизм разрушения. Чтобы максимизировать производительность, характеристики термообработки, включая температуру, время выдержки и скорость закалки, должны быть адаптированы как к конкретной стали, так и к предполагаемому применению инструмента.

Перспективное планирование производительности

Термическая обработка должна быть стратегически интегрирована в производственный процесс, чтобы обеспечить долговечный и высокопроизводительный инструмент.Преобразования микроструктуры инструмента до и во время термообработки требуют тщательной последовательности этапов производства. В частности:

1. Снятие напряжений должно выполняться после черновой обработки и перед получистовой обработкой, так как снятие напряжений от черновой обработки может вызвать некоторые изменения размеров инструмента, которые затем корректируются на этапе получистовой обработки. Для больших и тяжелых пластин со сложной геометрией эти напряжения могут привести к растрескиванию во время термообработки.
2. Закалка должна выполняться после получистовой обработки, но предшествовать окончательной обработке.
3. Во время получистовой обработки на инструменте должен оставаться достаточный запас станка , чтобы можно было исправить любые изменения размеров, вызванные закалкой, на заключительном этапе обработки. Ожидаются некоторые сдвиги, поскольку феррит, аустенит и мартенсит имеют разную плотность, что приводит к изменению объема в процессе упрочнения. Важно работать с вашим поставщиком стали, чтобы определить подходящий припуск на обработку для вашей стали и инструмента.Оставление недостаточного количества обрабатываемого материала может привести к большим отходам и браку деталей или к снижению механических свойств и, как следствие, производительности инструмента, чтобы спасти деталь после термообработки.

Рентабельность инвестиций

Несмотря на низкую стоимость, правильная термообработка обеспечивает наибольшую окупаемость из всех аспектов производства инструмента. И наоборот, неправильная термообработка может сделать инструменты непригодными для их использования, что приведет к полной или почти полной потере ваших инвестиций в производство инструмента, включая сырье и все затраты на обработку и рабочую силу.

Например, на рис. 3 показан инструмент для литья под давлением, изготовленный из высококачественного электрошлакового переплава (ЭШП) для горячей обработки, предназначенный для обеспечения превосходной ударной вязкости и стойкости к высоким температурам в очень суровых производственных условиях. К сожалению, всего через 30 выстрелов инструмент преждевременно вышел из строя из-за сильного растрескивания в результате неправильной термообработки. Инструмент подвергался отпуску только дважды, и время отпуска было крайне недостаточным, что привело к значительному количеству остаточного аустенита и значительным остаточным напряжениям, что и привело к растрескиванию.

Термическая обработка: процессы и приложения

Термическая обработка означает контролируемый процесс нагрева и охлаждения материала с целью улучшения его свойств, характеристик и прочности. Большинство металлов и сплавов так или иначе подвергаются термообработке, и понимание и наука о термообработке развивались за последние 100–125 лет. Важность термической обработки очевидна для многих продуктов в автомобильной, аэрокосмической, строительной, сельскохозяйственной, горнодобывающей промышленности и производстве товаров народного потребления, где термическая обработка используется для улучшения свойств материалов, особенно стали [2].

Термическая обработка увеличивает стоимость металлических изделий примерно на 15 миллиардов долларов в год, причем около 80 процентов из них составляют стальные изделия [2].

Здесь вы узнаете о:

• Что такое термообработка
• Основы термической обработки
• Методы термообработки
• Области применения термической обработки

Что такое термическая обработка?

Термическая обработка — это производственный процесс, в котором материал, как правило, металл или сплав, изменяется с помощью циклов нагрева и охлаждения в сложных тепловых граничных условиях и в широком диапазоне температур. Термическая обработка определяет качество продукта с точки зрения микроструктуры, механических свойств, остаточного напряжения и точности размеров [3].

Основы термической обработки

Процесс термообработки может применяться к черным металлам, таким как чугун, AHSS, нержавеющая сталь и другие легированные стали, а также к цветным металлам, таким как алюминий, магний, титан, медь или латунь [2].

Процессы термообработки требуют следующих трех основных этапов [2]:

1. Нагрев материала до определенной температуры (в диапазоне до 2400 ° F / 1316 ° C)
2. Замачивание или поддержание определенной температуры в течение определенного времени (от секунд до более 60 часов)
3. Охлаждение с подходящей скоростью согласно предписанным методам.Материал можно охладить быстро, медленно (в печи) или закалить (с использованием воды, рассола, масел, растворов полимеров, солей или газов).

Методы термообработки

Термическая обработка обычно состоит из контролируемых стадий нагрева, выдержки и охлаждения.

Существует пять методов термической обработки материалов. Вот обзор этих основных процессов термообработки и того, как они влияют на материал.

Нормализация

Этот процесс состоит из гомогенизации или измельчения зерна для получения однородной микроструктуры материала.Материал нагревают до температуры выше верхней критической линии фазовой диаграммы карбида железа для получения однородной аустенитной фазы. Затем следует фаза охлаждения в слегка перемешиваемом воздухе с образованием феррита. Нормализация обычно применяется к слиткам перед обработкой и стальным корпусам перед закалкой [4] [5]. Нормализация снижает твердость и увеличивает пластичность и обычно используется после того, как другие процессы непреднамеренно увеличили твердость и снизили пластичность.

Отжиг

В этом процессе материал нагревается выше своей верхней критической точки (температуры, выше которой образуется аустенит), пропитывается там и затем охлаждается с медленной скоростью.Этот процесс в основном используется для снятия внутренних напряжений, смягчения и улучшения зернистой структуры металлов. Это приводит к изменению механических и электрических свойств металла. Преимущества отжига включают улучшение обрабатываемости, простоту холодной обработки и повышение стабильности размеров. Этот процесс обычно используется для сталей и стальных сплавов [4].

Поверхностное упрочнение

Это также известно как упрочнение . Он включает в себя более десятка обработок, при которых поверхность материала упрочняется, создавая твердый «корпус», в то время как сердцевина остается жесткой или мягкой.Это обеспечивает повышенную износостойкость таких деталей, как шестерни, кулачки и втулки. Этот процесс является одним из наиболее распространенных для стали и чугуна.

