Превращение при отпуске и старении

ПРЕВРАЩЕНИЕ ПРИ ОТПУСКЕ И СТАРЕНИИ 211 [c.211]

Для исследования структур, получающихся после термической обработки, большую пользу приносит применение не только оптического, но и электронного микроскопа, позволяющего получать увеличения в десятки тысяч раз и различать мельчайшие частички, выделяющиеся из твердого раствора при превращении аустенита или при отпуске и старении. [c.177]

Легирующие элементы оказывают влияние на бездиффузионное (мартенситное) и диффузионные превращения (перлитное, превращения при отпуске, старении и др.), протекающие в стали. [c.162]

Различают три основных вида термической обработки металлов собственно термическую обработку, химико-термическую и термомеханическую обработки. Собственно термическая обработка предусматривает только температурное воздействие на металл. При химико-термической обработке (ХТО) в результате взаимодействия с окружающей средой при нагреве меняется состав поверхностного слоя металла и происходит его насыщение различными химическими элементами. Термомеханическая обработка (ТМО) предусматривает изменение структуры металла за счет как термического, так и деформационного воздействия. При ТМО наклеп оказывает влияние на кинетику фазовых и структурных превращений, сопровождающих термообработку. Собственно термическая обработка включает в себя отжиг, нормализацию, закалку, отпуск и старение. [c.143]

Четвертая группа. Состояние закаленного сплава характеризуется неустойчивостью. Даже без всякого температурного воздействия в сплаве могут происходить процессы, приближающие его к равновесному состоянию. Нагрев сплава, увеличивающий подвижность атомов, способствует этим превращениям. При повышении температуры закаленный сплав все больше приближается к равновесному состоянию. Такая обработка, т. е. нагрев закаленного сплава ниже температуры равновесных фазовых превращений, называется отпуском. Отпуск, если он происходит при комнатной температуре или при невысоком нагреве, называют старением. И при отжиге первого рода, как и при отпуске, сплав приближается к структурному равновесию. В обоих случаях начальную стадию характеризует неустойчивое состояние, только для отжига первого рода оно было результатом предварительной обработки, при которой, однако, не было фазовых превращений, а для отпуска — предшествовавшей закалкой. Таким образом, отпуск — вторичная операция, осуществляемая всегда после закалки. [c.226]

При нагреве до Гтах ниже неравновесной Ас фазовые и структурные превращения происходят в том случае, если сталь перед сваркой находилась в метастабильном состоянии для этого диапазона температур. Метастабильны исходные состояния стали после холодной пластической деформации, закалки и низкого отпуска, закалки и старения. В холоднодеформированной стали развиваются процессы возврата и рекристаллизации обработки. Последний процесс приводит к разупрочнению соответствующей зоны сварного соединения. В низкоуглеродистой стали при нагреве свыше 470 К возможно деформационное старение, приводящее к снижению пластичности стали. В закаленных и низко-отпущенных сталях происходят процессы высокого отпуска, в результате чего сталь в этой зоне разупрочняется. В мартенсит-но-стареющих сталях при T zk выше их температур старения протекает процесс перестаривания, заключающийся в коагуляции интерметаллидов и приводящий к разупрочнению соответствующей зоны соединения. [c.517]

При закалке полиморфное превращение осуществляется по мартенситному типу, сопровождающемся образованием метастабильных фаз (а, а", со), или после закалки образуется Р-фаза (в системе титановых сплавов), или 7-фаза (в системе сплавов на основе железа), которые, будучи неустойчивыми, претерпевают превращения при нагреве (старение, отпуск). У сплавов на основе титана а -фаза по свойствам значительно отличается от мартенсита стали она имеет пониженную прочность и повышенную пластичность. [c.121]

Искусственное старение происходит при нагреве закаленной стали до 100—170° С и представляет собой начало превращения при первой стадии отпуска, группировку атомов углерода в решетке мартенсита и выделение е-карбида с одновременным обеднением углеродом мартенсита, который становится неоднородным и уменьшает степень своей тетрагональности. [c.248]

Не.магнитные стали отличаются тем, что они обеспечивают в магнитном поле плотность силовых линий, не намного отличающихся от плотности силовых линий в безвоздушном пространстве (fir=l). В закаленном состоянии относительная проницаемость этих сталей 1,01 и может в результате частичного превращения аустенита при отпуске (старение), холодной деформации или при глубоком охлаждении увеличиваться до 1,08. Соответствующие данные приведены в TGL 1828. [c.244]

