Конструкционные материалы

  • 17 янв. 2012 г.
  • 9680 Слова
1.ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ

Термической обработкой называется процесс нагрева металлов и сплавов в твердом состоянии до определенной температуры, при которой происходят структурные превращения, выдержка при этой температуре и последующее быстрое или медленное охлаждение с целью изменения структуры и свойств изделий, изготовленных из этих металлов и сплавов.
Основными видамитермической обработки являются отжиг, нормализация, закалка, отпуск.
1.1.Полный отжиг
Полным отжигом называется нагрев стали до аустенитного состояния, т. е. до температуры, на 20 - 30°С превышающей верхнюю критическую точку АС3, определяемую линией GOS диаграммы состояния сплавов железо-углерод, выдержка при этой температуре и затем медленное охлаждение с печью.
Отжиг является наиболее массовойоперацией термической обработки и применяется для понижения твердости стали с целью придания ей хорошей обрабатываемости, для измельчения зерна и улучшения механических свойств.
Полному отжигу подвергаются фасонное стальное литье и детали после горячей механичеcкой обработки (ковки, прокатки).
После выдержки при температуре отжига и последующего охлаждения вместе с печью в твердом состоянии происходитперекристаллизация стали, в результате чего сталь получает равномерную структуру и низкую твердость.
1.2.Неполный отжиг
При неполном отжиге сталь нагревается несколько выше (на ~20°С) нижней критической точки Ас1, при этом сталь не переходит полностью в аустенитное состояние. В доэвтектоидной стали при таком нагреве останется нерастворенным феррит, а в заэвтектоидной останется не перешедшим втвердый раствор цементит. Поэтому сталь не получает полной перекристаллизации. Но сталь все же смягчается вследствие того, что происходит перекристаллизация и размельчение зерна перлитной составляющей.
Неполному отжигу доэвтектоидиые стали подвергаются очень редко. Заэвтектоидные стали подвергаются только неполному отжигу. При полном отжиге, т. е. медленном охлаждении, с температур выше верхнейкритической точки Аст, отвечающих линии SE, цементит выпадает в виде сетки по границам зерен перлита, что ухудшает свойства сталей.
1.3.Нормализации
Нормализацией называется нагрев стали до температуры несколько выше верхних критических точек Ас3 или Аст, выдержка при этой температуре и охлаждение на спокойном воздухе. При нормализации происходят те же процессы распада твердого раствора, что и при отжиге. Новследствие ускоренного охлаждения при нормализации строение стали получается более мелкозернистым, и сталь имеет повышенную твердость и прочность.
Структура нормализованной стали состоит из тонкого строения перлита и мелкораздробленного цементита (в заэвтектоидных сталях) или феррита (в доэвтектоидных сталях).
1.4.Закалка
Закалкой называется нагрев стали до температуры несколько выше критической,выдержка при этой температуре и затем быстрое охлаждение. Изменение структуры стали при закалке (закалочные структуры). Как видно из диаграммы железоуглеродистых сплавов, если сталь нагрета до температуры выше критической, в ней имеется аустенит. В случае медленного охлаждения при 723°С аустенит распадается, превращаясь в перлит (эвтектоид). Но если сталь охлаждать быстро, то аустенит не успеваетраспадаться при 723° С, а, переохлаждаясь, вынужден распадаться при более низких температурах. Чем больше скорость охлаждения, тем при более низкой температуре распадается переохлажденный аустенит. В результате распада переохлажденного аустенита получаются особые закалочные структуры. Если аустенит охлаждается так быстро, что он переохлаждается примерно до 200° С, то при этой температуре углерод уже не успеваетвыйти из раствора, а только решетка Feγ успевает перестроиться в Fеα, и тогда вместо аустенита, представляющего собой раствор углерода в γ-железе, получается пересыщенный раствор углерода в а-железе. Образующаяся при этом структура называется мартенсит. Температура мартенситного превращения обозначается Аr" или М.
Характерными признаками мартенсита являются...
tracking img