Обработка термомеханическая обработки 557 - Упрочнение

Детали, подвергаемые термомеханической обработке, должны изготовляться в окончательной форме и размерах, поскольку после упрочнения стали механическая обработка невозможна. Изделия, упрочненные термомеханической обработкой, можно применять при температурах не выше 200—300° С, поскольку выше этих температур эффект упрочнения существенно снижается. При повышении температуры отпуска твердость снижается, а вязкость повышается. [c.132]

Упрочнение деформируемых алюминиевых сплавов, а также изменение физических, коррозионных, технологических свойств достигается с помощью различных методов нагартовкой, термической обработкой (закалкой, старением), закалкой из жидкого состояния, термомеханической обработкой, упрочнением нерастворимыми фазами, упрочнением нерастворимыми добавками типа САП (спеченного алюминиевого порошка) и созданием композиционных материалов с алюминиевой матрицей. [c.11]

Повышение коррозионно-усталостной выносливости материалов достигается созданием в поверхностном слое напряжений сжатия за счет обработки поверхности роликами, дробеструйной обработки, термомеханического упрочнения (ТМУ), нанесения металлических покрытий. ТМУ, сочетающее нагрев и силовое воздействие на поверхностный слой металла, наиболее эффективный метод повышения коррозионно-усталостной выносливости. При ТМУ через место контакта инструмента с обрабатываемой поверхностью детали пропускают ток большой силы и низкого напряжения, в результате чего происходят размягчение выступающих неровностей и деформация их под действием инструмента с последующей закалкой за счет быстрого охлаждения. Этот метод применяют для повышения коррозионно-усталостной выносливости резьб бурильных труб. Наилучшие результаты получены при силе тока 400—450 А и напряжении 3—4 В. На поверхности металла обнаруживается белый нетравящийся слой, отличающийся высокой термодинамической устойчивостью вследствие образования мелкоблочной и высокодисперсной структуры и имеющий более положительный потенциал, чем лежащий под ним металл. [c.113]

Так же, как и высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО) сталей (см. гл. III), данный способ упрочнения основывается на сохранении в материале такого структурного состояния, которое возникло при пластической деформации в области высоких температур. Однако, в отличие от ВТМО, данный способ не связан с обязательным фазовым превращением (например, мартенситным в случае закаливающихся сталей) и может быть осуществлен на материалах, не претерпевающих фазового перехода при охлаждении (аустенитные стали, некоторые жаропрочные сплавы, чистые металлы и др.). Применяемое в этом случае для сохранения полученного структурного состояния быстрое охлаждение от высоких температур (закалка) предназначается для предотвращения развития рекристаллизации в наклепанном материале через зарождение и рост новых зерен [70], а не для фиксации полученной дислокационной структуры в новой фазе. [c.44]

Рассматривая, однако, структурные изменения при ТМО, необходимо отметить, что в результате такой обработки, в отличие от МТО, наиболее существенно изменяется энергетический параметр п, характеризующий среднюю энергию, поглощаемую каждым единичным объемом при нагружении. Резкое повыщение статической прочности, вызванное возрастанием параметра п, вследствие роста интенсивности поглощения энергии сопровождается в то же время сильным увеличением степени искаженности решетки материала в упрочненном состоянии. Это усиливает метастабильность получаемого структурного состояния, вследствие чего эффект упрочнения оказывается неустойчивым при повышенных температурах и больших сроках службы стали. Поэтому ТМО целесообразно применять главным образом для повышения статической прочности при кратковременных нагрузках. Таким образом, относительное влияние каждого из энергетических параметров п и Уз на получаемое в результате термомеханического воздействия упрочненное состояние. металла оказывается различным, и это различие предопределяет поведение материала при дальнейшей службе. Структурно-энергетический подход позволяет (с помощью указанных параметров) дифференцированно оценивать факторы упрочнения с учетом конкретных условий эксплуатации металла. [c.86]

