Деформационно-термическая обработка стали

ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ [c.457]

Деформационно-термическая обработка заключается в сочетании деформационного и термического воздействий с целью изменения структуры и свойств материала. Деформационно-термическая обработка стали подразделяется на термомеханическую (ТМО) и механико-термическую (МТО). [c.457]

Термомеханическая обработка - деформационно-термическая обработка стали, заключающаяся в нагреве стали до температуры выше Аа, выдержке, пластической деформации аустенита и последующем его превращении с целью получения особой мартенситной структуры. Может проводиться после закалки, но до искусственного старения. [c.457]

Деформационное упрочнение 152 Деформационно-термическая обработка стали 457 Деформация 139-140 [c.723]

МЕХАНИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (стали) — процесс деформационно-термической обработки, заключающийся в пластической деформации стали при температуре выше или ниже порога рекристаллизации и последующем отпуске или старении с целью изменения полигональной структуры. [c.79]

Решение этой задачи возможно путем использования термической обработки (ТО) или деформационного воздействия на сварное соединение. Проблема обработки сварных соединений из углеродистых и низколегированных сталей представлена в большом количестве научных исследований, а их результаты нашли применение на практике. Однако известные методы ТО ввиду продолжительности и энергоемкости не всегда являются эффективными, при этом не гарантируются устранение структурной неоднородности и достижение равнопрочности сварного соединения и основного металла. [c.3]

Канатная, пружинная и инструментальная проволока производится из средне- и высокоуглеродистых сталей (0,5—1,2% С). Повышенное содержание углерода позволяет в результате деформационного упрочнения получать высокий предел прочности (до 30 МПа и более) без заключительной термической обработки. Особенностью производства проволоки из средне- и высокоуглеродистых сталей является заключительная регламентированная термическая обработка — закалка и отпуск для проволоки со специальными свойствами (65Г). Технологическая схема производства проволоки из легированных сталей также отличается операциями термической обработки и некоторыми операциями по обеспечению качества поверхности проволоки. Например, при изготовлении проволоки из инструментальной стали PI8 катанку подвергают отжигу для снижения прочностных характеристик и повышения пластичности. Поверхность готовой проволоки подвергают шлифовке или полировке. [c.340]

Чтобы предотвратить образование малопластичных и хрупких структур при сварке среднеуглеродистых сталей, следует замедлять охлаждение металла, а в случае необходимости предварительно подогревать изделие. В ряде случаев для обеспечения высокой деформационной способности сварного соединения и его равнопрочности с основным металлом после сварки назначается последующая термическая обработка (закалка с отпуском, нормализация). [c.365]

Отличительной особенностью многих современных высокожаропрочных аустенитных сталей и сплавов является пониженная деформационная способность и относительно низкая пластичность в широком интервале температур. Сочетание высокой прочности и низкой пластичности у жаропрочных аустенитных сталей и сплавов появляется, как известно, после соответствующей термической обработки — аустенитизации (закалки) и последующего старения. Известно, что эффект старения получается наибольшим, если аустенитизацию проводят так, чтобы в максимальной степени гомогенизировать 7-твердый раствор. Аустенитизация, естественно, приводит к смягчению твердого раствора, повышению его пластических свойств. [c.296]

К механическим свойствам пружинных сталей предъявляют те же требования, что и к механическим свойствам конструкционных сталей — высокие прочность и сопротивление разрушению. Кроме того, они должны обладать сопротивлением малым остаточным деформациям в условиях кратковременного и длительного нагружения, которое характеризуется в первом случае пределом упругости, а во втором — релаксационной стойкостью. Эти последние свойства зависят от состава и структуры стали, а также от воздействия внешней среды — температуры, коррозионной активности и др. При выборе состава пружинных сталей и режимов их упрочняющей обработки (деформационной, термической и термомеханической) основное внимание уделяют получению максимального сопротивления малым пластическим деформациям [c.104]

