ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Задачи и особенности термической и химикотермической обработки восстанавливаемых детаТермическая обработка в процессах восстановления деталей из "Восстановление деталей машин " Под термической обработкой металлов и сплавов понимают совокупность операций нагрева с заданной скоростью требуемой выдержки и последующего охлаждения с регламентируемой скоростью. В координатах температура - время график любого вида термической обработки может быть представлен так, как показано на рис. 4.5. [c.485] Целью термической обработки является получение необходимой структуры, а следовательно, и физико-механических или иных свойств металлов и сплавов. По степени воздействия на свойства металлов и сплавов термическая обработка значительно эффективней других воздействий, например механической обработки. [c.486] Процессы термической обработки принято подразделять на собственно термическую обработку, включающую только тепловое воздействие термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие с пластическим деформированием, и химико-термическую, подразумевающую тепловое воздействие с изменением химического состава поверхности металлов и сплавов. В свою очередь, собственно термическая обработка включает отжиг 1 рода (гомогенизационный, рекристаллизационный, для снятия внутренних напряжений, называемый иногда релаксационный), отжиг II рода, закалку с полиморфным превращением, отпуск, закалку без полиморфного превращения, старение. [c.486] Выбор температур нафева при любом виде термической обработки базируется на соответствующей диаграмме состояния. Так, например, для сталей - сплавов системы Ре-РсзС температуры приведены на рис. 4.6. [c.486] Отжиг I рода позволяет устранить неоднородность, возникшую в металлах и сплавах в процессе предшествующей обработки. [c.486] например, гомогенизационный (диффузионный) отжиг (см. рис. 4.6, а, 1) выравнивает и устраняет неоднородность химического состава (ликвации) отливок, слитков, наплавленного металла за счет протекания диффузионных процессов при высоких температурах. Чем сильнее неоднородность, тем более продолжительной должна быть выдержка при высокой температуре. Рекристаллизационный отжиг (см. рис. 4.6, а, 2), который включает нафев металла выше температуры его рекристаллизации (примерно до 0,5 от температуры его плавления), дает возможность устранить структурную неоднородность (текстуру) и упрочнение (наклеп), вызванные предшествующей холодной пластической деформацией, и повысить пластичность. [c.486] Отжиг I рода позволяет также избегать трещинообразования за счет значительного снижения внутренних остаточных напряжений, возникающих при охлаждении отливок, сварных соединений, наплавок (см. рис. 4.6, а, 3). [c.486] Различают следующие разновидности отжига II рода перекристал-лизационный полный или неполный (для заэвтектоидных сталей неполный отжиг называют сфероидизирующим отжигом на зернистый перлит), изотермический, нормализационный отжиг (нормализация), фафитизи-рующий. [c.486] В случае перекристаллизационного отжига металл нагревают выше температуры фазового перехода (т.е. выше температуры полиморфного превращения). В результате при последующем медленном охлаждении протекают фазовые превращения и образуется мелкозернистая равновесная структура с улучшенными свойствами. [c.488] Изотермический отжиг часто заменяет для легированных и высокоуглеродистых сталей полный отжиг, он требует меньше времени. [c.488] Для сокращения продолжительности термической обработки стали часто охлаждают не с печью, а на спокойном воздухе - нормализация (см. рис. 4.6, а, 7). Нормализацией, например, исправляют структуру перегретой стали сварных конструкций. [c.488] Графитизирующий отжиг, применяемый и для сталей, и для чугу-нов, позволяет благодаря распаду при высоких температурах карбидной составляющей (цементита) получать свободный углерод в виде фафита. Это повышает износостойкость материала, снижает коэффициент трения. Такая обработка широко распространена, например, для получения из белых ковких чугунов с хлопьевидной формой графита, а также получения графитизируемых сталей. [c.488] Сильного упрочнения и снижения пластичности сплавов, подвергаемых закалке без полиморфного превращения, не наблюдается. [c.489] В последующем такая неравновесная система при комнатных температурах стремится к равновесию и выделению избыточной фазы (естественное старение, см. рис. 4.6, б, 4). Некоторый подогрев закаленного сплава значительно ускоряет этот процесс (искусственное старение, см. рис. 4.6, б, 5). Закалка и частичное старение обеспечивают повышение твердости, прочности, изменение других свойств. Полное старение приводит сплав к двухфазному равновесному состоянию и, следовательно, исходным свойствам. [c.489] В случае закалки с полиморфным превращением аналогично старению при нагреве (отпуске) закаленный сплав стремится к равновесному состоянию, что позволяет понизить напряжения и твердость, повысить пластичность. Отпуск включает нагрев закаленного сплава до температур не выше критических, выдержку и охлаждение с заданной скоростью. Различают низкий отпуск (150...200 °С см. рис. 4.6, б, (5), средний (300...400 С, см. рис. 4.6, б, 7) и высокий отпуск ( 500...600 С, см. рис. 4.6,.6, S) стали. [c.489] В зависимости от характера охлаждения при закалке различают следующие ее виды, представленные на рис. 4.7 с наложением на диафамму распада переохлажденного аустенита в одной среде (непрерывная), в двух средах, ступенчатую, изотермическую, с самоотпуском. [c.490] Непрерывная закалка ведется со скоростью выше критической в одном охладителе (см. рис. 4.7, /). С целью уменьшения остающихся в детали после закалки напряжений перед началом мартенситного превращения закаливаемую деталь перебрасывают в другую среду, имеющую меньшую скорость охлаждения (закалка в двух средах, см. рис. 4.7, 2), например из воды в масло. Это обеспечивает меньшие внутренние напряжения после закалки. Взамен такой закалки для мелких деталей часто реализуют ступенчатую закалку (см. рис. 4.7, 3) с охлаждением и выдержкой деталей в расплаве солей, имеющих температуру на 20..,40 С выше точки начала мартенситного превращения, и последующим охлаждением в масле или на воздухе. [c.490] При изотермической закалке (см. рис. 4.7, 4) выдержку осуществляют до полного распада аустенита в среде с температурой, обеспечивающей получение требуемой структуры, например троостита, и, следовательно, требуемых свойств. [c.490] В ряде случаев, когда нужны твердая поверхность и способность воспринимать ударные нафузки, выполняют закалку с самоотпуском. [c.490] При этом, не дожидаясь при закалке полного охлаждения, извлекают деталь из закалочной среды. Оставшееся внутри детали тепло обеспечивает самоотпуск закаленной поверхности, после чего следует окончательное охлаждение. [c.490] Вернуться к основной статье