Многокомпонентные сплавы, в которые для получения дисперсного упрочнения введены элементы внедрения, обладают достаточно сложной структурой. Даже при одном и том же составе сплава за счет предшествующей термической и термомеханической обработки существенно изменяются структура и характер взаимодействия упрочняющей фазы и матрицы в процессе деформации, что отражается на уровне дисперсного упрочнения сплава. [c.71]

Многопроходная деформация является основным элементом многих видов термомеханической обработки (прокатки, ковки, волочения и др.). При этом количество проходов и степень деформации за проход связаны не только с технологическими ограничениями процесса передела слитка (или заготовки) в полуфабрикат заданного профиля, но и с задачей получения оптимального комплекса механических свойств в деформированном металле. Однако эта задача решается пока чисто эмпирически из-за недостаточной изученности закономерностей, определяющих формирование дислокационных структур в условиях наложения и многократного повторения процессов деформационного упрочнения и динамического возврата. Необходимость изучения этих закономерностей не требует особого доказательства, достаточно сказать, что большинство конструкционных металлов и сплавов используются в технике в деформированном состоянии, т. е. без конечной рекристаллизационной обработки. [c.181]

В современном машиностроении все более широко используются прогрессивные и высокоэффективные методы упрочнения деталей термомеханическая обработка, поверхностное пластическое деформирование и др. Одним из основных факторов повышения сопротивления усталости материалов в результате этих обработок является существенная задержка роста усталостных трещин. [c.5]

После холодного наклепа средняя плотность дислокаций не превышает 10 —10 си . Эффективным методом получения металла с равномерно распределенными внутренними дислокационными барьерами высокой плотности служит термомеханическая обработка. В настоящее время предпринимаются попытки рассчитать плотность дислокаций в сталях, упрочненных с помощью такой обработки. Эта плотность представляет собой сумму дислокаций на карбидных выделениях и дислокаций, возникающих в процессе фазовых превращений. Их плотность может достигать Ю з см 2. Определить критическую плотность дислокаций в стали после термомеханической обработки пока не удается. При достижении ее могут возникать трещины субмикроскопических размеров. Они не оказывают существенного влияния на предел прочности. [c.51]

Термомеханическая предыстория материала может, по-видимому, оказывать существенное влияние и на стойкость к водородному охрупчиванию других суперсплавов [38, 118, 279, 287]. В качестве примера на рис. 42 показано влияние термообработки на листовой сплав Рене 41 [279] при термическом наводороживании в течение 1000 ч при температуре 650°С и давлении 1 атм. Необходимо отметить отрицательный эффект старения, приводящего к образованию у, а также охлаждения в печи от температуры обработки на твердый раствор (вероятно, путем образования г] на границах зерен, о чем свидетельствует межкристаллитный характер водородного разрушения [279]). В другом исследовании был обнаружен небольшой положительный эффект высокоэнергетической штамповки сплава Инконель 718 перед старением по сравнению с обычным материалом, состаренным после термообработки на твердый раствор уменьшение относительного сужения в результате выдержки в водороде при давлении 69 МПа снизилось от 72% при обычном старении до 60% в материале, подвергнутом термомеханической обработке (ТМО). Таким образом, образование у или у" после ТМО ухудшает свойства исследованных сплавов практически в такой же степени, как и в отсутствие ТМО. По-видимому, для упрочнения и повышения стойкости к KP решающее значение имеет улучшение субструктуры сплава при старении, предшествующем ТМО [160, 289]. Не исключено, что более сложные процессы обработки, включающие ТМО, позволяют добиться улучшения свойств никелевых сплавов. [c.116]

Упрочнение конструкционных сталей термомеханической обработкой [c.316]

Сталь марки ЗОХГСНА может подвергаться термомеханической обработке, позволяющей получить значительное повышение прочности при небольшом снижении пластичности и ударной вязкости. Дополнительного упрочнения стали за счет превращения остаточного аустенита можно добиться, применяя обработку холодом. [c.395]