Закалка

Этот процесс состоит из нагрева материала выше критической точки, где образуется аустенит, с последующим охлаждением. Материал можно быстро охладить на воздухе, в масле, воде или других источниках. Этот процесс быстрого охлаждения известен как закалка и обычно применяется к нержавеющим и высоколегированным сталям, в первую очередь для получения контролируемых количеств мартенсита в микроструктуре и повышения твердости [2].Закалка часто используется для чугунов и сталей, легированных такими металлами, как никель и магний.

Возрастная закалка

Этот процесс, также известный как дисперсионное твердение, обеспечивает высокую прочность металлов за счет легирования такими элементами, как медь, титан или алюминий. Этот процесс обычно применяется к нержавеющим сталям с эффектом повышения стойкости к коррозии и окислению [6].

Закалка

Этот процесс следует за предыдущим процессом отверждения и состоит из нагрева материала до температуры ниже нижней критической точки с последующим охлаждением с подходящей скоростью.Он используется в основном для увеличения пластичности и вязкости, а также для увеличения размера зерна матрицы. Например, такие металлы, как сталь, часто бывают более твердыми и хрупкими, чем хотелось бы. Закалка снижает внутренние напряжения и ломкость. Этот процесс в основном используется в сталях и сплавах на основе алюминия [4].

Области применения термообработки

Термическая обработка чаще всего применяется в металлургии. Ниже приведены некоторые примеры применения термообработанных деталей [2] [7]:

• Автомобили
• Аэрокосмическая промышленность
• Компьютеры
• Металлообработка
• Машины
• Строительство
• Прочие

В последнее время мировая автомобильная промышленность является крупным игроком на рынке термообработанных металлов.Что касается материалов, в отрасли преобладает сталь, но, по прогнозам, алюминий и другие металлы для производства автомобилей и самолетов будут стимулировать рост рынка. Мировой рынок термической обработки оценивается примерно в 90,7 миллиарда долларов в 2016 году и, по оценкам, будет ежегодно расти на 3,5% в период с 2017 по 2025 год [7].

[1] Ванпаемель, Дж., История упрочнения стали: наука и технология, Journal de Physique Colloques, 1982, 43 (C4), стр. C4-847-C4-854

[2] Общество термообработки, ASM International, Что такое термообработка , Сердце промышленности, [онлайн].

[3] Аримото, К., Ли, Г., Арвинд, А., и Ву, Т.В. (1988), Моделирование процесса термообработки , Термическая обработка, включая симпозиум в память о Лю Дай, Труды 18-я конференция, октябрь, Общество термической обработки ASM.

[4] ASM International, Heat Treatment , Subject Guide, [Online].

[5] Sharma, R.C. (1996), Принципы термообработки сталей , New Age International (P) Ltd Publishers, Нью-Дели.

[6] Сингх Р.(2016), Сварка коррозионно-стойких сплавов в прикладной сварке, второе издание, Elsevier.

[7] Размер рынка термообработки, отчет об анализе долей и тенденций по материалам (сталь, чугун), по процессам, по оборудованию, по областям применения (автомобилестроение, авиакосмическая промышленность) и прогнозы по сегментам, 2018–2025 (2018), Grand View Исследование [Интернет].

Преимущества термической обработки | Специальная обработка стали

❮ Вернуться в блог

Преимущества термической обработки стали

23 ноября 2016 г.

Стальные детали часто требуют термической обработки в той или иной форме для повышения твердости и получения максимальной прочности и долговечности.Благодаря множеству различных процессов термической обработки свойства стали изменяются по физическим и механическим каналам. Помимо многих других преимуществ термической обработки, она также может помочь в производственном процессе. Существует множество процессов термообработки стали, в том числе: цементирование, отпуск стали, закалка в масле, науглероживание, термообработка в вакууме и многое другое.

Когда мы говорим об изменении механических свойств, мы имеем в виду прочность на сдвиг, ударную вязкость и предел прочности стали.Учет этого механического изменения свойств позволяет вашему продукту быть более эффективным при выполнении повседневных задач и более устойчивым к износу даже в самых тяжелых условиях.

Существует ряд различных вариантов термообработки на выбор, и все они зависят от свойств, необходимых для конечной функции стали. Очень важно работать с авторитетной компанией, которая осознает эти различия, чтобы гарантировать, что ваш продукт соответствует указанным требованиям, которые вы к нему предъявляете.

Как мы уже упоминали, правильная термообработка изменит как физические, так и механические свойства вашего материала, а также поможет на других важных этапах производства. Результат правильно примененных процессов термообработки может снимать напряжения, облегчая обработку или сварку стали. Стальные материалы в значительной степени выигрывают от преимуществ термообработки в отношении производства, особенно в таких процессах, как горячая штамповка или после сварки, где со временем могут накапливаться напряжения.

Термическая обработка очень важна для стали

Термическая обработка не только делает сталь тверже. Он даже может сделать его мягче! Размягчение стали позволяет выполнять такие операции по обработке металла, как глубокая вытяжка, холодная ковка и механическая обработка. Таким образом, сталь также увеличивает свою прочность, делая материал пластичным или более гибким, а также обеспечивает характеристики износостойкости, делая материал более жестким.

Закалка является примером этого — простой процесс упрочнения поверхности металла, позволяющий металлу глубже оставаться мягким, таким образом образуя тонкий слой твердого металла снаружи.Закалка позволяет получить деталь, которая не будет разрушаться (из-за мягкого сердечника, который может поглощать напряжения без растрескивания), но также обеспечивает адекватную износостойкость на поверхности детали.

Шестерни, валы, подшипники и другие важные компоненты значительно выигрывают от таких процессов упрочнения, когда мы говорим не только об их износостойкости, но и об их общем сроке службы. Это означает, что благодаря этим операциям также увеличивается сопротивление усталости, что позволяет стальным компонентам работать более эффективно в течение более длительного периода времени.

Чрезвычайно твердые стали часто используются в качестве режущих инструментов, где необходимо поддерживать четко очерченные кромки — термообработка этих сталей является критически важной операцией для достижения требуемых характеристик и работы. Твердые поверхности с пластичным основным материалом могут быть также обработаны термической обработкой. Возможные области применения и применения термообработанной стали кажутся безграничными.