Рис. 1.286. Влияние холодной деформации и старения на а. . сталь 1—высокая степень чистоты, сталь 2 — низкая степень чистоты. Исходное состояние — нормализация / — снижение ударной вязкости из-за сегрегаций углерода, фосфора, серы, кислорода и азота сегрегации возникли в процессе изготовления стали и термической обработки и — снижение ударной вязкости из-за холодной деформации степень падения зависит от схемы деформации и степени деформации 111— падение ударной вязкости иэ-за деформационного старения (за счет углерода и азота) зависит от степени деформации и условий старения

Другой интенсивно развивающийся в последние годы метод термической обработки строительных сталей — закалка холоднокатаных листов, используемых главным образом в автомобилестроении, на двухфазное состояние. Обработка проводится с отдельного нагрева в межкритическую феррито-аустенитную область, затем следует резкое охлаждение для получения так называемой дуальной структуры, представляющей собой ферритную матрицу с островками малоуглеродистого мартенсита (обычно в тройных стыках зерен). Стали с такой структурой имеют низкое отношение предела текучести к пределу прочности, что определяет хорошую штампуемость (важно для автомобилестроения), а после штамповки — высокую прочность благодаря деформационному упрочнению феррита и наличию мартенситных участков. Создание дуальной структуры после этой обработки при сохранении высокого уровня пластичности и вязкости позволяет уменьшить толщину листов, что уже дало значительную экономию металла в автомобильной промышленности некоторых стран, например США. [c.10]

Охрупчивание вследствие потери пластичности или вязкости, или и того и другого, материалом, обычно металлом или сплавом. Много форм хрупкости могут вести к хрупкому разрушению. Много форм могут встречаться при термической обработке или использования при высокой температуре (термическая хрупкость). Некоторые из видов хрупкости, которые действуют на сталь, — это синеломкость, 475 °С (885 °F), хрупкость, хрупкость старения, сигма-фазовая хрупкость, хрупкость деформационного старения, хрупкость при закалке, хрупкость закаленного мартенсита. Кроме того, сталь и другие металлы могут охрупчиваться под воздействием окружающей среды. Формы такой хрупкости включают кислотную хрупкость, щелочную хрупкость, охрупчивание при ползучести, коррозионную хрупкость, водородную хруп- [c.949]

Освещены особенности деформационного старения стали и термически упрочненного проката различного назначения, которое во многих случаях предопределяет качество и надежность указанных материалов в эксплуатации. В настоящее время деформационное старение используется как метод упрочняющей механико-термической обработки для повышения Комплекса механических свойств. В книге обобщен имеющийся материал по старению, а также приведены новейшие достижения в этой области. [c.2]

Следует отметить, что изменение механических свойств при деформационном старении низкоуглеродистой стали не всегда является отрицательным. В определенных условиях возможно положительное использование эффекта упрочнения при этом процессе для повышения общего уровня прочности [92], усталостной прочности [92—94], сопротивления ползучести [9 , с. 12], жесткости, продольной устойчивости некоторых изделий, например гнутых профилей тонкого сечения [92] и тому подобных. С этой точки зрения деформационное старение можно рассматривать как один из видов термомеханической (механико-термической) [96] обработки. [c.47]

Уравнения (27)- (28) получены для различных по химическому составу, способу выплавки и термической обработке низкоуглеродистых сталей, подвергнутых различным режимам деформации и деформационного старения, и подтверждают надежную связь между падением ударной вязкости, определяемой при комнатной температуре, и упрочнением под совместным влиянием наклепа и старения. При этом относительное падение Он заметнее, чем относительный рост От и НВ. [c.74]

Анализ данных, приведенных в табл. 4, подтверждает, что уменьшение р после деформации и старения ниже исходного уровня связано с процессом деформационного старения, так как интенсивность этого уменьшения тем больше, чем выше склонность данной стали к старению, определяемая способом выплавки и предварительной термической обработкой (эффективной концентрацией +N). Например, если для стали 20Х соответствующее [c.88]