Стали и сплавы с интерметаллидным упрочнением имеют пониженные температуры растворения у -фазы (850—1100° С) и менее чувствительны к ее коагуляции при охлаждении. Поэтому в совмещении высокотемпературного нагрева с быстрым охлаждением для таких сталей и сплавов нет необходимости. В этом случае горячекатаный материал малых сечений можно использовать как материал, прошедший термомеханическую обработку, если прокатка его (или конец прокатки) проходила при температурах порядка 950—1000° С и достаточно больших степенях деформации (15-25%). [c.228]

Следует указать, что стабилизирующее влияние сильных карбидообразующих элементов позволяет повысить эффект упрочнения в результате высокотемпературной термомеханической обработки. [c.35]

В чи( е методов упрочнения пружинных сплавов несомненный интерес представляет высокотемпературная термомеханическая обработка [11,111]. [c.38]

В последние годы ведутся работы по совмещению этих двух способов упрочнения в один — термомеханическую обработку. [c.34]

Наиболее часто на производстве встречаются случаи, когда изменение конструкции из-за применения прогрессивных технологических процессов носит более узкий, частный характер. Тем не менее они могут дать весьма существенный эффект. В это направление, в первую очередь, следует включить практически все методы так называемой упрочняющей технологии термомеханическая обработка, виброгалтовка, обдувка дробью, обработка роликами, упрочнение взрывом, химикотермическая обработка поверхностных слоев, нанесение износостойких покрытий гальваническим путем, напылением, наплавкой и т. д. Применение указанных методов вызывает либо изменение химического состава детали или ее поверхностных слоев, либо изменение физико-механических свойств материала. Обычно эти изменения в той или иной мере регламентируются чертежом детали или ТУ. Перечисленные выше направления не охватывают, конечно, все стороны воздействия технологии на показатели надежности и долговечности изделий. Однако проведенный анализ, по-видимому, может быть полезным при оценке возможностей отдельных методов повышения качества продукции. [c.189]

В настоящей главе рассмотрены теоретические предпосылки, послужившие основой для разработки метода термомеханического упрочнения, и научные основы технологии эффективных способов термомеханической обработки сталей и сплавов. [c.33]

Для армирования железобетонных конструкций применяют углеродистую или низколегированную сталь (табл. 5) в виде гладких и периодического профиля стержней. Горячекатаные арматурные стали поставляют по ГОСТ 5781—82, а упрочненные термической и термомеханической обработкой — по ГОСТ 10884—81. [c.266]

В ряде случаев весьма эффективным способом упрочнения является термомеханическая обработка, сочетающая эффекты упрочнения как от собственно термической обработки, так и от пластической деформации. Для сплавов, имеющих полиморфные превращения (сталей в том числе), наиболее подходят высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО), низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО), патентирование. [c.494]

Упрочнение как повышение значений свойств детали основано на преднамеренном искажении кристаллической решетки металла в результате механического воздействия, термической или термомеханической обработки, легирования и др. Из всех современных теорий, объясняющих природу упрочнения, общепризнанной и наиболее достоверной является дислокационная. [c.553]

Эффект наследственности может быть использован практически. В работе Бернштейна [157] было показано, что упрочнение стали после термомеханической обработки можно в определенной степени сохранить даже после фазовой перекристаллизации. [c.327]

Разработка способов термомеханической обработки стали и сплавов ведется во многих лабораториях в Советском Союзе и за границей. По результатам лабораторных исследований опубликован значительный экспериментальный материал. Обзоры по основным методам упрочнения даны в работах [5, 17, 18] и др. В настоящей статье не освещены и оставлены для самостоятельного рассмотрения такие методы упрочнения, как деформация мартенсита, взрывная обработка, механико-термическая обработка [5], ТМО с полигонизацией, многократная ТМО (26], термомагнитная обработка, облучение, термомагнодинамика , армирование нитевидными кристаллами, легирование дисперсными частицами и др., на базе которых создаются перспективные прогрессивные способы получения высокопрочных сталей и сплавов. [c.64]