Если требуется повышение прочности и износостойкости материала, то необходимо произвести термическую обработку в той или иной форме.Это лучший способ добиться максимального использования и производительности вашего материала. Термическая обработка является важной частью сталелитейной промышленности и является основной функцией промышленной инфраструктуры.

Кратко о преимуществах термической обработки

Мы пережили столько всего! Давайте разберемся со всеми преимуществами термической обработки ваших стальных деталей и компонентов.

• Более прочный продукт.
• Сталь становится жестче, прочнее.
• Легче сваривать.
• Становится более гибким.
• Повышает его износостойкость.
• Увеличение общего срока службы детали.

Наши возможности термообработки оставят неизгладимое впечатление на ваш драгоценный материал. Термическая обработка вашей производственной линии дает массу преимуществ. Узнайте, как Specialty Steel Treating, Inc. может помочь вашей стали раскрыть свой максимальный потенциал. Мы проанализируем ваши производственные процессы и выберем одну из наших ведущих в отрасли услуг, которая наилучшим образом соответствует вашим конкретным потребностям.Мы понимаем, насколько важен ваш продукт для вашей прибыли, и у нас есть инструменты и методы, которые не дадут вам ничего, кроме наилучших результатов.

Термическая обработка — обзор

4.4.5 Сплавы Al – Zn – Mg – Cu (серия 7xxx)

Этим сплавам уделяется особое внимание, потому что уже давно установлено, что они особенно хорошо реагируют на старение. Например, Розенхайн и его коллеги из Национальной физической лаборатории в Великобритании в 1917 году получили предел прочности на разрыв 580 МПа для состава Al – 20Zn – 2.5Cu – 0,5Mg – 0,5Mn при значении для дюралюминия 420 МПа. Однако этот и другие сплавы, произведенные в течение следующих двух десятилетий, оказались непригодными для использования в конструкции из-за высокой чувствительности к SCC. Из-за критического значения сплавов Al – Zn – Mg – Cu для авиастроения эта проблема является предметом постоянных исследований и разработок, и теперь будет рассмотрено более подробно.

Военные потребности конца 1930-х и 1940-х годов в авиационных сплавах с более высоким соотношением прочности / веса в конечном итоге привели к появлению нескольких сплавов Al-Zn-Mg-Cu, из которых 7075, пожалуй, самый известный.Позже этот сплав и аналогичные материалы, такие как DTD 683 в Великобритании, также были приняты для строительства большинства гражданских самолетов. Более прочные сплавы, например, 7178-T6 с пределом прочности на разрыв 600 МПа, были введены для элементов, находящихся под напряжением при сжатии, а другой сплав 7079-T6 был разработан специально для больших поковок, для которых его более низкая чувствительность к закалке была преимуществом. Однако сохраняющиеся проблемы с SCC, особенно с ранним сплавом 7079-T6, который позже был снят с производства, а также недостатки в других свойствах стимулировали потребность в дальнейших улучшениях.Некоторые авиастроители фактически вернулись к использованию более низкопрочных сплавов на основе системы Al – Cu – Mg, даже несмотря на значительное снижение веса.

До этого времени было обычной практикой закалка компонентов в холодной воде после обработки раствором, что могло вызвать высокие уровни остаточного напряжения. Пример показан на рис. 4.27, в котором механическая обработка концевого выступа поковки самолета, закаленной в холодной воде, обнажила лежащие в основе остаточные растягивающие напряжения, которые способствовали возникновению SCC.Интересно отметить, что, хотя трещины в канале ствола были впервые обнаружены, когда поковка находилась в эксплуатации, трещины на сторонах выступов распространялись впоследствии после того, как поковка была удалена и подвергалась воздействию коррозионной атмосферы в отдельных случаях с разницей в несколько лет. Из-за проблемы закалочных напряжений в Великобритании была предпринята попытка использовать сплавы, не содержащие хрома, для поковок и других компонентов, которые не могли снимать напряжение. Такие сплавы могут выдерживать более мягкую закалку, например.g., в кипящей воде, не снижая реакции на старение.

Рисунок 4.27. Напряженно-коррозионные трещины в поковке из сплава Al – Zn – Mg – Cu, закаленного в холодной воде.

Еще одна ранняя практика заключалась в проведении однократной обработки старением при температурах в диапазоне 120–135 ° C, при которых наблюдалась высокая реакция на упрочнение из-за выделения зон GP (раздел 2.2.1). Было известно, что старение этих сплавов при более высокой температуре 160–170 ° C, при которой образуется фаза η ′ (или η), действительно привело к значительному увеличению сопротивления SCC, но свойства при растяжении были значительно снижены (см. Кривую a на рис.4.28). Впоследствии была введена дуплексная обработка старением, обозначенная как состояние T73, при которой более тонкая дисперсия осадка η ‘(или η) могла быть получена за счет зародышеобразования из ранее существовавших зон GP. Как показано на рис. 4.28 (кривая b), свойства 7075-T73 на растяжение примерно на 15% ниже, чем у состояния T6, но теперь сопротивление SCC значительно улучшилось. Например, испытания образцов, нагруженных в коротком поперечном направлении, показали, что сплав 7075, состаренный до состояния T73, не имеет трещин при уровнях напряжения 300 МПа, тогда как в состоянии T6 тот же сплав разрушился при напряжениях всего 50 МПа в в той же среде.Доверие к качеству T73 было продемонстрировано использованием 7075-T73 для критических компонентов самолета, таких как большая штамповка, как показано на рис. 4.29. Другая дуплексная обработка старением, обозначенная T76, была успешно применена к сплавам 7xxx для повышения устойчивости к отслаивающей (послойной) коррозии (рис. 2.37).

Рисунок 4.28. Сравнение пределов текучести (0,2% предела текучести) листа 7075, полученного в результате изотермической (171 ° C) (кривая а) и двухстадийной (121 ° C / 171 ° C) (кривая b) термообработки с осаждением.Повышенный предел текучести сплава 7050 при двухступенчатой ​​обработке показан на кривой c.

From Hunsicker, HY: Rosenhain Centenary Conf. о вкладе физического металлургии в инженерную практику , Королевское общество, Лондон, 1976.

Рисунок 4.29. Штампованная интегральная центральная опора двигателя 7075 – T73 и лонжерон вертикального стабилизатора для самолета McDonnell-Douglas DC-10. В каждом самолете использовалось четыре одинаковых поковки.

