Структурно-фазовые превращения при термической обработке стали

СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ СТАЛИ [c.160]

Изучение фазовых превращений и структурных изменений при термической обработке сталей и других сплавов. Высокая структурная чувствительность удельного электрического сопротивления позволяет исполь- [c.78]

Термическая обработка стали является наиболее характерным и хорошо изученным процессом, базирующимся на наличии в ней аллотропических превращений, происходящих при нагреве и охлаждении в области определенных критических температур. Управляемые структурно-фазовые процессы в стали, которые обеспечивают получение требуемой фазовой и дислокационной структуры, происходят вследствие наличия аллотропии. Рассмотрим важнейшие из этих процессов. [c.99]

ФАЗОВЫЕ И СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ И СПЛАВАХ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ [c.28]

Вопрос о влиянии легирования на фазовые и структурные превращения, происходящие в стали при термической обработке, здесь рассматривается кратко и лишь в самых общих чертах (подробнее см. [1, 4, 10, 12 н др. ]). [c.56]

Если сталь или сплав имеет структурные и фазовые превращения, то в области перекристаллизации при термической обработке зерно можно измельчить. Если же такие превращения отсутствуют, то зерно остается таким, каким оно было получено после обработки давлением. [c.98]

Теория термической обработки стали основана на общей теории фазовых превращений, протекающих в сплавах в твердом состоянии см. гл. III), Знание теории фазовых и структурных превращений, протекающих при нагреве и охлаждении стали с различной скоростью, позволяет управлять процессами термической обработки и получать сталь с необходимыми структурой и свойствами. [c.67]

Деформация стальных изделий при термической обработке происходит из-за изменения удельного объема стали при фазовых превращениях и формы те.ла под влиянием тепловых и структурных напряжений. Наибольшие деформации стальных деталей происходят при закалке. [c.119]

Высокий отпуск (для уменьшения твердости) После горячей механической обработки ста.чь чаще имеет. мелкое зерно и удовлетворительную микроструктуру, поэтому не требуется фазовой перекристаллизации (отжига). Но вследствие ускоренного охлаждения после прокатки или другой горячей обработки легированные стали имеют неравновесную структуру — сорбит, троостит, бей-нкт или мартенсит — и, как следствие этого, высокую твердость. Для снижения твердости на металлургических заводах сортовой прокат подвергают высокому отпуску при 650—700 С (несколько ниже точки Л,) в течение 3—15 ч и последующему охлаждению. При нагреве до указанных температур происходят процессы распада мартенсита н (или) бейнита, коагуляция и сфероидизация карбидов к в итоге снижается твердость. Углеродистые стали подвергают высокому отпуску в тех случаях, когда они предназначаются для обработки резанием, холодной высадки или волочения. Высокий отпуск снижает твердость до требуемых значений и обеспечивает опти.мальную для обработки резанием микроструктуру — феррит н смесь зернистого и пластинчатого перлита. После высокотемпературного отпуска доэвтектоидная сталь лучше обрабатывается резанием, чем после полного отжига (см. с. 194), когда структура — обособленные участки феррита и перлита. Структурно свободный феррит налипает на кромку инстру.мента, ухудшает качество поверхности изделия, снижает теплоотдачу, и поэтому снижает скорость резания и стойкость инструмента. Для высоколегированных сталей, у которых практически не отмечается перлитного превращения, высокий отпуск является единственной термической обработкой, позволяющей снизить их твердость. [c.193]

Изменение размеров и формы изделий в результате фазовых и структурных превращений в сплавах при их термической обработке является существенным недостатком многих конструкционных сплавов, и в первую очередь сталей. [c.201]

Предназначенные для диффузионного насыщения изделия проходят необходимую обработку, чтобы их поверхность была чистой, без следов окисления и загрязнения. Обычно изделия, особенно из стали, нецелесообразно специально подвергать термической обработке, так как ее эффект в результате высокотемпературного нагрева при насыщении сводится на нет и, кроме того, может привести к нежелательным изменениям геометрии деталей в результате релаксации напряжений, а также фазовых и структурных превращений в основе. Термическую обработку [c.85]

Для того чтобы правильно решать вопросы технологии термической обработки, необходимо иметь представление о фазовых и структурных превращениях, которые протекают при нагреве и охлаждении стали с. различной скоростью. [c.162]

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. Между сопротивлением малым пластическим деформациям и уровнем предела вьшосливости, а также степенью развития таких эффектов, как упругий гистерезис, прямое и обратное упругое последействие, амплитудно-чувствительное внутреннее трение, имеется достаточно четко выраженная прямая корреляционная связь. Поэтому при выборе состава пружинных сталей и режимов их упрочняющей обработки (деформационной, термической и термомеханической) основное внимание уделяют получению максимального сопротивления малым пластическим деформациям (предел упругости). Это достигается в том случае, если в стали при этих ввдах обработки реализуются несколько одновременно действующих механизмов упрочнения на основе структурных и (или) фазовых превращений. [c.68]