Вызванное необходимостью уменьшение содержания N1 существенно снижает склонность сталей к интерметаллидному старению. Поэтому было необходимо выяснить степень упрочнения сталей с различным содержанием Ni, Склонность сталей к упрочнению в результате интерметаллидного старения, приводящего к выделению у -фазы [237], определялась после термомеханической обработки (ТМО) с 30%- ым обжатием при 900-600°С, являющейся имитацией фазового наклепа. Старение сплавов осуществлялось также с целью выяснения возможности дестабилизации аустенита для проведения прямого мартенситного превращения у- а при обработке холодом, что позволяет выбирать составы стареющих нержавеющих сталей, способных к ухфочнению фазовым наклепом. [c.220]

Упрочнению ВТМО поддаются также обычные среднеуглеродисть1е стали, хотя эффект упрочнеш1я в этом случае получается меньшим. Так, высокотемпературная термомеханическая обработка повышает предел прочности стали 45 до 180 — 200 кгс/мм . [c.176]

Упрочнение лазерным и электронным лучами распространимо на низкоуглеродистые стали оно вызывает перекристаллизацию и эффект, аналогичный термомеханической обработке его применяют также для цветных сплавов и титана. [c.34]

Известно, что НТМО не приводит к заметному подавлению хрупкости стали [108], в то время как ВТМО позволяет резко ослабить проявление отпускной хрупкости в опасном интервале температур отпуска [16, 70, 88, 89] и повысить ударную вязкость при комнатной и низких температурах [16, 70, 77, 88, 89, 90, 92]. В связи с этим значительный интерес представляет комбинированное применение ВТМО и НТМО, причем ВТМО должна привести к подавлению охрупчивания стали при отпуске, а НТМО — резко поднять предел прочности и твердости стали. Совместное применение ВТМО и НТМО было исследовано В. Д. Садовским и др. [108]. Часть образцов стали 37ХНЗА подвергали упрочнению методом НТМО (нагрев до 1150 " подстуживание до БЗО деформация 60% ковкой закалка-f отпуск), другую часть упрочняли по обычному режиму ВТМО (нагрев до 1150° деформация 30% при 900° закалка-f отпуск), а третью партию подвергали комбинированной термомеханической обработке вначале образцы проходили ВТМО, а затем НТМО по указанным выше режимам. Результаты ударных испытаний стали, подвергнутой такой обработке, показали, что совмещение на одном и том же объекте процессов ВТМО и НТМО значительно повышает ударную вязкость в зоне развития обратимой хрупкости и одновременно увеличивает твердость стали. [c.74]

Макквин [275] предполагает, что показатель степени в модифицированном уравнении Холла — Петча (3.46) должен отличаться для субструктур, полученных при разных степенях деформации и разных режимах отжига [308]. Так, для сплавов на основе железа и алюминия в холоднодеформированном состоянии упрочнение изменялось пропорционально (см. уравнение (3.43)). В то же время для субструктур, формирующихся в указанных сплавах при отжигах с различными выдержками при одной и той же температуре, будет характерна и разная зависимость между плотностью дислокаций и диаметром ячейки, так как известно [275], что избыточные дислокации в стенках аннигилируют раньше, чем начинается рост ячеек. Следовательно, показатель степени, равный может наблюдаться для наклепанного материала, в котором прошел возврат [275, 308], что уже отмечалось выше. В этом плане, возможно, представляет интерес сравнить весь комплекс механических свойств субструктур в данном материале, имеющих один и тот же размер и полученных при различных режимах термомеханической обработки. Однако такие сведения в литературе отсутствуют. [c.132]

На данной установке исследовалась стойкость образцов из стали 65Г при повторно-контактном нагружении после высокотемпературной термомеханической обработки с диффузионным превращением аустенита (ВТМДО) [79] и после комбинированного упрочнения, включающего ВТМДО и последующее деформационное старение (обжатие 3%, старение при [c.49]

Л. И. Тушинский с сотрудниками в Новосибирском электротехническом институте усовершенствовал силоизмерительное и нагружающее устройства установки ИМАШ-5С-65 и выполнил на ней моделирование режимов высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) стали. Применение модернизированных систем существенно повысило точность измерения и позволило количественно определить степень упрочнения аустенита инструментальной стали 5ХВ2С при проведении ВТМО [50]. [c.132]