From Hunsicker, HY: Rosenhain Centenary Conf.о вкладе физической металлургии в инженерную практику , Королевское общество, Лондон, 1976 г.

Использование сплавов с состоянием T73 потребовало изменения конструкции некоторых компонентов самолета и снижения веса при замене сплавов, выдержанных до состояния T6. По этой причине большое количество исследований было направлено на разработку сплавов, которые могли бы сочетать высокую стойкость к SCC с максимальным уровнем свойств при растяжении. Некоторый успех был достигнут с добавлением 0.25–0,4% серебра, поскольку этот элемент модифицирует процесс осаждения в сплавах на основе системы Al – Zn – Mg – Cu, обеспечивая высокую чувствительность к упрочнению при старении за одну обработку старением при 160–170 ° C. Один немецкий промышленный высокопрочный сплав, обозначенный AZ74 (7009), который содержал этот элемент, использовался для некоторых поковок в двух европейских самолетах, изготовленных в 1970-х годах. Совсем недавно Alcoa в США разработала сплав 7050 (Al – 6.2Zn – 2.25Mg – 2.3Cu – 0.12Zr), в котором уровень меди, обычно присутствующей в сплавах, таких как 7075, был повышен для увеличения упрочнения. связанный со вторым этапом лечения Т73 (кривая c на рис.4.28). Современные производные 7050 — это еще один высокопрочный сплав 7150, в котором было немного больше Zn и Mg, и более поздние сплавы 7055, 7449 и 7085, все из которых имеют значительно более высокие уровни цинка (8% по сравнению с 6,2%).

Была разработана другая термообработка, которая позволяет сплавам, таким как 7075, демонстрировать высокий уровень растягивающих свойств, ожидаемых от условия T6, в сочетании с сопротивлением SCC, равным условию T73. Это известно как регресс и повторное старение (RRA), которое включает следующие этапы для 7075:

1.

Примените обработку T6, то есть обработку раствором при 465 ° C, закалку в холодной воде, выдержку 24 часа при 120 ° C.

2.

Нагрейте в течение короткого времени (например, 5 мин) при температуре в диапазоне 200–280 ° C и закалите в холодной воде.

3.

Повторная выдержка 24 часа при 120 ° C.

Изменения свойств при растяжении схематично показаны на рис. 4.30. Общепринято, что обработка RRA приводит к микроструктуре, имеющей матрицу, аналогичную матрице, полученной для состояния T6, в сочетании с зонами границ зерен, характерными для состояния T73, в котором выделения являются более крупными и более разделенными.Снижение восприимчивости к SCC было приписано этому последнему изменению (раздел 2.5.4). Однако из-за короткого временного интервала, первоначально предложенного для этапа (2), например, 1–5 минут, лечение RRA было трудно применить к толстым сечениям. Позже были оптимизированы временные и температурные условия для этой стадии процесса (например, 1 час при 200 ° C), и обработке RRA было присвоено коммерческое обозначение T77. Он был нанесен на высоколегированный состав 7055 (Al – 8Zn – 2.05Mg – 2.3Cu – 0.16Zr), который использовался для конструктивных элементов крыльев пассажирского самолета Boeing 777 (раздел 4.6.1).

Рисунок 4.30. Схематическое изображение влияния RRA на предел текучести сплава, такого как 7075.

From Kaneko, RS: Met. Progr ., 41 (4), 1980.

Как упоминалось в разделе 4.1.5, термомеханическая обработка предлагает другой метод оптимизации свойств сплавов, упрочненных старением. На рис. 4.31 схематично показан способ сочетания старения с деформацией с целью достижения дислокационного упрочнения, чтобы компенсировать потерю прочности, которая обычно происходит во время изношенной части обработки T73, упомянутой ранее.Деформация достигается теплой обработкой после процедуры старения Т6 и до истощения. Сообщалось, что термомеханическая обработка некоторых сплавов 7ххх таким способом может привести к повышению прочности примерно на 20% без потери ударной вязкости, или наоборот. Однако коммерческое внедрение представляет трудности из-за проблем с контролем температуры и уровня деформации, которую необходимо выполнять на материале, который уже находится в состоянии старения.

Рисунок 4.31. Схематическое изображение FTMT-упрочнения сплава 7ххх.

от Патона, Северная Каролина и Соммера, AW: Proc. 3-го Интер. Конф. по прочности металлов и сплавов , Общество металлов, Лондон, 1, 101, 1973.

Были внесены другие изменения в состав. Одним из примеров является снижение уровней примесей железа и кремния в сплавах, таких как 7075 (Fe + Si максимум 0,90%), до суммарного максимума 0,22% в сплаве 7475 более высокой чистоты (таблица 4.4). 7475 также имеет пониженное содержание марганца с 0.Максимум от 30% до максимум 0,06%, в то время как содержание других легирующих элементов по существу такое же, как у 7075. Размер и количество интерметаллических соединений, которые способствуют распространению трещин, значительно уменьшены в 7475 и, для аналогичных термообработок T735 и свойств на растяжение, значения трещиностойкости ( K _1c ) могут превышать 50 МПа м ^1/2 , тогда как типичный показатель для 7075 составляет 30 МПа м ^1/2 . Стоимость производства 7475 составляет около 10%, но он широко используется в самолетах.

Другая модификация заключалась в использовании 0,08–0,25% циркония в качестве ингибитора перекристаллизации вместо хрома или марганца или в сочетании с меньшими количествами этих элементов, чтобы снизить чувствительность к закалке, чтобы можно было использовать более низкие скорости закалки без потерь. прочности при последующем старении. Примерами являются сплавы 7050, 7150, 7055, 7085 и британский сплав 7010. Это также особенно важно для сплавов, используемых для толстых листов, поскольку возможно снижение затрат, если большие сборные узлы могут быть заменены механически обработанными монолитными структурами.

В целом прогресс, достигнутый в борьбе с SCC в материалах серии 7xxx за счет разработки сплавов и изменений в термообработке, можно оценить по результатам для некоторых составов, показанных на рис. 4.32. В отличие от сплавов серии 2ххх (рис. 4.21), улучшения произошли за счет значительных изменений значений плато для скорости роста трещин, а не за счет увеличения уровней пороговой интенсивности напряжений, необходимых для возникновения трещин.

