ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Практическое применение диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов из "Технология металлов и других конструкционных материалов " Диаграмму состояния сплавов системы железо-цементит применяют для определения режима термической обработки сплава, температуры нагрева металла под ковку и температурного предела ковки, а также температуры плавления, что необходимо для назначения режима заливки жидкого сплава в формы. [c.20] Термическую обработку производят путем нагрева металлических сплавов до определенных температур, выдержки при этих температурах и последующего быстрого или медленного охлаждения с целью изменения механических свойств в желаемом направлении. [c.20] Термическая обработка железоуглеродистых сплавов имеет ряд разновидностей, основанных на том, что неустойчивая при низких температурах структура аустенита в зависимости от скорости охлаждения сплава превращается в структуры, обладающие различными свойствами. Продуктами распада аустенита являются мартенсит, троостит, сорбит и перлит. [c.20] Мартенсит — продукт закалки аустенита и его превращения в феррит без выделения углерода из раствора. Поэтому мартенсит — это сильно пересыщенное углеродом а-железо с искаженной кристаллической решеткой. Это обусловливает его высокую твердость (НВ600 -т- 700) и прочность, повышенную хрупкость и наличие внутренних напряжений. Эта структура образуется при больших скоростях охлаждения — закалки (180- -200 град сектя углеродистой стали). Мартенсит по своей природе неустойчив и при нагреве до температуры свыше 70° С стремится перейти в другие структуры. [c.20] Т роостит является механической смесью феррита и цементита очень высокой степени дисперсности. Твердость троостита НВ 3504-500. Эта структура образуется при скорости закалки углеродистой стали около 80 град/сек. Игольчатый троостит иногда называют бейнитом. [c.20] Сорбит — это более грубая механическая смесь зерен феррита и цементита, однако достаточно дисперсная. Ее с трудом различают под обычным микроскопом. Твердость сорбита ЯБ250-г-350. Эта структура образуется при скоростях закалки углеродистой стали менее 50 град сек. По сравнению с трооститом сорбит имеет более высокую вязкость, а по сравнению с перлитом — большую твердость. [c.20] Перлит представляет собой бо ее или менее грубую механическую смесь феррита и цементита. Перлит образуется при малых скоростях охлаждения стали, нагретой до аустенитного состояния. [c.20] Троостит, сорбит и перлит можно получить путем отпуска мартенсита. В этом случае они имеют отличные, часто более высокие механические свойства, чем при охлаждении аустенита с разными скоростями. [c.20] Таким образом, путем изменения режима термической обработки можно получать различные физико-механические свойства и структуры стали. К операциям термической обработки относят отжиг, нормализацию, закалку и отпуск. [c.21] Отжиг снижает твердость и повышает вязкость стали, улучшает ее обрабатываемость, снимает внутренние напряжения, а также устраняет структурную неоднородность и стабилизирует физические свойства. [c.21] Нормализация отличается от отжига повышенной скоростью охлаждения (на спокойном или движущемся воздухе). Нормализацию применяют для размельчения зерна металла и повышения его прочности. [c.21] Закалкой называется нагрев стали выше критической точки Ад (рис. 7,а) с последующим быстрым охлаждением в воде, масле или других охлаждающих средах. Обычно цель закалки — получение мартенситной структуры, подвергаемой затем отпуску. [c.21] Неполная закалка происходит в случае, если доэвтектоидная сталь была нагрета до температуры, лежащей выше точки Ах, но ниже точки Лд. Феррит, содержащийся в такой стали наряду с аустенитом, закалки естественно не принимает. Заэвтектоидные стали закаливают с температур выше А , ко ниже так как целесообразно растворять при нагреве ТЕердые включения вторичного цементита. [c.22] При отпуске сталь нагревают до температуры ниже А1, выдерживают при этой температуре и медленно охлаждают вместе с печью. Низкий отпуск (175—250° С) служит для повышения вязкости стали при сохранении высокого предела прочности и твердости, уменьшения внутренних напряжений и получения более устойчивых структур. Высокий отпуск (до 700° С) применяют для повышения пластичности и обрабатываемости стали, а также для снижения прочности и твердости. [c.22] горячую штамповку и прокатку стали производят при сравнительно высоких температурах. Сталь нагревают до температуры на 100—150° С ниже линии солидуса (см. рис. 7,6). [c.22] Окончание обработки стали давлением должно происходить при температурах, близких к Л3 для доэвтектоидной стали. Окончание процесса при слишком низких температурах ведет к строчечности структуры стали, к снижению ее пластичности. Окончание процесса при слишком высоких температурах ведет к росту зерна стали (перегрев) и повышению ее хрупкости. Перегрев можно исправить термической обработкой (отжигом, нормализацией). [c.22] При нагреве стали до температуры, близкой к линии солидуса АЕ (см. рис. 6), происходит окисление металла вдоль границ зерен, в результате чего связь между последними нарушается и механическая прочность катастрофически падает. Такое явление называют пережсгом, причем его нельзя исправить какой-либо последующей термической обработкой. [c.22] От количества производимых металлов и сплавов зависит развитие всего народного хозяйства страны и в первую очередь машиностроения. [c.23] Подавляющее большинство деталей машин и механизмов, промышленных сооружений изготовляют из чугуна и стали. Чугун и сталь составляют 94—96% от суммы всех производимых в мире металлов. В настоящее время СССР по производству чугуна и стали занимает первое место в Европе и второе место в мире. В 1968 г. в нашей стране было получено 78,8 млн. т чугуна и 107,0 млн. т стали. Это по количеству больше чем производство чугуна и стали в Англии, Франции, ФРГ вместе взятых. [c.23] Расширение производства металлов и сплавов имеет особенно важное значение в период построения экономики коммунистического общества. По пятилетнему плану развития народного хозяйства на 1970 г. намечено увеличение производства чугуна (до 94— 97 млн. т) и стали (до124—129 млн. т). Одновременно предусмотрено увеличение производства важнейших цветных металлов алюминия (в 1,9—2,1 раза), меди и цинка (в 1,6—1,7 раза), титана, магния, никеля, свинца, олова и др. В машиностроении эти металлы необходимы для получения сплавов с особыми свойствами, которые применяют при изготовлении целого ряда деталей машин и приборов. [c.23] Вернуться к основной статье