Наиболее широко применяют заэвтектоидные низколегированные стали X, ХГ, ХВГ, 9ХС, обрабатываемые на высокую твердость (60 -64 HR ). В отличие от режущих инструментов термическую обработку проводят таким образом, чтобы затруднить процесс старения, который происходит в закаленной стали и вызывает объемные изменения, недопустимые для измерительных инструментов. Причинами старения служат частичный распад мартенсита, превращение остаточного аустенита и релаксация остаточных напряжений, вызывающая пластическую деформацию. Для уменьшения количества остаточного аустенита закалку проводят с более низкой температуры. Кроме того, инструменты высокой точности подвергают обработке холодом при -50. .. - 80 °С. Отпуск проводят при 120 - 140 °С в течение 24 - 48 ч. Более высокий нагрев не применяют из-за снижения износостойкости. [c.622]

При создании высокопрочных сплавов, предназначенных для эксплуатации при низких и обычных температурах, а еще в большей степени — жаропрочных сплавов для службы при высоких температурах, используется весь арсенал методов упрочнения — деформационное упрочнение, мартенситное превращение в процессе закалки с последующим отпуском, термомеханическая обработка, твердорастворное упрочнение легирующими элементами замещения и внедрения и дисперсионное упрочнение, возникающее благодаря распаду пересыщенных твердых растворов в процессе старения или вследствие повышения содержания дисперсных выделений высокО прочной избыточной фазы, представляющей, как правило, твердые тугоплавкие соединения ковалентного, металлического и реже ионного типа. [c.138]

Обычный способ стабилизации размеров и форм точных деталей из закаленной стали — отпуск или старение. Для дополнительного превращения остаточного аустенита в мартенсит часто требуется отпуск при такой высокой температуре, что уменьшается необходимая по условиям работы твердость материала детали. Это делает указанный способ неполноценным, а порой и неприемлемым. [c.71]

Четвертая группа. Состояние закаленного сплава характеризуется неустойчивостью. Даже без всякого температурного воздействия в сплаве могут происходить процессы, приближающие его к более равновесному состоянию. Нагрев сплава, ведущий к большей подвижности атомов, способствует этим превращениям. В результате повышения температуры закаленный сплав все больше и больше приближается к равновесному состоянию. Такая обработка, т. е. нагрев закаленного сплава ниже температуры равновесных фазовых превращений, называется отпуском. Отпуск, если он происходит при комнатной температуре (т. е. термообработка заменяется выдержкой при комнатной температуре) или при невысоком нагреве, часто называют старением. [c.159]

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]

Рекристаллизационный отжиг титана и его сплавов проводят при 700—800°С, что значительно превосходит температуру рекристаллизации (500°С). Эта температура достаточна для быстрого устранения наклепа. Фазовые превращения, рассмотренные ранее, позволяют проводить различные операции закалки и отпуска (старения). Хотя при этом значительного изменения свойств не происходит как при термической обработке стали, тем не менее определенные изменения наблюдаются, и в последнее время при работе сплавов предусматривается воз- [c.517]

К четвертой группе относятся процессы нагрева закаленных сплавов ниже температуры превращения с последующими выдержкой и охлаждением для получения устойчивого состояния. Этот вид термообработки основан на процессах распада структур после закалки и является отпуском. Отпуск, протекающий в период выдержки при обычных температурах, называют старением. Закалку с высокотемпературным отпуском называют улучшением. [c.111]

Основной металл, который не претерпевает изменений при сварке, может влиять на превращения в ЗТВ в зависимости от его макро- и микроструктуры, определяемых способом первичной обработки металла (прокатка, литье, ковка, деформирование в холодном состоянии) и последующей термической обработкой (отжиг, нормализация, закалка с отпуском, закалка со старением и т. п.). [c.491]

При сварке материалов первых двух групп наиболее существенные изменения свойств и структуры могут происходить вследствие как полиморфных превращений или эвтектоидного распада, так и образования пересыщенных твердых растворов (старение закаленных высокотемпературных фаз, отпуск мартенсита). Однако если в первой группе из-за высокого объемного эффекта полиморфного превращения ведущим в фор- [c.242]

В предварительно закаленных сплавах нагрев при отпуске и искусственном старении вызывает процессы распада пересьпценного твердого раствора (метастабильной фазы), в результате которых происходят фазовые превращения. [c.135]

Основы теории термической обработки стали. Еще совсем недавно между металловедами существовали большие разногласия относительно теории тер.мической обработки, особенно по вопросу закалки стали. Почти единственным основанием разнообразных и противоречивых теорий закалки стали была диаграмма сплавов железа с углеродом. Новейшие исследования внесли значительно большую ясность в теорию термической обработки стали. Особенно выделяются здесь работы советских металловедов и металлофизи-ков по вопросам кристаллической природы и образования структур, получаемых при закалке, отпуске и старении стали. К числу их относятся работы Г. В. Курдюмова и его сотрудников по мартенсит-ному превращению и по превращениям при отпуске стали и работы Уральской школы металловедов (С. С. Штейнберг, И. Н. Богачев, [c.168]