Рисунок 4.32. Скорость распространения трещин при стресс-коррозионных испытаниях на сплавах 7ххх.Условия испытаний описаны на рис. 4.21. Образцы DCB, полученные из коротких поперечных направлений штамповок и пластин.

из Шпейдел, штат Миссури: Металл. Пер. A , 6A, 631, 1975.

Уже упоминалось, что сплавы серии 7xxx имеют тенденцию показывать более высокие значения вязкости разрушения, чем серия 2xxx (например, рис. 4.20). Были достигнуты дальнейшие улучшения, некоторые примеры которых показаны на рис. 4.33. Здесь показана обратная зависимость между вязкостью разрушения и пределом текучести при растяжении для более старых сплавов 7075 – T651 и 7178 – T651.Модификации легирующих добавок, чистоты и термообработки позволили поддерживать относительно высокие значения вязкости разрушения в сплавах, таких как 7150-T651 и 7055-T7751, несмотря на повышенные уровни предела текучести. Как упоминалось ранее, одной из композиционных тенденций было повышение отношения Zn: Mg, которое увеличилось с 2,25 для раннего сплава 7075 до 2,7 для 7050, 3,9 для 7055 и до 5,0 для последнего сплава 7085. Еще одно изменение касалось увеличить содержание меди со значений около 1.5% в пределах 2,0–2,6%, что, как было установлено, улучшает устойчивость к SCC. Кроме того, допустимые пределы содержания марганца, хрома и примесей железа и кремния были снижены до уровня ниже 0,1% или менее. В 7085 (Fe 0,08%, Si 0,06%) последующее уменьшение интерметаллических соединений в микроструктуре привело к снижению чувствительности к закалке этого сплава, так что очень толстые секции (например, 150 мм) можно подвергать термообработке, сохраняя при этом более высокие характеристики растяжения. чем более ранние авиационные сплавы, такие как 7050.Эта разработка была основным фактором при выборе 7085 для больших экструдированных лонжеронов крыла и штампованных компонентов нервюр крыла для европейского A380 Airbus (раздел 4.6.1).

Рисунок 4.33. Соотношения прочности и вязкости для сплавов серии 7ххх в виде листового проката.

От Hyatt, MV и Axter, SE: Proc. Интер. Конф. о последних достижениях в науке. & amp; Англ. легких металлов, , Японский институт. for Light Metals, Sendai, 274, 1993.

Как показано в Таблице 4.7, сплав 7050 реагирует на вторичное осаждение, которое повысило как свойства прочности при растяжении, так и вязкость разрушения до уровней выше, чем те, которые были получены с использованием одностадийного состояния T6.Подобные реакции наблюдались и с другими сплавами серии 7xxx, такими как 7075 (рис. 4.33).

Термическая обработка — обзор

PWHT — это один из многих типов термообработки, например

Отжиг для размягчения металла для формовки или механической обработки

Нормализация для обеспечения однородности размера зерна

Закалка для упрочнения черных металлов

Это может потребоваться в обстоятельствах, когда

Согласно строительным нормам это требуется для снятия заблокированных напряжений, возникающих в процессе сварки в материалах в зависимости от сочетания толщины / материала

В сварочных операциях может потребоваться снятие напряжений в металле сварного шва и зоны термического влияния, возникающих во время сварки по причинам, связанным с условиями эксплуатации, без учета толщины

Заблокированное напряжение может привести к коррозионному растрескиванию под напряжением, деформации , усталостное растрескивание и преждевременные отказы, а также ускоренная корр. Изоляция сварного шва и его зона термического влияния

Кроме того, когда напряжение от приложенной нагрузки, например, внутреннее давление в теплообменной оболочке, добавляется к остаточному напряжению, оставшемуся в процессе сварки

Кожух теплообменника Отремонтированный на предыдущем участке ремонта кожуха первоначально подвергался термообработке после сварки и требовался для получения PWHT после ремонта

Термическая обработка может быть выполнена путем помещения всей кожуха теплообменника в термообрабатывающую печь или путем выполнения ее на месте для выбранных сварных швов

Часто более эффективно просто переместить всю емкость теплообменника в печь, как показано на рисунке 3.97

Эта печь для термообработки может вмещать довольно большие и толстые кожухи теплообменника

Рис. 3.97. Печь для термообработки средней мощности.

Такая печь обычно используется, когда местные методы термообработки могут оказаться недостаточными или практичными.

Это только одна из печей в этой мастерской по ремонту теплообменников; в этом цехе есть две возможности, а также возможность местной термообработки

На Рисунке 3.98, печь, примыкающая к печи на рис. 3.97, загружена кожухом теплообменника, который подлежит термообработке.

рис. 3.98. Готовится корпус теплообменника для PWHT.

Оболочка была загружена только на этом этапе, для нее все еще требуется

Для оснащения термопарами для контроля ее температуры во время операции термообработки

Требуется более одной термопары; обычно требуется минимум два, даже для небольшого ремонта сваркой.

Минимальная температура PWHT и время выдержки, называемое временем выдержки, обычно определяются конструктивными нормами; для других форм термообработки критерий основан на передовой инженерной практике

Температуры термообработки должны контролироваться точно; Рисунок 3.99 — это диспетчерская для печей, изображенных на рисунках 3.97 и 3.98

Рисунок 3.99. Пост управления печи термообработки.