Влияние условий термической обработки на деформационное старение было исследовано в ряде работ, количество которых, однако, меньше, чем работ, например, по влиянию состава или изучению кинетики старения. По-видимому, можно считать, что до сих пор еще отсутствует полная и четкая систематизация многочисленных данных о влиянии термической обработки низкоуглеродистой стали на ее склонность к деформационному старению. [c.101]

При определении склонности термически упрочненной стали к деформационному старению необходимо учитывать, что обработка по ГОСТ 7268—67, как правило, не дает для таких сталей максимального охрупчивания [119, с. 131]. [c.116]

Выбор в качестве легирующего элемента никеля обусловливался тем, что никель и кобальт уменьшают энергию взаимодействия атомов внедрения с дислокациями [376—378], а это должно каким-то образом влиять на процесс деформационного старения. Хром (карбидообразующий элемент), находясь в карбиде, усиливает связь углерода в карбиде и тем самым должен осложнять процесс перехода атомов углерода от карбидов к дислокациям. Легирование хромом до 3% стали с 0,6% С не приводит к образованию специальных карбидов, т. е. хром в данном случае входит в состав цементита. Слитки после гомогенизирующего отжига при 1200° С в течение 20 ч проковывали в прутки диаметром 12 мм, которые подвергали различной термической обработке. Для получения в исследуемых сталях пластинчатого цементита отжиг проводили при 1000° С с последующим охлаждением с печью, а для получения глобулярного цементита проводили закалку с последующим отпуском при 650° С в течение 5 ч. [c.178]

ХЕР изменения структуры и, следовательно, свойств. Изменение структуры чаще всего 1Л0 обусловливается перекристаллизацией, вызванной полиморфными превращениями. Основные виды Т. о. с.,при которых происходит перекристаллизация отжиг, нормализация, закалка. Сталь, находящаяся в неравновесном состоянии, связанном с искажениями в кристаллической решетке либо с образованием такой кристаллической структуры, которая не свойственна ей при данной температуре, подвергают Т. о., не вызывающей перекристаллизации отдыху, рекристаллиаационному отжигу и т. п. Кроме собственно Т.о. с. используются такн е особые ее виды, сочетающие СЯ с химическим, деформационным или иными воздействиями (см. Химико-термическая обработка. Деформационно-термическая обработка). [c.160]

Механико-термическая обработка - деформационно-термическая обработка, заключающаяся в пластической деформации материала при температуре выше или ниже температуры начала рекристаллизации и последующем старении (для стали с целью получения полигональной структуры). Механико-термическая обработка стали подразделяется на высокотемпературную, дорекристал-лизационную и низкотемпературную. [c.459]

В учебнике представлены различные виды термической обработки стали. Большое внимание уделено отжигу и нормализации — преобладающим процессам на металлургических заводах для облегчения дальнейшего металлургического передела (например, при производстве калиброванной стали) или подготовке металла для механической или деформационной обработки на машиностроительных заводах термической обработке с прокатного нагрева сортового проката рассмотрены режимы противофлокенной обработки. [c.5]

В связи с этим оценка склонности реакторных сталей к хрупкому разрушению по результатам испытаний стандартных образцов на ударную вязкость принималась необходимой, но недостаточной для предотвращения опасности хрупкого разрушения. В конце 50-х-начале 60-х годов в СССР, США и Англии были проведены испыгания крупногабаритных образцов толщиной от 50 до 250 мм и шириной от 200 до 1200 мм [2, 7, 14, 16]. Эти образцы имели острые надрезы типа дефектов и трещин, сварные швы часть образцов подвергалась предварительному деформационному старению. Для испытаний таких образцов были использованы уникальные установки с предельными усилиями от 1500 до 8000 тс (15-80 МН), По результатам проведенных испьпаний была определена область критических состояний, характеризуемых резким уменьшением прочности и пластичности реакторных сталей как для стадаи возникновения, так и для стадии развития хрупких трещин. В последнем случае при температурах ниже критических разрушающие напряжения оказывались весьма низкими (0,05-0,15 от предела текучести). При наличии высоких остаточных напряжений от сварки разрушения крупногабаритных образцов с дефектами также происходили при низких номинальных напряжениях от нагрузки. Этими оп<,пными данными была обоснована необходимость расчета прочности атомных реакторов [5] по критическим температурам хрупкости и разрушающим напряжениям кр хрупких состояниях с введением запасов [ДГ] и кр соответственно, а также важность проведения термической обработки для снятия остаточных напряжений. [c.39]

