ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы термической обработки из "Технология металлов и конструкционные материалы " Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения металлических сплавов в твердом состоянии для изменения их структуры и обеспечения необходимых физических и механических свойств. [c.79] Термической обработке подвергаются заготовки (литье, поковки) для понижения их твердости и улучшения обработки, а также готовые детали и инструменты, чтобы в результате термической обработки они получили нужные для них свойства. При помощи термической обработки свойства сплавов можно изменить в самых широких пределах. Так, например, исходную твердость сталей, равную Нб =150—200, можно путем закалки повысить ао НБ =600—650. Кроме того, благодаря термической обработке, могут быть резко повышены удлинение(8 ), ударная вязкость(а )и предел прочности (а ). Возможность значительного повышения механических свойств металлов при помощи термической обработки позволяет увеличить допускаемые напряжения, уменьшить размеры и вес детали при сохранении или даже при повышении их прочности, эксплуатационной надежности и стойкости. [c.80] Основные виды термической обработки стали I. Рекристаллизационный отжиг —это нагрев сплава ниже температуры фазовых превращений применяется он для устранения наклепа, полученного в результате холодной деформации, и повышения пластичности. [c.80] Любой вид термической обработки стали состоит из операции нагрева до определенной температуры, выдержки при ней (для прогрева) и последующего охлаждения. [c.80] Для того чтобы установить правильно режим термической обработки, необходимо ясно представить, что происходит при нагреве стали до критических точек и последующем охлаждении ее с различной скоростью. [c.80] При нагреве и охлаждении в железоуглеродистых сплавах происходят фазовые превращения при определенных температурах, называемых критическими точками их принято обозначать буквой А (остановка). Так как температуры превращения при нагреве и охлаждении не совпадают, то критические точки принято обозначать с индексами с (нагрев) и г (охлаждение) порядок их расположения обозначен цифрами 1,2.и т. д. (табл. 5). [c.80] Эвтектоидная сталь со структурой перлита при переходе через критическую точку Ас, (723°С) претерпевает эвтектоидное превращение и выше точки S имеет структуру аустенита. [c.81] В заэвтектоидных сталях при А (723°С) перлит превращается в аустенит, который при дальнейшем нагревании растворяет вторичный цементит, поэтому выше А стали имеют однофазную структуру аустенита. [c.81] Таким образом, нагревание любой стали выше линии GS приводит к превращению ее в аустенитное состояние. [c.81] От наследственного зерна нужно отличать действительное, размер которого в стали получается в результате той или иной термической обработки. Механические свойства стали зависят главным образом от действительного зерна. Величина зерна определяется сравнением микроструктуры стали (при увеличении в 100 раз) со стандартными размерами зерен, принятыми ГОСТ 5639—51 цифры 1, 2, 3.8 означают номер зерна. Зерна с номерами до 4 считаются крупными, а выше 5 — мелкими. [c.82] Превращения аустенита при непрерывном охлаждении. Аустенит устойчив только при температурах выше линий GSE (см. рис. 42). При охлаждении ниже указанной линии начинается его превращение, причем характер превращения аустенита зависит от степени его переохлаждения. [c.82] При медленном охлаждении стали с температур выше А с, происходит эвтектоидное превращение аустенита с образованием смеси феррита и цементита (перлита) вследствие превращения -(-железа в а-железо, при этом из аустенита выделяется углерод в виде цементита. Аустенит превращается в перлит диффузионно углерод, выделяясь из аустенита, образует зародыши цементитовых включений. Количество зародышей и скорость их роста определяют степенью переохлаждения при малой степени переохлаждения аустенит превращается в смесь крупных частиц феррита и цементита, т. к. число образовавшихся центров мало, и они успевают вырасти. При повышенной степени переохлаждения, вследствие возникновения большого числа центров и малой длительности их роста, можно получить более тонкую смесь феррита с цементитом — перлит. В результате этого твердость и прочность стали возрастают, а показатели пластичности снижаются. [c.82] Критическая скорость закалки в углеродистых сталях колеблется в пределах от 150 до 300°/сек и имеет большое значение в практике термической обработки стали. [c.84] Таким образом, аустенит при охлаждениях со скоростью ниже критической диффузионно превращается в феррито-цементитовую смесь различной дисперсности — перлит, сорбит и троостит при охлаждении со скоростью не ниже критической аустенит бездиффузионно превращается в мартенсит. [c.84] Изотермическое превращение а у ст е н и та. Указанные выше превращения аустенита можно получить не только при непрерывном охлаждении с определенной скоростью, но и при постоянной температуре — изотермически. Аустенит быстро охлаждают в соляных ваннах до заданной (нужной) температуры (700°, 600°, 500°, 400°, 300°С) и выдерживают при ней в течение времени, необходимого для окончательного его превращения в перлит, сорбит или троостит. [c.86] На рис. 49 приведена диаграмма изотермического превращения эвтектоидной углеродистой стали. Диаграмма построена в координатах время—температура. Диаграмма сверху ограничена штрих-линией Ль снизу — штрих-линией М (температура начала мартенситного превращения). [c.86] Ниже температуры мартенситной точки М аустенит превращается в мартенсит. [c.86] Выше температуры Л) аустенит устойчив между точками Л] и М имеются три участка. Слева находится участок от начала координат до кривой начала превращения он представляет переохлажденный аустенит (инкубационный период) в этот период переохлажденный аустенит не претерпевает превращения— распада. [c.86] Из диаграммы видно, что длительность инкубационного периода (устойчивость аустенита) с увеличением степени переохлаждения сначала уменьшается, достигая минимума (выступ кривой начала превращения) около 550°С. При дальнейшем понижении температуры превращения, вплоть до мартенситной точки М, устойчивость аустенита (время до начала распада) непрерывно возрастает. Таким образом, переохлажденный аустенит углеродистой стали обладает наименьшей устойчивостью при температуре около 55(РС. Участок между кривыми начала и конца превращения соответствует начавшемуся и продолжающемуся превращению аустенита участок правее кривой конца превращения соответствует закончившемуся превращению. [c.86] В доэвтектоидных сталях диаграмма изотермического превращения несколько осложняется появлением кривой выделения из аустенита феррита, а в заэвтектоидных — кривой выделения карбида, располагающейся впереди верхней части кривой начала превращения. [c.86] Вернуться к основной статье