Поэтому дилатометрический анализ применяют для установления критических точек превращений в стали, для изучения процессов закалки и отпуска стали, а также для исследования графитизации чугуна и процессов старения некоторых сплавов. Однако основное применение этот метод получил для изучения превращений в стали, так как многие из них сопровождаются более резким изменением объема, чем других свойств. Так, например, переход а-железа в ужелезо или перлита в аустенит сопровождается заметным сокращением объема (и длины образца), поскольку -железо и твердый раствор углерода на его основе (аустенит) обладают наименьшим удельным объемом. Обратное течение этих превращений при охлаждении и особенно переход аустенита в мартенсит сопровождаются значительным увеличением объема образца (его удлинением), так как мартенсит обладает наибольшим удельным объемом. [c.188]

Существенное значение для выбора режима термообработки сплавов с (о - - )-структурой имеют диапазоны превращения фаз при нагреве и охлаждении. На относительное количество, состав и устойчивость /Зч]1аэы значительно влияют температура выдержки, способ или скорость охлаждения и последующий отпуск (старение). Во всех случаях нагрев сплавов до температуры существования 3ч])азы не повышает, а, наоборот, снижает усталостную прочность. Двухфазные сплавы с 9(Х)-г1 100 МПа после нагрева в (о+ 3)-области и медленного охлаждения с печью имеют 0. =390 +480 МПа, что соответствует нижней зоне разброса данных (рис. 93). Ускоренное охлаждение сплавов с этих же температур повышает о., до 540—610 МПа, т.е. до значений, расположенных в верхней зоне разброса [136]. Поэтому с целью повышения целесообразно использовать ускоренное охлаждение после завершающих операций термической или термопластической обработки. [c.154]

Существенное значение для выбора режима термообработки сплавов с а + р-структурой имеет знание диапазонов превращения фаз при нагреве и охлаждении. На относительное количество, состав и устойчивость р-фазы в значительной мере влияют температура выдержки, способ или скорость охлаждения и последующий отпуск (старение). Во всех случаях нагрев титановых сплавов до температуры существования р-фазы не дает улучшения их усталостной прочности, а, наоборот, унижает ее. Нагрев до темпе-ператур в зоне а + р-фаз (ниже температуры а + р -> Р) с охлаждением после этого с печью (отжиг в обычном понимании) дает для а + р-сплавов с пределом прочности при растяжении --90— 100 кгс/мм сравнительно низкие значения предела выносливости, а именно от —39,0 до —48 кгс/мм , т. е. по нижней части разброса данных (см. рис, 64). Нагрев до этих же температур (зона а -f + Р) с ускоренным охлаждением приводит у сплавов с прочностью 94—118 кгс/мм к значениям предела выносливости (знакопеременный изгиб) 54—61 кгс/мм , что уже лежит в верхней зоне рассеивания. Нагрев до температур в зоне а + р с ускоренным охлаждением и с последующим отпуском приводит у сплавов со структурой а к пределу прочности 114—142 кгс/мм и пределу усталости 54—69 кгс/мм [117]. Данную термообработку можно рекомендовать только для заготовок сплавов, имеющих достаточно мелкозернистую структуру или структуру корзинчатого плетения, испытываемых при многоцикловых нагружениях. При малоцикловой усталости с перегрузками дополнительный йтпуск может оказать отрицательное влияние на работоспособность металла. [c.148]

Стойкость к сохранению размеров измерительных и высокбточ-кых инструментов повыщают путем искусственного старения. Продолжительная 4—24-Ч выдержа при 120—180 °С ускоряет изменение размеров и стабилизирует их. Обработка холодом, применяемая между отпусками, способствует превращению остаточного аустени-та в мартенсит. Отпуск после обработки холодом уменьшает внутренние напряжения, вызванные превращением, и тетрагональность мартенсита. Чередуя отпуск и обработку холодом 3—4 раза, можно получить инструменты с очень точными размерами, не подверженные дальнейшему короблению. [c.144]

В интервале температуре 600—800° С продолжается выделение фаз РегМо и (РеСо) Мов и образование зернистой структуры. Этот процесс идет со значительным уменьшением твердости. Между тем превращение мартенсита в аустенит также ускоряется, но содержание никеля в возникающем таким образом аустените совпадает с содержанием никеля в стали. Поэтому при охлаждении после старения вновь образуется мартенсит. При температуре 750—820° С растворяются легирующие компоненты и после охлаждения сталь вновь приобретает мартенситную структуру с невысокой твердостью, которая после отпуска при соответствующей температуре снова упрочняется. Температура закалки выше 820° С вредна, так как ведет к образований крупнозернистости и сопровождающему этот процесс понижению вязких свойств (табл. ПО, 111). [c.259]