Для получения этих свойств стали должны содержать более 0,5 % С и быть подвергнуты термической обработке — закалке и отпуску или деформационному упрочнению после патентиро-вания (см. с. 197). [c.286]

Можно выделить три возможных по времени э гаг1а разру1нения высокотемпературных конструкций (схема 1). Первый из них связан с испытанием изделия перед пуском в эксплуатацию. Подобного вида разрушения имеют место, например, при гидравлическом испытании сварных барабанов котлов, корпусов арматуры из низколегированных конструкционных и теплоустойчивых перлитных сталей, а также сталей ферритного и феррито-аустенитного классов. Причиной их является обычно заметное повышение переходной температуры хрупкости отдельных зон сварного соединения в сочетании с резким концентратором напряжений в последних. Такими зонами могут явиться зона деформационного старения в сварных соединениях малоуглеродистых и низколегированных сталей и околошовная зона в соединениях низколегированных сталей повышенной прочности и ферритных сталей. Развитию хрупкости этих зон в ряде случаев может способствовать некачественно проведенная термическая обработка изделия после сварки. [c.71]

По воздействию на свойства материала конструкции операции термической обработки могут быть разбиты па два вида. К первому из них относятся операции, отпуска при температурах 550— 750 С узлов из сталей перлитного, бейнитного и мартенситного классов-и стабилизации при температурах 750—900° С узлов из аустенитных сталей. Основным их назначением применительно к сварным конструкциям является снятие сварочных напряжений, устранение подкалки шва и зоны термического влияния, а также эффекта деформационного старения для сталей первой группы и снятия сварочных напряжений и етабилпза7ши структуры для второй. Явлений перекристаллизации, а также залечивания возникших при сварке зародышевых дефектов в условиях отпуска или стабилизации не происходит. [c.82]

Весьма перспективно использование регламентированной деформации для создания полигонизованной структуры применительно к коррозионностойким нержавеющим аустенитным сталям (типа Х18Н10Т). На Никопольском южно-трубном заводе при прокатке труб из стали 12Х18Н12Т по температурно-деформационным режимам, специально разработанным совместно с Московским институтом стали и сплавов, было достигнуто (в связи с созданием развитой полигонизованной субструктуры и мелкого зерна) повышение предела текучести на 70 %. Поскольку однородность структуры достигается непосредственно при регламентированной прокатке по разработанным режимам, отпадает необходимость в последующей термической обработке, к тому же нежелательной, так как она приводит к падению прочности. [c.13]

Графитизированные стали обладают хорошими литейными свойствами, характеризуются высокой жидкотекучестью, небольшой линейной усадкой и малой склонностью к образованию горячих и холодных треш ин. Стали обладают хорошими деформационными свойствами, поэтому их используют как в литом, так и в деформированном состоянии. Термическая обработка графитизированных сталей состоит из графитизи-рующего отжига, который обычно проводится в [c.361]

Поскольку значительное снижение пластичности низкоуглеродистой стали вызывается деформационным старением, для деталей особо сложной вытяжки необходима термическая обработка, сочетающая гомогенизацию с обезуглероживанием и деазотированием в специальных атмосферах. Обезуглероживание можно проводить в эндотермической атмосфере или в атмосфере влажного, частично диссоциированного аммиака точка росы в обоих случаях должна быть в интервале +30-7-+70° с. [c.199]

