Теория закалки стали

Еще совсем недавно между металловедами существовали большие разногласия относительно теории термической 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, например работы советских ученых по вопросам кристаллической природы и механизма образования структур," получаемых при закалке, отпуске и старении стали. [c.176]

Теория закалки стали [c.179]

С. С. Штейнберга (1872—1940 гг.) и его учеников в области теории закалки стали и превращения аустенита при постоянных температурах. В этих работах получили обоснование процессы ступенчатой и изотермической закалки и изотермического отжига, позволяющие получить более высокие механические свойства стали. [c.94]

Характерной особенностью изысканий и разработок марок стали в то время было преимущественное внимание к исследованию возможных вариантов структуры стали и такой подбор состава легирующих компонентов, который при классическом типе термической обработки — закалке и низком отпуске, обеспечивал оптимальное сочетание предела прочности, удлинения и ударной вязкости. Это было вызвано отсутствием теории легирования стали и сравнительно небольшим объемом данных экспериментальных исследований возможных систем легирования. В 30-х годах оставались еще богатые, полностью не опробованные возможности комбинаций таких легирующих компонентов, как Сг, Ni, Мо, V, W, Ми, Si особенно велико было внимание отечественных ученых к дешевым и главное недефицитным легирующим компонентам Сг, Мп, Si (в те времена собственной добычи никеля, вольфрама, молибдена у нас еще не было развернуто и их получение шло преимущественно по импорту). [c.193]

Исследование закалки стали как пример приложения теории регулярного режима [c.170]

Создатель уральской школы металловедов-термистов. Установил основные закономерности кинетики фазовых превращений в стали и влияние на нее различных факторов. Создал основы современной теории закалки и отпуска стали. [c.123]

Закалка является наиболее распространенной операцией термической обработки стали. О новная цель закалки стали —получение высокой твердости и прочности, что является результатом образования в ней неравновесных структур —мартенсита, троостита, сорбита. Практика проведения закалки стали основывается на теории фазовых превращений при нагреве и охлаждении. О новной задачей при проведении закалки является правильный выбор режимов закалки — температуры нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения. [c.184]

Важнейшая роль во всех теориях упрочнения при закалке сталей справедливо отводится углероду. Однако необходимо иметь в виду, что мартенситное превращение в чистом железе и в безуглеродистых сплавах способно привести к повышению прочностных свойств в 3—4 раза по сравнению с отожженным состоянием. Так, по сравнению с обычной ферритной структурой твердость железа в результате мартенситного превращения возрастает с 60 до 200 ЯУ, а предел прочности — с 20 до 90 кгс/мм . У отожженного сплава железа с 8% Сг и 0,45% N1 предел текучести равен 22 кгс/мм а у закаленного с 1000°С он составляет 80 кгс/мм . [c.247]

Развитие металлургии во второй половине XIX в. неразрывно связано с именем выдающегося русского ученого Д. К. Чернова. Он является создателем учения о металлографии и термической обработке. В 1868 г. Д. К. Чернов установил, что во время нагревания и охлаждения стали при определенных температурах (точки а и б) происходят внутренние превращения, приводящие к изменению структуры и свойств стали. Д. К. Чернов является создателем теории аллотропических превращений в железе и стали, создателем современного представления о теории закалки и отпуска стали, теории кристаллизации стали. [c.8]

Разработанная С. С. Штейнбергом диаграмма кинетики изотермического распада аустенита с положением мартенситной точки и установление кинетики распада аустенита и превращений мартенсита, происходящих при отпуске, дополненные исследованиями В. Г. Курдюмова, дают современное представление о теории закалки и отпуска стали. [c.12]

Начало научному исследованию железоуглеродистых сплавов положили великие русские Металлурги П. П. Аносов и Д. К. Чернов. П. П. Аносов первым в мире (1831 г.) применил к исследованию строения Ре-С сплавов микроскоп, а Д. К. Чернов первым установил кристаллическую природу Ре-С сплавов, обнаружил в них дендритную кристаллизацию, открыл превращения в твердом состоянии, разработал теорию кристаллизации и теорию закалки и отпуска стали. [c.295]

Открыв в 1868 г. так называемые критические точки стали, Д. К. Чернов раскрыл не известный еще секрет ее закалки и тем самым заложил научную основу под теорию и практику термиче- [c.5]