Эти печи для термообработки работают на природном газе; два набора элементов управления, показанные на рисунке 3.99, управляют потоком газа к горелкам печи, регулируя скорость горения, чтобы контролировать температуру внутри печи до желаемой заданной температуры

Температура металла теплообменника измеряется термопарами крепится непосредственно к кожуху теплообменника

Обратите внимание также на рисунок 3.99, что есть два самописца, над показанными элементами управления, по одному регистратору температуры для каждой печи

Самописец работает все время во время термообработки, и диаграмма становится постоянной записью и поставляется с термообработанной оборудование для заказчика

Процесс термообработки определяется применимыми нормами, когда он выполняется в соответствии с требованиями Кодекса

Коды могут иметь перечисленные параметры, такие как

Максимальная температура печи при размещении детали внутри печи

Скорость повышения температуры

Требуемая минимальная температура выдержки

Минимальное время при температуре

Процедура охлаждения

Пример: просто назвать несколько требований

ASME Раздел VIII Раздел 1, параграф UCS 56 требует, чтобы 9000 5

Деталь не может быть помещена в печь при температуре выше 800 ° F (425 ° C)

Выше 800 ° F (425 ° C) деталь не должна подвергаться более высокой скорости нагрева. более 400 ° F (222 ° C) в час в зависимости от толщины

Другие требования, такие как перепад температуры на заданной длине детали, влияние пламени и, наконец, скорость охлаждения, приемлемая для норм, являются проблемами. это необходимо учитывать при выполнении производителем или ремонтным предприятием операций термообработки

Обзор методов термообработки и их преимуществ

Термическая обработка — это процесс нагрева и охлаждения металлов с использованием определенных заранее определенных методов для получения желаемых свойств .Как черные, так и цветные металлы перед использованием проходят термическую обработку.

Со временем было разработано множество различных методов. Даже сегодня металлурги постоянно работают над улучшением результатов и рентабельности этих процессов.

Для этого они разрабатывают новые графики , или циклов, для производства различных марок. Каждый график относится к разной скорости нагрева, выдержки и охлаждения металла.

При тщательном соблюдении этих методов можно производить металлы различных стандартов с удивительно специфическими физическими и химическими свойствами.

Преимущества

Есть разные причины для проведения термообработки. Некоторые процедуры делают металл мягким, а другие повышают твердость. Они также могут влиять на электрическую и теплопроводность этих материалов.

Некоторые методы термообработки снимают напряжения, возникшие в более ранних процессах холодной обработки. Другие придают металлам желаемые химические свойства. Выбор идеального метода зависит от типа металла и требуемых свойств.

В некоторых случаях металлическая деталь может пройти несколько процедур термообработки.Например, некоторые суперсплавы, используемые в авиастроении, могут пройти до шести различных этапов термообработки, чтобы оптимизировать их для применения.

Этапы процесса термообработки

Проще говоря, термическая обработка — это процесс нагрева металла, выдержки его при этой температуре и последующего охлаждения. В процессе обработки металлическая деталь претерпевает изменения своих механических свойств. Это связано с тем, что высокая температура изменяет микроструктуру металла.И микроструктура играет важную роль в механических свойствах материала.

Конечный результат зависит от множества различных факторов. К ним относятся время нагрева, время выдержки металлической детали при определенной температуре, скорость охлаждения, окружающие условия и т. Д. Параметры зависят от метода термообработки, типа металла и размера детали.

В ходе этого процесса свойства металла изменятся. Среди этих свойств — электрическое сопротивление, магнетизм, твердость, вязкость, пластичность, хрупкость и коррозионная стойкость.

Отопление

Детали реактивного двигателя, идущие в печь

Как мы уже говорили, микроструктура сплавов будет изменяться в процессе термообработки. Нагрев осуществляется в соответствии с заданным термическим профилем.

Сплав может находиться в одном из трех различных состояний при нагревании. Это может быть механическая смесь, твердый раствор или их комбинация.

Механическая смесь аналогична бетонной смеси, в которой цемент связывает песок и гравий.Песок и гравий все еще видны как отдельные частицы. В случае металлических сплавов механическая смесь удерживается основным металлом.

С другой стороны, в твердом растворе все компоненты смешиваются гомогенно. Это означает, что их невозможно идентифицировать индивидуально даже под микроскопом.

Каждый штат приносит с собой разные качества. По фазовой диаграмме возможно изменение состояния путем нагрева. Однако охлаждение определяет конечный результат.Сплав может оказаться в одном из трех состояний, в зависимости только от метода.

Холдинг

Во время выдержки или выдержки металл поддерживается при достигнутой температуре. Продолжительность зависит от требований.

Например, поверхностная закалка требует только структурных изменений поверхности металла для увеличения твердости поверхности. В то же время для других методов требуются единые свойства. В этом случае период владения больше.

Время замачивания также зависит от типа материала и размера детали. Для более крупных деталей требуется больше времени, если целью является единообразие свойств. Просто требуется больше времени, чтобы сердцевина большой детали достигла необходимой температуры.

Охлаждение

После завершения стадии пропитывания металл необходимо охладить в установленном порядке. На этом этапе тоже происходят структурные изменения. Твердый раствор при охлаждении может оставаться таким же, полностью или частично превращаться в механическую смесь, в зависимости от различных факторов.

Различные среды, такие как рассол, вода, масло или принудительный воздух, регулируют скорость охлаждения. Вышеупомянутая последовательность охлаждающих сред находится в порядке убывания эффективной скорости охлаждения. Рассол быстрее всего поглощает тепло, а воздух — медленнее всего.

Также можно использовать печи в процессе охлаждения. Контролируемая среда обеспечивает высокую точность, когда необходимо медленное охлаждение.

Фазовые диаграммы

Каждый металлический сплав имеет свою фазовую диаграмму. Как уже было сказано ранее, термическая обработка проводится по этим схемам.Они показывают структурные изменения, происходящие при разных температурах и различном химическом составе.

Давайте возьмем фазовую диаграмму железо-углерод в качестве примера, так как это наиболее известная и широко используемая в университетах диаграмма.

Фазовая диаграмма железо-углерод является важным инструментом при изучении поведения различных углеродистых сталей при термообработке. По оси абсцисс показано содержание углерода в сплаве, а по оси ординат — температура.

Обратите внимание, что 2,14% углерода — это предел, при котором сталь становится чугуном,

На диаграмме показаны различные области, где металл находится в различных микросостояниях, таких как аустенит, цементит, перлит. Эти области отмечены границами A1, A2, A3 и Acm. На этих границах раздела фазовые изменения происходят, когда через них проходит значение температуры или содержания углерода.

A1: Верхний предел фазы цементита / феррита.

A2: Предел, при котором железо теряет свой магнетизм.Температура, при которой металл теряет свой магнетизм, также называется температурой Кюри.

A3: граница раздела фаз аустенит + феррит от γ (гамма) аустенитной фазы.

Acm: граница раздела, которая отделяет γ-аустенит от поля аустенит + цементит.