По методам ИМЕТ-1 [2] тонкие или стандартные стержневые образцы нагревают в специальной машине током и охлаждают в соответствии с заданными термическими циклами. В процессе нагрева или охлаждения образцы могут быть подвергнуты либо деформации, либо разрыву при заданной мгновенной температуре или в заданном интервале температур (в зависимости от скорости деформации), а также могут быть резко охлаждены в воде, чтобы было зафиксировано структурное состояние. Это позволяет исследовать кинетику изменения механических свойств и структуры металла в различных участках зоны термического влияния в процессе сварки и термической обработки, а также программировать и осуществлять сложные температур-ио-деформационные воздействия при термомеханической обработке стали (методом растял-сения). С помощью этой машины молено определять и конечные изменения структуры и свойств после полного охлаждения образцов до комнатной температуры. [c.84]

При выборе комплекса легирующих элементов и режима термической обработки котельной стали стремятся получить не только высокую жаропрочность, но и хорошую деформационную способность, достаточную для обеспечения высокой конструкционной прочности при наличии резких переходов сечения, гибов, сварных соединений и других концентраторов напряжения. [c.69]

На паропроводах свежего пара ряда блоков сверхкритического давления мощностью 300 МВт установлены трубы из стали 15Х1М1Ф с низкой ударной вязкостью (около 10—20 Дж/см ). Металл труб после 25 тыс. ч эксплуатации обладает низкой деформационной способностью — при времени до разрушения 5—10 тыс. ч относительное удлинение снижается до 0,3—0,5%. Структура состоит из одной промежуточной составляющей. Путем восстановительной термической обработки с полной фазовой перекристаллизацией получена оптимальная структура, состоящая из феррита и промежуточной составляющей и обес- [c.290]

Кнюппель и Мауер [187], исследовав 200 плавок различного способа выплавки, установили, что основное влияние на ударную вязкость после деформационного старения оказывают азот, фосфор и кислород, причем величины их удельного влияния относятся соответственно как 3,3 1 0,75. Эти авторы пришли к выводу, что склонность сталей к деформационному старению зависит только от их химического состава и не зависит от способа выплавки. Примечательно замечание, что установленное ими влияние химического состава имеет значение только для использованной термической обработки (нормализация на спокойном воздухе), так как, например, влияние кислорода с увеличением скорости охлаждения становится слабее, чем это следует из вышеприведенного. К. Ф. Стародубов и И. И. Коссая исследовали влияние на склонность стали к старению суммарного содержания в ней газов (азота, кислорода, водорода), переплавляя сталь в вакууме [190]. Ряд авторов определенно указывает, что учет влияния азота, фосфора, кислорода на степень охрупчивания при деформационном старении будет неполным, если не принимать во внимание содержание в стали марганца и углерода . Что касается марганца, то его наличие в стали улучшает вязкость после деформационного старения, причем особенно важно не абсолютное содержание марганца, а значение соотношения Мп С [71, 123]. Поэтому, в частности, изменение содержания углерода в пределах содержания его в низкоуглеродистой стали при неизменном содержании марганца будет изменять склонность стали к деформационному старению. Увеличение содержания углерода усиливает Неблагоприятное влияние азота и фосфора на охрупчивание при деформационном старении [71]. Данные же о [c.99]

Влияние величины зерна и термической обработки в большинстве случаев взаимосвязано и нуждается в совместном рассмотрении, однако влияние этих факторов можно и разделить, если размер зерна не формируется специальной термической обработкой. Кроме того, такое разделение удобно для определения влияния различных изменений в микроструктуре при термической обработке. В литературе отсутствуют систематические исследования влияния величины действительного и аустенитного зерна на склонность к деформационному старению. Имеются отдельные указания на то, что величина зерна не влияет на свойства при старении после растяжения [43, 106] или это влияние оказывается лишь косвенно [174, с. 643]. В то же время на охрупчивание при деформационном старении величина зерна должна оказывать большое влияние, так как увеличение размера зерна само по себе увеличивает хрупкость. Многократно подтверждалось, что нестареющие стали в подавляющем большинстве случаев мелкозернисты. Однако и здесь существуют противоречивые данные. Так, Данилов, Мель и Херти [192] пришли к выводу, что у кипящей стали с крупным зерном основное падение ударной вязкости происходит при деформации, а при последующем старении падение вязкости незначительно. В случае крупнозернистой спокойной стали основное падение ударной вязкости наступает [c.100]

