ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технологические схемы процессов штамповки предварительно спеченных заготовок из "Производство конструкционных изделий из порошков на основе железа " Термообработка порошковых сталей является эффективным способом улучшения комплекса их физико-механических свойств. Под термической обработкой надо понимать температурное воздействие, в результате которого происходит формирование структуры и свойств стали. Температура нагрева, его продолжительность, выдержка при заданной температуре и скорость охлаждения - оказывают основное влияние на структуру материала и свойства изделий. Перечисленные параметры термической обработки задаются в зависимости от ее назначения, необходимых физико-механических свойств изделий, их размеров и массы. [c.104] При спекании легированных сталей, полученных из многокомпонентных шихт, трудно достичь полной гомогенизации материала и структуры, соответствующей равновесному состоянию. Высокие температуры спекания приводят к росту зерна. Так, при спекании железографитовых изделий структура перлита получается крупнопластинчатая, в порошковой заэвтектоидной стали по границам зерен перлита часто наблюдается грубая цементитная сетка [61]. Неоднородность структуры, низкие физико-механические свойства железо-графитовых изделий, содержащих 0,8-1,6 % связанного углерода, вызывают необходимость подвергать их изотермическому отжигу. [c.104] Диффузионный отжиг очень важен для гомогенизации материала, изготовленного из многокомпонентных смесей, когда в результате спекания получается неоднородная структура с большим содержанием избыточных (неравновесных) фаз, в частности аустенита. Отжиг позволяет получить однородную структуру. Основным назначением высокотемпературного отжига является устранение химической неоднородности. [c.105] Важными характеристиками спеченных сталей являются закаливаемость и прокаливаемость. Закаливаемость — это способность стали приобретать после закалки мартенситную структуру и соответствующие ей высокую твердость и прочность. Указанная характеристика зависит главным образом от содержания в стали углерода. Чем больше углерода, тем выше тетрагональность мартенсита и тем больше его твердость, но с увеличением закаливаемости стали растет и склонность к хрупкому разрушению. Если в компактных сталях на максимальную твердость влияет содержание углерода, то в порошковых сталях определенный вклад на снижение твердости вносит и пористость. [c.105] Высокопористые детали (с пористостью более 15 %) окисляются и обезуглероживаются очень быстро, вплоть до разрыхления и отслоения поверхностных слоев [62]. Поэтому спеченные детали необходимо нагревать в процессе термообработки в сухой защитной атмосфере. [c.105] В качестве защитной среды рекомендуется использовать водород, эндогаз, конвертированный газ, азот с добавками водорода или монооксида углерода, диссоциированный аммиак. Присутствие в защитной среде NH3 улучшает закаливаемость, увеличивает поверхностную твердость и глубину закаленного слоя (азот действует как легирующий элемент, в результате чего закалка становится более однородной). [c.105] Нагрев под закалку можно проводить в углеродсодержащих засыпках, в качестве которых применяют древесный уголь, графит с оксидом алюминия, отработанный карбюризатор. При термообработке порошковых стальных изделий возможно применение индукционного нагрева. Ввиду больших скоростей нагрева применение защитных сред при индукционном нагреве необязательно. [c.105] Для переохлаждения аустенита до температуры мартенситного превращения необходимо быстрое охлаждение в интервале температур, в котором аустенит менее всего устойчив (200-400 °С). Поэтому большое влияние на закаливаемость стали оказывает закалочная среда. После погружения изделия в закалочную среду вокруг него образуется паровая рубашка, которая затрудняет теплоотвод и затрудняет равномерное охлаждение изделий, остаточная пористость снижает теплопроводность спеченной стали. Следствием этого является появление закалочных трещин и неравномерное распределение внутренних напряжений. В качестве закалочных сред для порошковых сталей используют воду и масло. [c.106] Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь получает необходимый комплекс физико-механических свойств. [c.107] Физико-механические свойства стали зависят от температуры отпуска. В табл. 38 представлены режимы термической обработки порошковых сталей. Физико-механические свойства этих сталей после термообработки приведены в табл.39. [c.107] Примечание. Л.в. — легирующие включения в.л. — высоколегированные включения К — карбиды. [c.107] Примечание. Сталь получена холодным прессованием шихты при 780МПа, спеканием при 1095 °С, 1 ч допрессовкой при 780 МПа и повторным спеканием при 1095 °С, 1 ч 1 — спекание и охлаждение с печью от 1095 °С 2 — то же и закалка в масле с 866 °С, отпуск при 315 С 3 — то же и закалка в масле с 860 °С, отпуск при 705 °С 4 — то же и закалка в воде с 830 °С, отпуск при 315 °С. [c.109] Эксплуатационные свойства порошковых сталей могут быть улучшены не только объемным легированием с применением различных схем термической обработки, но и поверхностным легированием, в частности, химико-термической обработкой. Цементация - один из самых распространенных видов химико-термической обработки порошковых изделий на основе железа [66, 67]. [c.109] В ряде случаев применение термообработки в совокупности с другими видами обработки позволяет получать для ряда спеченных сталей даже более высокие прочностные и пластические свойства, чем у литых (табл. 40). [c.109] Спеченные конструционные материалы на основе железа являются одним из главных видов продукции порошковой металлургии. Свойства спеченных сталей так же, как и сталей, полученных традиционными методами, определяются составом, технологией получения и структурой. Причем для порошковых сталей структурными факторами являются не только фазовый состав, но и пористость и строение межчастичных контактов. [c.110] В зависимости от пористости спеченные конструкционные материалы подразделяются на четыре группы. Материалы, имеющие пористость от 25 до 16 %, относятся к первой группе. Их используют для изготовления малонагруженных деталей. [c.110] Для производства умеренно нагруженных деталей используют материалы второй группы, пористость которых изменяется в пределах от 15 до Ю %. Повышение прочности достигается путем введения легирующих металлов. Кроме того, изделия подвергают термической обработке(закалке и отпуску). [c.110] Средненагруженные детали, испытывающие в процессе эксплуатации воздействие значительных статических и умеренных динамических нагрузок, изготавливают из порошковых сталей, относящихся к третьей группе. Их пористость не должна превышать 9-2 %. [c.110] Тяжелонагруженные детали, работающие в условиях значительных статических, ударных и циклических нагрузок, получают из порошковых сталей четвертой группы плотности пористостью не более 2 %. Необходимый уровень свойств обеспечивается легированием хромом, молибденом, никелем, марганцем. Детали для работы в условиях значительных ударных или циклических нагрузок изготавливают только высокоэнергетическими методами формования предварительно спеченных заготовок, например, горячей штамповкой. [c.110] Вернуться к основной статье