Фазовая диаграмма — важный инструмент для определения того, будет ли термообработка полезной или нет. Каждая структура придает конечному продукту определенные качества, и выбор термообработки зависит от этого.

Общие методы термообработки

Есть несколько методов термообработки на выбор. Каждый из них обладает определенными качествами.

К наиболее распространенным методам термообработки относятся:

• Отжиг
• Нормализация
• Закалка
• Старение
• Снятие напряжения
• Закалка
• Науглероживание

Отжиг

При отжиге металл нагревается выше верхней критической температуры, а затем медленно охлаждается.

Отжиг проводится для смягчения металла. Это делает металл более пригодным для холодной обработки и формовки. Он также улучшает обрабатываемость, пластичность и вязкость металла.

Отжиг также полезен для снятия напряжений в детали, вызванных предшествующими процессами холодной обработки. Имеющиеся пластические деформации устраняются во время рекристаллизации, когда температура металла пересекает верхнюю критическую температуру.

Металлы могут подвергаться множеству методов отжига, таких как рекристаллизационный отжиг, полный отжиг, частичный отжиг и окончательный отжиг.

Нормализация

Нормализация — это процесс термообработки, используемый для снятия внутренних напряжений, вызванных такими процессами, как сварка, литье или закалка.

В этом процессе металл нагревается до температуры, которая на 40 ° C выше его верхней критической температуры.

Эта температура выше, чем температура, используемая для закалки или отжига. После выдержки при этой температуре в течение определенного периода времени его охлаждают на воздухе. Нормализация создает однородный размер зерна и состав по всей детали.

Нормализованная сталь тверже и прочнее отожженной стали. Фактически, в нормализованном виде сталь прочнее, чем в любом другом состоянии. Вот почему детали, которые требуют ударной вязкости или должны выдерживать большие внешние нагрузки, почти всегда будут нормализованы.

Закалка

Закалка, наиболее распространенный из всех процессов термообработки, используется для увеличения твердости металла. В некоторых случаях затвердеть может только поверхность.

Заготовку закаляют, нагревая ее до заданной температуры, а затем быстро охлаждая, погружая в охлаждающую среду.Можно использовать масло, рассол или воду. Полученная деталь будет иметь повышенную твердость и прочность, но одновременно возрастет и хрупкость.

Цементная закалка — это процесс упрочнения, при котором упрочняется только внешний слой заготовки. Используемый процесс такой же, но поскольку тонкий внешний слой подвергается обработке, полученная заготовка имеет твердый внешний слой, но более мягкую сердцевину.

Это обычное дело для валов. Твердый внешний слой защищает его от износа материала.В противном случае при установке подшипника на вал он может повредить поверхность и сместить некоторые частицы, которые ускорят процесс износа. Закаленная поверхность обеспечивает защиту от этого, а сердечник по-прежнему обладает необходимыми свойствами, чтобы выдерживать усталостные напряжения.

Индукционная закалка

Другие типы процессов закалки включают индукционную закалку, дифференциальную закалку и закалку пламенем. Однако закалка пламенем может привести к образованию зоны термического влияния, которая возникает после охлаждения детали.

Старение

График старения алюминия 6061

Старение или дисперсионное твердение — это метод термообработки, который в основном используется для повышения предела текучести ковких металлов. В ходе процесса образуются равномерно диспергированные частицы в структуре зерна металла, что приводит к изменению свойств.

Осадочное твердение обычно происходит после еще одного процесса термообработки, при котором достигаются более высокие температуры. Однако старение только повышает температуру до среднего уровня и снова быстро снижает ее.

Некоторые материалы могут стареть естественным образом (при комнатной температуре), в то время как другие стареют только искусственно, то есть при повышенных температурах. Для естественно стареющих материалов может быть удобно хранить их при более низких температурах.

Снятие напряжения

Снятие напряжения особенно часто используется для деталей котлов, баллонов с воздухом, аккумуляторов и т. Д. Этот метод нагревает металл до температуры чуть ниже его нижней критической границы. Процесс охлаждения медленный и, следовательно, равномерный.

Это делается для снятия напряжений, которые возникли в деталях из-за более ранних процессов, таких как формовка, механическая обработка, прокатка или правка.

Закалка

Закалка — это процесс уменьшения избыточной твердости и, следовательно, хрупкости, возникающей в процессе закалки. Также снимаются внутренние напряжения. Прохождение этого процесса может сделать металл пригодным для многих применений, в которых требуются такие свойства.

° С, как правило, намного ниже температуры затвердевания. Чем выше температура, тем мягче становится конечная заготовка. Скорость охлаждения не влияет на структуру металла во время отпуска, и обычно металл охлаждается на неподвижном воздухе.

Науглероживание

Науглероживание корпуса

В этом процессе термообработки металл нагревается в присутствии другого материала, который выделяет углерод при разложении.

Высвободившийся углерод абсорбируется поверхностью металла. Содержание углерода на поверхности увеличивается, что делает ее более твердой, чем внутреннее ядро.

Какие металлы подходят для термической обработки?

Хотя черные металлы составляют большинство термообработанных материалов, сплавы меди, магния, алюминия, никеля, латуни и титана также могут подвергаться термообработке.

Около 80% термически обрабатываемых металлов — это стали различных марок. Черные металлы, которые можно подвергать термической обработке, включают чугун, нержавеющую сталь и различные марки инструментальной стали.

Такие процессы, как закалка, отжиг, нормализация, снятие напряжений, поверхностная закалка, азотирование и отпуск, обычно выполняются на черных металлах.

Медь и медные сплавы подвергаются таким методам термической обработки, как отжиг, старение и закалка.

Алюминий подходит для таких методов термообработки, как отжиг, термообработка в растворе, естественное и искусственное старение.Термическая обработка алюминия — это точный процесс. Объем процесса должен быть установлен, и его следует тщательно контролировать на каждом этапе для достижения желаемых характеристик.

Очевидно, не все материалы подходят для термической обработки. Точно так же не обязательно использовать каждый метод для отдельного материала. Поэтому каждый материал нужно изучать отдельно, чтобы добиться желаемого результата. Использование фазовых диаграмм и доступной информации о влиянии вышеупомянутых методов является отправной точкой.

Термическая обработка: что это такое и как работает

Что такое термическая обработка?