Монография состоит из семи глав. В гл. I рассмотрены основные положения теории фазовых превращений в металлах и сплавах в твердом состоянии, а также закономерности превращений железа, титана и их сплавов в изотермических условиях. В гл. II показаны условия их протекания в зоне термического влияния при сварке плавлением. В гл. III описаны новые методы и аппаратура для изучения кинетики фазовых превращений и изменений структуры и свойств металлов в неравновесных условиях при сварке и термомеханической обработке, а также для исследования задержанного разрушения и образования холодных трещин. В гл. IV приведены результаты исследования превращений при непрерывном нагреве, кинетики роста зерна и гомогенизации аустенита и Р-фазы сплавов титана при сварке. В гл. V рассмотрены основные закономерности фазовых превращений в условиях непрерывного охлаждения при сварке. В гл. VI изложен механизм задержанного разрушения сталей и сплавов титана, установлены критерии оценки этого явления и показано влияние легирующих элементов, параметров термического цикла и жесткости сварных соединений на" сопротивляемость этих материалов образованию холодных трещин при сварке. В гл. VII приведены характеристики свариваемости сталей и сплавов титана различных структурных классов и систем легирования, сформулированы критерии выбора технологии и режимов их сварки и показаны пути регулирования структуры и свойств сварных соединений как в процессе сварки, так и при последующей термической, термомеханической или механико-термической обработке. [c.10]

Наличие третьего участка (рис. 10, 3) и тип структурных изменений в нем зависят от исходного состояния основного металла перед сваркой. При сварке отожженного металла третий участок в зоне термического влияния практически отсутствует. При сварке сталей или сплавов титана после упрочняющей термической обработки типа закалка , закалка и отпуск или закалка и старение , а также в нагартованном состоянии (после ковки или прокатки) в этом участке, как правило, происходит разупрочнение. В первом случае оно обусловлено процессами распада пересыщенных твердых растворов (отпуском мартенсита или старением высокотемпературных остаточных фаз) и последующей коагуляцией упрочняющих фаз (карбидов в сталях и интерметаллидов и химических соединений в сплавах титана). Во втором случае к разупрочнению преимущественно приводят процессы рекристаллизации обработки. Этот третий участок принято называть участком или зоной разупрочнения, отпуска или рекристаллизации. Наиболее резкое разупрочнение металла обычно имеет место у границы этого участка с участком неполной перекристаллизации, где максимальные температуры нагрева близки к нижней критической точке фазового превращения Г ,ф,п. Поэтому основными параметрами термического цикла участка разупрочнения являются максимальная температура нагрева = н.ф.п и длительность (или р) пребывания металла при сварке выше температуры отпуска (или [c.39]

Фазовые превращения при термической обработке сталей и их сварке протекают в переменных температурно-временных условиях, поэтому для анализа их кинетики целесообразно использовать диаграммы анизотермического превращения аустенита (рис. 5.2, а), а для анализа состава конечных структур — структурные диаграммы (рис. 5.2, б). Схематизация, принятая на рис. 5.2, позволяет определить такие важные параметры, характеризующие кинетику процесса у - а-превращения, как длительность охлаждения до появления в структуре бейнита (Тд), феррита (Тф), перлита (т ) и сопоставить их с длительностями охлаждения Тбоо-боо и 800-500. соответствующими заданным термическим циклам сварки. [c.77]

Коррозионное растрескивание в значительной мере определяется структурой материала. Так, эксперименты с монокристаллами железа и реальными сталями показали, что только поли-кристаллические материалы склонны к коррозионному растрескиванию [8, 19]. Известно, что даже незначительные загрязнения границ зерен металла, повышение концентрации дислокаций в металле и другие подобные явления понижают стойкость материалов к растрескиванию. При термической обработке и сварке деталей склонность к коррозионному растрескиванию зависит от фазовых и структурных превращений в системе Fe -С. Так, отпуск при температурах 150-400 °С (в зависимости от химического состава стали), обусловливающий образование структуры отпущенного мартенсита, повышает склонность материала к коррозионному растрескиванию [8]. В целом считается, что термодинамически менее устойчивые структуры (Miap-тенсит) более склонные к коррозионному растрескиванию, чем устойчивые отожженные. [c.42]

При разработке технологии термической обработки изделий из углеродистых и легированных сталей необходимо иметь представление о температурных интервалах протекания фазовых превращений при непрерывном охлаждении и о проходя-пщх при этом в стали структурных превращениях. Эти представления можно пол) чить с помощью термокинетических диаграмм, представляющих собой диаграммы, построенные в координатах температура — время , на которые наносятся реальные кривые охлаждения и обозначаются области перлргптого, бейнитного и мартенситного превращений конкретного состава стали (рис. 8.13). [c.441]