Уже в этой работе он показывает себя опытным экспериментатором, умеющим глубоко вникнуть в сущность сложных процессов и вскрыть их закономерности. Исследуя сплавы меди и сурьмы, Байков впервые обнаружил, что закалка, считавшаяся до этого специфическим свойством некоторых железоуглеродистых сплавов (сталей), присуща также сплавам меди и другим системам, образующим твердые растворы. Общее определение процессов закалки, установленное Байковым, так же как образцово выполненная им диаграмма состояния сплавов меди и сурьмы, представляли собой ценные научные открытия, навсегда вошедшие в теорию п практику металловедения. [c.170]

Основы теории индукционного нагрева стали для поверхностной закалки см. также в т. 7. Справочника". [c.169]

По-новому изложены и некоторые теоретические вопросы процессы превращения при закалке и отпуске стали, теория диффузии и процессы рекристаллизации. В раздел Основы термической обработки включены теория границ зерен, теория дисперсионного твердения и др. Учитывая развитие новых технологических процессов упрочнения и формоизменения, в третье издание справочника включены разделы о структурной наследственности, строении деформированных металлов и сверхпластичности. [c.7]

Создал оригинальную теорию металлургических процессов. Первый открыл, что закалка имеет отношение не только к стали, а представляет общее явление для всех систем, образующих твердые растворы. [c.85]

Эти исследования оказались весьма полезными как для разработки теории термической обработки стали, так и для решения ряда практических вопросов. На основе сделанных обобщений и диаграмм был дан анализ действия при термической обработке различных закалочных сред, обоснованы процессы ступенчатой и изотермической закалки и изотермического отжига, позволившие значительно улучшить качество изделий после термической обработки. Был разработан метод многократного отпуска быстрорежущей стали. Было выявлено влияние различных легирующих элементов и величины зерна при термической обработке стали. [c.18]

Диаграмма состояния — одна для всех углеродистых сталей. Диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита строятся для каждой марки стали в отдельности. Для теории и практики термической обработки нужны и диаграмма состояния, и диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита. На основании диаграммы состояния термист устанавливает температуру отжига и температуру нагрева стали под нормализацию и закалку. Диаграмма состояния позволяет установить структуру стали после отжига. А диаграммы изотермического превращения переохлажденного аустенита дают возможность установить, как протекает процесс вторичной кристаллизации при ускоренном и быстром охлаждении и какую структуру будет иметь сталь, ускоренно или быстро охлажденная. [c.107]

Рассматривая процессы закалки и отпуска на примере сталей, будем иметь в виду так же, как при рассмотрении прочих явлений, что теория их может быть приложима и к други.м- сплавам. [c.211]

Технологией термической обработки предусматривается выбор операций и режимов термической обработки в соответствии с условиями обработки и работы деталей машин, конструкций, инструментов, а также требованиями, предъявляемыми к структуре и свойствам материалов ГОСТами и техническими условиями. Технологические процессы термической обработки стали (выбор операций и режимов) основываются на теории фазовых превращений при нагреве и охлаждении, изложенной в предыдущей главе. Режимы термической обработки для конкретных деталей выбирают по соответствующим справочникам [4, 5]. Необходимое для термической обработки оборудование подразделяют на основное, дополнительное и вспомогательное. К основному относят оборудование для нагрева (нагревательные печи, ванны, аппараты и установки), для охлаждения после закалки (закалочные баки, машины и прессы) и для обработки холодом (холодильные установки) к вспомогательному — установки для приготовления защитных атмосфер и охлаждения закалочного масла к дополнительному — установки для очистки от соли, масла или окалины (моечные машины, травильные установки, дробеструйные аппараты) и устройства для правки и гибки (правильные и гибочные прессы и машины). [c.124]

Большие успехи достигнуты в разработке теории термической обработки и методов технологии термической обработки в годы пятилеток. Вместе с ростом социалистической индустрии, созданием передового советского машиностроения развивалась советская наука о термической обработке, создавались и внедрялись новые, прогрессивные методы термической обработки. Благодаря работам акад. Г. В. Курдюмова в области закалки и отпуска стали установлены природа и свойства мартенсита и определен характер превращений, происходящих при отпуске. Изучение изотермических превращений аустенита способствовало широкому распространению изотермических процессов, дающих значительный технико-экономический эффект в промышленности. Например, при изотермическом отжиге сокращается продолжительность процесса, [c.5]