Структура. Сталь аустенито-мартенситного класса, подвергаемая старению. После аустенитизации при 930—950° С и охлаждения в воде сталь имеет структуру аустенита с небольшим количеством мартенситной фазы. Последующее охлаждение в область отрицательных температур приводит к мартенситному превращению. Наиболее полно превращение протекает при охлаждении до —70° С и выдержке в течение 2 ч. После такой обработки сталь 09Х15Н8Ю содержит около 80% мартенсита. Температура обратного мартенситного превращения в стали составляет примерно 500° С [79]. При отпуске закаленной и обработанной холодом стали происходят процессы старения, приводящие к упрочнению за счет выделения высокодисперсных фаз типа М1зА1. Максимальное упрочнение наблюдается при температуре старения 450° С. [c.163]

При сварке материалов первой группы вследствие высокого объемного эффекта полиморфного превращения ведущими в формировании структуры и свойств, как правило, являются мартенситное превращение и отпуск мертенсита, второй группы— кристаллизация, эвтектоидный распад и старение закаленных высокотемпературных фаз, а третьей группы — кристаллизация (особенно эвтектическая), рекристаллизация и старение. Общим для материалов второй и третьей групп является невозможность исправления грубой кристаллической структуры [c.40]

В высоколегированной низкоуглеродистой стали типа тинидур или сплаве на никелевой основе типа нимоник (см. табл. 34) после закалки при высоких температурах, старения при повышенных температурах, по всей вероятности, образуются сверхструктуры (упорядоченные твердые растворы) и интерметаллиды типа NigTi, или промелсуточные фазы. Длительное действие напряжений в условиях повышенных температур люжет вызвать ряд превращений в структуре стали, например, переход пластинчатого перлита в зернистый, что сильно снижает предел ползучести стали. Закалка и отпуск (улучшение) стали, предназначенной для работы при повышенных температурах, создающие все же неустойчивую сорбитную структуру, снижают предел ползучести стали. Поэтому термическая обработка жаропрочной стали долл на обеспечивать у нее наиболее устойчивую структуру при рабочих температурах. Это создается путем соответствующего высокого отпуска, нормализации или отжига. [c.363]

Предположение о возможности образования в системе Аи — N1 метастабильной упорядоченной структуры при низкотемпературном отпуске (ниже 225°) закаленных сплавов было высказано также в работе [21] по результатам исследования влияния температуры старения на модуль нормальной упругости, объем и удельное электросопротивление сплавов с 70 и 60 ат.%) Аи. Согласно [25] отжиг при 500° пленок сплава золота с 15 ат.% N1, полученных катодным распылением сплава на подложку с температурой ниже 400°, приводит к упорядочению твердого раствора вначале с образованием сверхструктуры АизН1, а затем, при увеличении длительности отжига при медленном повышении температуры, происходят еще более сложные фазовые превращения. При отжиге выше 600° происходит образование фазы, богатой никелем. [c.131]

Термическая и химико-термическая обработка применяются с целью изменения физико-механических и физико-химических свойств металлов, определяющих технологические и эксплуатационные характеристики деталей. Улучшение свойств металла при термической обработке является следствием структурных и фазовых изменений, а также изменений напряженного состояния металла (отжиг, нормализация, закалка и отпуск, улучшение, старение). Химико-термические процессы протекают с диффузионным насыщением поверхностных слоев деталей различными элементами при этом химический состав поверхностного слоя изменяется. С этой целью применяют цементацию (науглероживание), азотирование, цианирование, алитирование, хромирование, силици-рование. В результате неравномерности нагрева и охлаждения при термической обработке возникают термические напряжения, а неравномерность структурных превращений во времени и по сечению данной заготовки вызывает структурные напряжения. Все это приводит к деформации деталей. [c.234]

Распад мартенсита с выделением карбидов — главный процесс при отпуске сталей. Закономерности распада мартенсита во. многом сходны с закономерностями распада пересыщенного раствора нри старении сплавов, подвергающихся закалке без полиморфного превращения. Распад мартенсита в зависимости от температуры и продолжительности отпуска проходит через стадии предвыделения, выделения промежуточных метастабильных карбидов, выделения цементита и коагуляции. [c.337]

При использовании охлаждения металлических деталей с целью стабилизации их размеров в основе процесса также лежит превращение остаточного аустенита в мартенсит. Стабилизация размеров и форм точных деталей обычным способом, отпуском или старением может привести к потере твердости материала детали. При охлаждении таких изделий при температурах 210— 190 К их размеры и формы удовлетворительнр стабилизируются. Особенно эффективно стабилизация размеров осуществляется при чередовании высокотемпературных методов обработки с низкотемпературными. [c.94]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...