Поиски путей создания оптимальных по своей структуре и распределению барьеров показали, что в стали и многих сплавах, испытывающих фазовые превращения, такие барьеры можно создать, если подвергнуть материал комбинированному воздействию в одном технологическом цикле пластической деформации и термической обработке. Этот технологический метод получил название термомеханической обработки (ТМО). Ей можно дать такое определение термомехантеская обработка— это совокупность выполненных в одном технологическом цикле в различной последовательности операций пластической деформации, нагрева и охлаждения сплавов, испытывающих фазовые превращения. Структура, фазовый состав и соответственно свойства сплава формируются при ТМО в условиях влияния структурных несовершенств, созданных деформацией на механизм фазового перехода и структуру новых фаз, и наоборот. [c.532]

В книге рассмотрены современные представления о фазовых и структурных превращениях при нагреве стали и чугуна. Проанализировано влияние исходного состояния и условий нагрева на кинетику и морфологию образования аустенита, его строение и свойства. Рассмотрен механизм а -> -превращения с общих пози-Щ1Й о возникновении метастабильных состояний, развития релаксащюнных явлений и вторичных процессов при фазовых переходах. Особое внимание уделено роли дефектов кристаллического строения в образовании аустенита и их влиянию на формирующуюся структуру, размер зерна и свойства металла после термической обработки. [c.2]

В.Д. Садовским [ 1] обобщены результаты работ, в которых были рассмотрены условия возникновения и различные случаи проявления структурной наследственности при проведении термической обработки в сталях и сплавах. В настоящей книге основное внимание уделено влиянию дефектов кристаллического строения на процесс а 7-превращения и формирование тех или иных структур, от которых зависят служебные характеристики изделий. В частности, с этих позиций рассматривается и явление структурной наследственности, поскольку плотность и распределение дефектов, возникающих при фазовом превращении, и возможность их датнейшего перераспределения оказьтают решающее воздействие на размер формирующегося аустенитного зерна. [c.3]

Пластическая деформация, в том числе и при резании металлов, обусловливает изменение микроструктуры. Беспорядочно расположенные в исходной структуре металла кристаллические зерна при пластической деформации приобретают однородную ориентацию (текстуру). Более глубокие изменения возможны при обработке металлов, воспринимающих закалку. В результате высокого поверхностного нагрева, а также быстрого охлаждения возможны фазовые превращения и структурные изменения. Так, в процессе шлифования закаленной и отпущенной стали образуется приповерхностный слой аустеыитыо-мартенситной структуры из вторично закаленного металла. Этот слой лежит на слое, имеющем структуры всех стадий отпуска вплоть до структуры исходного термически обработанного металла. Слой измененной структуры при нормальных условиях шлифования имеет почти равномерную толщину. Такие же превращения наблюдаются при точении. Так как каждой структурной составляющей свойствен присущий ей удельный объем, то фазовые и структурные превращения наряду с пластической деформацией являются источником остаточных напряжений. [c.54]

Как известно, шероховатость или чистота поверхности при механической обработке определяется в первую очередь прочностными свойствами обрабатываемого материала. При сварке плавлением воздействие термического цикла сварки вызывает в металле структурно-химические изменения, обус-ловливаюшие неоднородность прочностных свойств сварного соединения. Так, сварные соединения, выполненные из закаленных низколегированных сталей, характеризуются двумя основными участками неоднородности в зоне термического влияния (1 — разупрочненный участок, обусловленный сварочным нагревом стали до температуры Ас 2 - участок полной перекристаллизации, нагревающийся выше температуры конца фазового а—у превращения вплоть до температуры плавления). Регламентируемый уровень прочности сварных соединений из стали 09Г2С соответствует разупрочнению участка 1 на 11—13 % и упрочнению участка 2 на 8—10 %. Для стали 16ГМЮЧ соответственно 15—17 % и 10—13 %. В отдельных случаях относительное разупрочнение свариваемых сталей может превышать 40%. [c.91]

Закалкой называется операция термической обработки, включающая себя нагрев выше температур фазовых превращений и последующее быстрое охлаждение. При высоких скоростях охлаждения структурные превращения в стали, соответствующие диаграмме состояния железо —углерод, могут ие успеть произойти, и Сталь приобретает структуру и свойства, отличные от равновесных. Структуры, полученные при быстром охлаждении, называют метастабнльными. Свойства сталей, обладающих метастабильными структурами, значительно отличаются от свойств сталей с равновесными структурами. В результате закалки сталь получает наивысшую твердость и прочность и одновременно наибольшую хрупкость. Полученные при закалке основные метастабильные структуры, являющиеся различными стадиями превращения аустенита в перлит, носят названия мартенсит, траостит, сорбит. [c.88]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...