ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теория термообработки. Термическая и химико-термическая обработка сталей из "Курс материаловедения в вопросах и ответах " Термической называют обработку, связанную с нагревом и охлаждением металла с целью изменения его структуры и свойств. [c.70] Температурные режимы термообработки сталей связаны с диаграммой Fe-РезС. Равновесные температуры, отвечающие положению линий PSK, GS и SE диафаммы, обозначают /1,, А- и А соответственно. При нагреве неравновесные температуры превращений обозначают перлита в аустенит-/1 1 превращений. [c.70] В зависимости от склонности аустенитного зерна при нагреве к росту различают наследственно крупнозернистые (зерно склонно к росту) и наследственно мелкозернистые (зерно не склонно к росту) стали. Свойства стали, возникшие в результате той или иной обработки, определяются реально образовавшимся зерном - действительным зерном. Наследственная зернистость должна учитываться при назначении режимов обработки, влияющей на размер получаемого действительного зерна, например, при закалке, отжиге. [c.71] Основными видами термической обработки сталей являются отжиг (первого и второго рода), закалка, отпуск. [c.71] Отжиг состоит в нагреве металла, выдержке и последующем медленном охлаждении (вместе с печью). Отжиг приближает металл к равновесию. [c.71] Отжиг первого рода проводят для получения более равновесной, чем исходная, структуры, не связывая эту цель с наличием или отсутствием фазовой перекристаллизации. Примерами отжига первого рода являются рекристалли-зационный отжиг, диффузионный отжиг. [c.71] При рекристаллизационном отжиге деформационно упрочненный металл нагревают несколько выше температурного порога рекристаллизации. В результате отжига материал приобретает такие же механические свойства, какие он имел до деформации. [c.71] Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг проводят при нагреве до высоких температур (применительно к сталям - значительно выше А з или А т). предполагающих интенсивную диффузию атомов. Такому отжигу подвергают, например. отливки для устранения дендритной ликвации (гомогенизации сплава). [c.71] При отжиге второго рода непременно протекает, хотя бы частичная. фазовая перекристаллизация. К отжигу второго рода относятся неполный отжиг, полный отжиг. [c.71] При неполном отжиге нагрев ведут до температуры А -, (ниже А -з или А ). Происходит частичная перекристаллизация сплава (меняется перлитная составляющая). Чаще неполный отжиг применяют для заэвтектоидных сталей (сфероиг дизирующий отжиг). [c.71] При полном отжиге сталь нагревают до А з или А т- Происходит полная перекристаллизация сплава. [c.71] Закалка состоит в нагреве сплавов выше температур фазовых превращений и последующем быстром охлаждении, фиксирующем их высокотемпературное состояние (истинная закалка) или состояние, промежуточное между высокотемпературным и равновесным, характерным для нормальной температуры. [c.71] В зависимости от скорости охлаждения существуют два принципиально различных способа закалки - закалка на ферритно-цементитные смеси и закалка на мартенсит. При охлаждении со скоростью ниже критической, т.е. такой минимальной скорости, которая необходима для образования мартенсита, возникают структуры перлитного типа (перлит, сорбит, троостит, бейнит). Сорбит и троо-стит отличаются от перлита и друг от друга степенью дисперсности (троостит дисперснее сорбита, а последний - перлита). Чем структура дисперснее, тем выше ее механические свойства. [c.72] Охлаждение со скоростью выше критической ведет к превращению аусте-нита в мартенсит. Суть превращения состоит в перестройке кристаллической решетки аустенита (ГЦК) в решетку феррита (ОЦК). При этом углерод, растворенный в аустените, оказывается полностью в решетке феррита. Таким образом, мартенсит представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в феррите. Кристаллическая решетка мартенсита - тетрагональная (искаженная решетка феррита с увеличенным параметром с). [c.72] Если при полной закалке (полном отжиге) охлаждение нагретой заготовки ведут на спокойном воздухе, то такая термическая обработка называется нормализацией. [c.72] Большинство легирующих элементов, растворенных в аустените, повышают его временную устойчивость, сдвигая С-образные кривые изотермического превращения аустенита вправо по координатной оси времени. При этом критическая скорость закалки уменьшается. (В сталях мартенситного типа этого уменьшения оказывается достаточно, чтобы уже при нормализации получить мартенситную структуру). [c.72] Мартенситное превращение протекает по бездиффузионному, сдвиговому механизму. Под действием напряжений, возникающих при быстром охлаждении сплава, в кристаллической решетке аустенита происходит сдвиг по плоскостям легкого скольжения 111 с одновременной у - а перестройкой. Отличительными особенностями мартенситного превращения являются бездиффузионность и ориентированность (иглы мартенсита находятся под определенными углами относительно друг друга в соответствии с расположением плоскостей легкого скольжения в аустените). [c.72] Мартенситное превращение не захватывает всю аустенитную структуру. Часть аустенита сохраняется в закаленной стали. Такой аустенит называют остаточным. Количество остаточного аустенита определяется режимами термической обработки и зависит от температур начала и конца мартенситного превращения. [c.72] Мартенсит - самая твердая структура, образующаяся при термообработке сталей. Чем больше в нем углерода, тем он тверже. [c.72] Вернуться к основной статье