Успехи металловедения привели к созданию методов, сочетающих внутрифазовый наклеп и механическое упрочнение пластической деформацией. Эти методы, реализованные в большой гамме различных приемов термомеханической обработки позволяют получить стали с прочностью до 300 кгс/мм . Однако области применения этих сталей весьма ограничены, так как с повышением прочности резко возрастает чувствительность сталей и сплавов к концентраторам напряжений, существенно снижается коррозионная стойкость и особенно сопротивление коррозии под напряжением, что, естественно, уменьшает прочность и надежность деталей, изготовленных из таких материалов. [c.12]

Последовательность технологических операций при упрочнении конструкционных сталей по третьему способу, названному низкотемпературной термомеханической обработкой (НТМО), близка к первому. Она заключается в аустепитизацип при температуре 1000—1100° С, переохлаждении аустенита и деформации с обжатием 75—95% при температуре 400—600° С, закалке на мартенсит и низком отпуске (100—200° С). [c.316]

Для сталей с карбидным упрочнением (ЭИ388, ЭИ481) медленное охлаждение с температур горячей обработки давлением способствует частичному или полному выделению скоагулированных карбидов и понижению жаропрочности. В этом случае термомеханическая обработка состоит из совмещения горячей деформации с закалкой. [c.228]

Возможности рентгеноструктурного анализа машиностроительных материалов не исчерпываются методами, рассмотренными в справочнике. В настоящее время разработаны методы измерения остаточных напряжений и де-формвций, числа и распределения дислокаций, размеров, формы и преимущественной ориентировки кристаллов [I, 2, 8, 9]. Некоторые данные для их применения приведены в справочнике [3], Примеры применения рентгеноструктурного анализа для контроля существующих методов упрочнения машиностроительных материалов и разработки новых методов упрочнения термомеханической обработки, обработки лучами лазера и ударными волнами) приведены в работах [5, 7]. [c.4]

При разработке способов термомеханической обработки преимущественное внимание до сего времени уделяется деформации прокаткой. Значение ковки, прессования и некоторых других способов пластической деформации в этом отношении освещено слабо. В то же время, сведения о влиянии ковки, штамповки, прессования и т. п. на упрочнение стали при термомеханической обработке представляют большой интерес, так как эти операции широко применяются при изготовлении деталей машин, конструкций и других изделий. Эксперментальное исследование дает интересный и поучительный материал. [c.51]

П р о к о ш к и н Д. А., Р а х ш т а д т А. Г. и Супов А. В. Об устойчивости эффекта упрочнения при высокотемпературной термомеханической обработке. В сб. Новые методы повышения прочности конструкционной стали и сплавов . Материалы конференции, МДНТП, 1966. [c.65]

Существующие виды упрочнения про.мышленных никелевых сплавов (дисперсное твердение, карбидное упрочнение, сложное легирование и термомеханическая обработка) позволяют сохранять их работоспособность только до температур 1223-1323К. Поэтому важньш явилось создание МВКМ никеля, армированных волокнами и способных работать длительное время при более высоких температурах. Применяют следующие упрочниггели нитевидные кристаллы ( усы ), проволоки тугоплавких металлов, кера.мические и углеродные волокна. [c.116]

Упорядоченные сплавы с дальним порядком обычно имеют более высокую скорость деформационного упрочнения по сравнению с разупорядоченными или частично упорядоченными сплавами того же состава. Для сплавов со структурой сверхрешетки LI2 в результате упорядочения при температуре около 22 °С скорость деформационного упрочнения может возрасти вдвое, в то время как в сплавах с другой кристаллической структурой приращение скорости упрочнения будет меньше. Высокая скорость деформационного упрочнения, связанная с наличием дальнего порядка, позволяет путем холодной деформации или термомеханической обработки получать очень высокую прочность таких материалов, что на примере сплавов №зА1 + В показано на рис. 19.2 [4]. Износостойкость сплавов в результате быстрого деформационного упрочнения также должна улучшиться, что открывает возможности для замены кобальтовых сплавов, работающих в условиях трения и износа, на упорядоченные сплавы с дальним порядком. [c.291]