С. С. Штейнберг и коллектив уральских металловедов в основном занимались гопросами теории закалки стали и превращения [c.18]

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]

Н. Т. Гудцов, Г. В. Курдюмов и Н. Л. Селяков, впервые применив рентгенографический анализ к исследованию структуры закаленной стали, установили, что мартенсит является твердым раствором углерода в а-железе. Следует отметить также работы Г. В. Курдюмова в области теории закалки стали. [c.7]

Центральным в этой проблеме является вопрос о закалке стали. Старые представления о процессе закалки как фиксации с помощью быстрого охлаждения определенных стадий распада переохлажденного твердого раствора на его составные части принципиально изменены. По Штейн-бергу закалка не есть простая фиксация определенных стадий распада аустенита, а более сложное явление, слагающееся из диффузионных (переохлаждающихся) и бездиффузионных (непере-охлаждающихся) процессов. Основным в новой теории является признание специфичности мартенситного превращения как бездиффузионного (скачкообразный переход количественных изменений в качественные). В этой связи принципиально важно уточнение так называемых 8-образных кривых изотермического распада аустенита в области мартенситного превращения и уточнение положения и зависимости от различных факторов точки начала и конца мартенситного превращения (точки М по Штейн-бергу). [c.11]

ПЕРЕНОСНОЕ ДВИЖЕНИЕ в механике, движение подвижной системы отсчёта по отношению к системе отсчёта, принятой за основную (условно считаемую неподвижной). См. Относительное движение. ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЕ, охлаждение в-ва ниже темп-ры его равновесного перехода в др. агрегатное состояние Т ф п. или в др. кристаллич. модификацию (см. Полиморфизм). Фазовые переходы, связанные с отдачей теплоты конденсация, кристаллизация, полиморфные превращения) на нач, стадии, требуют, как правило, нек-рого П., содействующего возникновению зародышей новой фазы — мельчайших капель или кристалликов. Образование зародышей при Гф.п. затруднено тем, что они, обладая повыш. давлением или растворимостью, не могут находиться в равновесии с исходной фазой. В условиях, когда процессы возникновения и роста зародышей новой фазы протекают замедленно (перекристаллизация в тв. фазе, кристаллизация очень вязкой жидкости, напр, стекла, и др.), глубоким П. можно получить практически устойчивую фазу (в метастабильном состоянии) со структурой, характерной для более высоких темп-р. На этом основаны, напр., закалка сталей и получение стекла. Следует также отметить, что степень П. водяного пара в атмосфере влияет на хар-р выпадающих осадков (дождь, снег, град). ПЕРЕСТАНОВОЧНЫЕ СООТНОШЕНИЯ (коммутационные соотношения), фундаментальные соотношения в квант, теории, устанавливающие связь между последоват. действиями на волновую функцию (или вектор состояния) двух операторов Ь и расположенных в разном порядке (т. е. L-yL п L L ). П. с. определяют алгебру операторов (д-чисел). Если два оператора переставимы (коммутируют), т. е. LiL L Li, то соответствующие им физ. величины и могут иметь одновременно определённые значения. Если же их действие в разном порядке отличается числовым фактором (с), т. е. Ьф —Ьф с, то между соответствующими физ. величинами имеет место неопределенностей соотношение I, где Ail и ДЬа — неопределённости (дисперсии) измеряемых значений физ. величин 1 и 2- Важнейшими в квант, механике явл. П.с. между операторами обобщённой координаты q и сопряжённого ей обобщённого импульса р, qp—pq=ih. Если оператор L не зависит от времени явно и переставим с гамильтонианом системы Н, т, е. ЬЙ= НЬ, то физ. величина L (а также её ср. значение, дисперсия и т. д.) сохраняет своё значение во времени. [c.529]

Пересыщенный вследствие закалки с высоких температур раствор углерода в аустените склонен к выделению при последующем нагреве дисперсных карбидов. Они тем крупнее, чем выше температура нагрева. Выделение карбидов не только снижает вязкость но и приводит к интеркристаллитной коррозии, в том числе коррозйонностойких сталей. Причиной этого являются мелкодисперсные, появляющиеся при кратковременных выдержках при температуре 600—650° С карбиды с высоким содержанием хрома, которые уменьшают концентрацию хрома в непосредственно прилегающих к ним областях матрицы (согласно теории обеднения хромом). [c.145]