Хотя большинство людей не знают, что такое термическая обработка, на самом деле это важная часть производственного процесса. Это связано с тем, что термическая обработка позволяет улучшить металлическую деталь, чтобы материал лучше выдерживал износ. Термическая обработка включает нагрев металла или сплава до определенной температуры, а затем его охлаждение для упрочнения материала.

Термическая обработка может использоваться на разных этапах производственного процесса для изменения определенных свойств этого металла или сплава.Например, вы можете использовать термическую обработку, чтобы сделать его более прочным, твердым, долговечным или более пластичным, в зависимости от того, что требуется материалу для правильной работы.

Некоторые известные отрасли, в которых термическая обработка играет важную роль, включают самолеты, автомобили, оборудование, например пилы и топоры, компьютеры, космические корабли, военную и нефтегазовую промышленность.

Как работает термическая обработка?

Для достижения желаемого эффекта металл или сплав нагревают до определенной температуры, иногда до 2400 ° F, выдерживают при этой температуре в течение определенного времени, а затем охлаждают.Пока он горячий, физическая структура металла, также называемая микроструктурой, изменяется, что в конечном итоге приводит к изменению его физических свойств. Время, в течение которого металл нагревается, называется «временем выдержки». Продолжительность выдержки играет важную роль в характеристиках металла, поскольку металл, пропитанный в течение длительного времени, будет претерпевать другие микроструктурные изменения, чем металл, пропитанный. на более короткий период времени.

Процесс охлаждения после выдержки также влияет на металл.Металл можно быстро охладить, что называется закалкой, или медленно в печи, чтобы добиться желаемого результата. Комбинация температуры выдержки, времени выдержки, температуры охлаждения и продолжительности охлаждения играет роль в создании желаемых свойств металла или сплава.

Когда металл подвергается термообработке в процессе производства, также определяется, какие свойства изменяются, а некоторые металлы могут даже обрабатываться несколько раз.

Знать, при каких температурах нагревать и охлаждать металлы, а также сколько времени должен занимать каждый этап процесса для конкретного металла или сплава, чрезвычайно сложно.Из-за этого материаловеды, известные как металлурги, изучают воздействие тепла на металл и сплавы и предоставляют точную информацию о том, как правильно выполнять эти процессы. Производители полагаются на эту информацию, чтобы гарантировать, что их металлические детали будут иметь правильные свойства в конце процесса.

Некоторые распространенные формы термообработки включают:

• Закалка : Когда металл закаливается, он нагревается до такой степени, что элементы в материале превращаются в раствор.Затем дефекты конструкции преобразуются, создавая надежное решение и упрочняя металл. Это увеличивает твердость металла или сплава, делая его менее ковким.
• Отжиг : Этот процесс используется для обработки металлов, таких как медь, алюминий, серебро, сталь и латунь. Эти материалы нагревают до определенной температуры, выдерживают при этой температуре до превращения, а затем медленно сушат на воздухе. Этот процесс смягчает металл, что делает его более работоспособным и снижает вероятность его разрушения или растрескивания.
• Закалка : Некоторые материалы, такие как сплавы на основе железа, очень твердые, что делает их хрупкими. Отпуск может снизить хрупкость и упрочнить металл. В процессе отпуска металл нагревается до температуры ниже критической для уменьшения хрупкости и сохранения твердости.
• Поверхностное упрочнение : Материал закаливается снаружи, а внутренняя часть остается мягкой. Поскольку упрочнение может привести к тому, что материалы станут хрупкими, упрочнение используется для материалов, которые требуют гибкости при сохранении прочного слоя износа.
• Нормализация : Подобно отжигу, этот процесс делает сталь более вязкой и пластичной, нагревая материал до критических температур и выдерживая его при этой температуре до тех пор, пока не произойдет превращение.

Почему так важна термическая обработка?

Без термической обработки металла, особенно стали, металлические детали для всего, от самолетов до компьютеров, не работали бы должным образом или вообще могли бы вообще не существовать. В частности, детали из цветных металлов будут намного слабее.Алюминиевые и титановые сплавы, а также бронза и латунь упрочняются посредством термической обработки. Многие из этих металлов используются в производстве автомобилей, самолетов и других продуктов, в которых используются прочные металлы не только для рабочих характеристик, но и для обеспечения безопасности.

Поскольку термически обработанные металлы часто бывают прочнее, чем металлы без термической обработки, предварительная обработка металлических деталей предотвращает коррозию, которая не приведет к замене дорогих металлических деталей позже или так часто.Это заставляет машины работать более дешево и эффективно и предотвращает проблемы.

Решения от General Kinematics

General Kinematics предоставляет оптимальное оборудование для улучшения и повышения производительности процесса термообработки и других производственных процессов. При термической обработке металлов существуют различные этапы, компания General Kinematics предоставляет оборудование, предназначенное для помощи в этом процессе и повышения производительности производства.

Конвейеры

General Kinematics Вибрационный спиральный подъемник SPIRA-FLOW ™ идеально подходит для термических обработок, требующих длинного пути транспортировки, но он уплотняет его в спиральную форму, чтобы занимать меньше места.Spiral-Flow отлично подходит для производственных предприятий, которые ограничены в пространстве или хотят оптимизировать использование пространства.

General Kinematics предлагает широкий спектр дополнительных конвейеров для множества задач термообработки. Независимо от того, хотите ли вы переместить свои материалы из точки A в точку B, нагреть, охладить или что-то еще, у GK есть оборудование, необходимое для повышения вашей вычислительной мощности.

Кормушки

Подача материала в требуемый процесс термообработки в идеале осуществляется с помощью промышленных питателей материала.Двухмассовые вибрационные питатели General Kinematics рассчитаны на работу в самых тяжелых и сложных условиях. Они оборудованы для того, чтобы выдерживать самые сложные нагрузки на материалы, чтобы ваш производственный процесс шел гладко. Питатели GK проектируются по заказу и не требуют особого обслуживания, что означает меньшее время простоя и большую производительность.

General Kinematics предлагает широкий выбор высокопроизводительного промышленного оборудования, предназначенного для различных отраслей промышленности. Узнайте, что еще предлагает компания General Kinematics и как наше лучшее в отрасли оборудование может помочь вашей организации.