Уровень прочности промышленных суперсплавов формируется благодаря совместному действию различных механизмов упрочнения, которое обусловлено ролью элементов, присутствующих в твердом растворе, частиц и границ зерен. Иногда для дополнительного упрочнения пользуются термомеханической обработкой, обеспечивающей повышение плотности дислокаций и формирование дислока-пионной субструктуры. Для некоторых сплавов благоприятным оказывается также композитное упрочнение (примером служат суперсплавы, армированные проволокой, и направленно-закристаллизованные эвтектики). Обычно считают, что механизмы упрочнения действуют независимо друг от друга и аддитивно, хотя и сохраняется некоторая противоречивость по поводу путей их совместного использования. В рамках задач настоящей главы будем считать механизмы упрочнения практически независимыми друг от друга. Сначала рассмотрим низкотемпературное кратковременное упрочнение, а затем обсудим факторы, влияющие на характеристики ползучести. [c.84]

Известно, что термоциклирование легированных сталей в интервале температур, в котором происходит сдвиговое полиморфное превращение, приводит к накоплению дефектов атомно-кристаллического строения. Так, многократные мартенситные превращения используют для упрочнения мартенситно-стареющих сталей [187]. Основной вклад в упрочнение вносит прямое мартенситное превращение. Образующаяся при нагреве фаза у лишь наследует большую часть дефектов мартенсита. О наследовании дефектов при трансформации упаковок сообщалось в работах [124, 387], и на нем основаны некоторые виды термомеханической обработки [40]. Сохранение дефектов кристаллического строения становится возможным благодаря необратимости прямого и обратного мартенситных превращений. После нескольких термоцнклов в никелевой стали накапливаются дислокации, дефекты упаковки, двойники, субзеренные границы, вследствие чего она упрочняется так же, как и после холодной деформации с обжатием на 30—50% [50]. Аналогичные данные имеются и для марганцовистой стали [165]. [c.55]

Наследственное влияние наклепа отмечается и при термомеханической обработке (Бернштейн [157]). При исследовании монокристаллов аустеннта (Fe + 31% Ni), полученных зонной плавкой, было показано [184], что малоугловые границы и дислокационная структура, возникающие при термомеханической обработке, передаются мартенситу — основная причина упрочнения при ТМО. [c.212]

Более или менее выяснены условия термомеханической обработки стали для получения высокой прочности оь — 2,9 fHjM (300 кГ ммР ), 00,2 = 2,6 Гн/м (260 кГ мм ) при 6 = 5- - 10%. Рассмотрены различные механизмы упрочнения, как изменяется тонкая структура матрицы и как эти изменения передаются продуктам превращения аустенита, некоторые способы технологического осуществления процесса применительно к решению конкретных задач производства. [c.328]

Вместе с тем термомеханическая обработка благодаря чрезвычайно мелкой структуре мартенсита позволяет сильно повышать прочность и пластичность легированных сталей, содержащих достаточное количество углерода. Например, легированная сталь, содержащая 0,63% С 3%Сг 1,5% Ni 0,75% Мп 0,5% Мо 1,5% Si, после термомеханической обработки с отпуском при 100° С обнаружила предел прочности 325 кГ/мм (3185 Мн1м при удлинении 10%, а ее предел текучести возрастал при увеличении температуры отпуска и при 300° С достиг 280 кГ/мм (2750 Мн1м ), но удлинение снизилось до 4%. Полученные результаты не являются пределом, и возможно, еще большее упрочнение, например, nj)H дополнительном наложении магнитного поля можно получить оптимальную направленность (текстуру) в отношении механических свойств у блоков мартенсита. [c.320]

Современнь1е представления о фазовых превращениях в твердых телах базируются на концепции об определяющей роли дефектов кристаллического строения в протекании этих процессов. Интерес к этому вопросу особенно возрос в связи с внедрением в практику таких прогрессивных методов упрочнения материалов, как различные виды термомеханической обработки. В основу этих методов положено изменение тонкого строения [c.3]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...