Одним из часто применяемых методов термической обработки первого вида является более или менее продолжительный отпуск в области субкритических температур. Такая обработка находит промышленное применение в основном для сталей глубокой вытяжки, содержащих нитридообразователи. Необходима она для максимального выделения соответствующих нитридов, т. е. для удаления азота из твердого раствора. Например, для сталей с кремнием рекомендуют выдержку примерно при 600° С [176], для сталей с ванадием — при 700° С [194]. Скорость охлаждения после указанного отпуска должна быть небольшой, чтобы не вызывать пересыщения твердого раствора углеродом. Обработку в а-области можно рекомендовать и для кипящих сталей, не содержащих заметного количестда сильных раскислителей. Однако в этих случаях, по данным Коттрелла и Лика [106, с. 301], а также по данным работы [180], и для раскисленной стали лучшие результаты дает не медленное охлаждение после высокого отпуска, а закалка с последующим термическим старением. Такая обработка имеет и прямой практический смысл в связи с внедрением в производство непрерывного отжига листа для глубокой вытяжки [195] или непрерывного отжига жести [196], а по нашим данным, и для увязочной проволоки вместо обычного отжига в камерных печах. В последнем случае можно практически не учитывать содержание углерода в твердом растворе, но при непрерывном отжиге скорость охлаждения тонкого листа, а тем более жести и проволоки достаточно высока для удержания заметных количеств углерода в твердом растворе. Поэтому после непрерывного отжига перед дрессировкой целесообразно проводить закалочное старение (например, при 370° С в течение 1,5 ч [197]) для предупреждения деформационного старения за счет углерода. Это приводит к минимальной степени пересыщения твердого раствора, в то время как при медленном охлаждении достаточно полного выделения может не произойти из-за малого числа зародышевых центров в низкоуглеродистой стали. Большое значение при проведении закалочного старения имеет температура старения. Понижение ее должно обеспечивать более полное выделение, однако слишком низкая температура заметно удли- [c.102]

Э. Добинский и Г. Ганеманн исследовали влияние термической обработки в интервале Ах—Аз на склонность к деформационному старению томасовской стали, прошедшей различную предварительную механическую и термическую обработку горячую прокатку, нормализацию, отжиг и закалку в воду. Заготовки нагревали до различных температур указанного интервала и охлаждали с различной скоростью. Оказалось, что склонность к деформационному старению определялась только оптимальной обработкой в интервале А у—А нагрев до температуры середины этого интервала с последующим быстрым охлаждением, однако не столь быстрым, чтобы мог образоваться троостит закалки. Такая обработка заметно повышала ударную вязкость до деформационного старения и после [204]. На благотворное влияние выдержки низкоуглеродистой стали в феррито-аустенитном интервале с последующим охлаждением на воздухе указывал Лесли [205]. [c.107]

В отличие от рассмотренных видов термической обработки термическое упрочнение низкоуглеродистой хтали приводит одновременно к существенному повышению прочностных свойств и к снижению склонности к хрупкому разрушению [207]. Это обстоятельство наряду с высокой экономической эффективностью термического упрочнения открывает широкие перспективы для массового внедрения указанного метода обработки в производство. Термическое упрочнение благоприятно влияет на склонность низкоуглеродистой стали к деформационному старению. Накопленный к настоящему времени фактический материал позволяет сделать следующие выводы [c.109]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...