П. И. Ермаков и др. (103) использовали для расчетов предложенные В. А. Ломакиным [159] уравнения деформационной теории пластичности с учетом разгрузок и повторных нагружений. На ЭЦВМ Урал-2 был выполнен расчет формоизменения пластин из стали 20 и 1Х18Н9Т, подвергаемых медленным нагревам и быстрым охлаждениям. Результаты расчета сопоставлены с экспериментальными данными, и для первого цикла получено качественное их соответствие. Так, по расчету, пластины стали 20 в результате первой закалки от 700° С должны испытать укорочение на [c.20]

Установившейся теории КР высокопрочных сплавов еще не существует. Однако уже сейчас имеется ряд закономерностей, которые позволяют выявить те факторы, которые определяют склонность высокопрочных сплавов к КР, высказать некоторые соображения по механизму процесса и рационально-му применению этих сплавов в конструкциях. В табл. 1 приводится перечень исследованных и испытанных высокопрочных сплавов, их механические свойства, режимы термической обработки и структура. Как видно из табл. 1, высокопрочные стали относятся к мартеноитнаму классу. Они упрочняются за счет термической обработки закалка с последующим отпуском или закалка и последующее старение. Некоторые из них упрочняются за счет закалки, пластической деформации и старения. [c.104]

Основоположником теории и рациональных методов термообработки является русский ученый Д. К. Чернов (1838—1921 гг.). Он установил, что при нагревании стали ниже линии Ас (см. рис. 26) ее структура и механические свойства не меняются, с какой бы скоростью ее потом не охлаждали, и резко меняются при нагревании выше линии Асг и быстром охлаждении. Это открытие Чернова имело мировое значение. В последующие годы учение Чернова получило дальнейшее развитие, и сейчас разработана теория термообработки. На практике применяют четыре вида термообработки отжиг, нормализацию, закалку и отпуск. Эти виды отличаются друг от друга температурой нагревания, продолжительностью выдержки при этой температуре и скоростью охлаждения по окончании выдерлски. Кроме термообработки используют химико-термическую обработку. Термообработка может быть простой и состоять из одной из указанных операций или может состоять из нескольких операций, например из цементации с закалкой и отпуском. [c.72]

Наиболее принятой считается так называемая теория обеднения . Известно, что граница зерен — это переходная зона между ними. Если проникновение растворенной примеси в межзеренную зону снижает избыточную энергию границ, концентрация этой примеси в зоне повышается. Установлено, что углерод снижает избыточную энергию границ, поэтому происходит межкристаллитная внутренняя адсорбция углерода по границам зерен нержавеющей стали. Таким образом, уже при закалке атомы углерода неоднородно распределяются в твердом растворе, их концентрация по границам больше, чем в зерне. Хотя при этом не образуется карбидов хрома, однако такая повышенная концентрация углерода является как бы подготовкой для их быстрого образования. При нагреве до 500—700° С по границам зерен образуются карбиды хрома СгззСв. При этих температурах диффузия углерода, находящегося в твердом растворе, к границам зерен протекает быстрее, чем хрома. Поэтому на образование карбидов расходуется не только имеющийся там запас углерода, но и углерод, диффундирующий изнутри зерен. В то же время хром, необходимый для [c.251]

Такое построение курса, как показал многолетний опыт автора, методически оправдано, так как позволяет более правильно рассмотреть технологию термической обработки стали изотермический отжиг и закалку, обработку холодом, термомеханическую обработку и т. д. Кроме того, это дало возаюжность избежать повторений при выделении материала о влиянии легирующих элементов на свойства и строение стали в салюстоятельный раздел после рассмотрения теории и технологии тep шчe кoй обработки. [c.3]

Разработал общую для целого ряда металлических систем теорию процессов, происходящих пои закалке, и детально изучил превращения, имеющие. место при отпуске стали. За работы по изучению бездиффузионных (мартенситых) превращений в сплавах Г. В. Курдюмов в 1949 г. удостоен звания лауреата Сталинской премии первой степени. [c.133]

Процессы полного распада твердого раствора при охлаждении составляют сущность фазовой перекристал.гтзации одна фаза (твердый раствор), распадаясь, образует две или несколько новых твердых фаз. Процессы фазовой перекристаллизации будут подробно рассмотрены в п. 22, когда мы будем изучать процессы вторичной кристаллизации сталей и теорию их термической обработки. А пока отметим только, что сплавы, подвергающиеся фазовой перекристаллизации, так же способны к закалке и отпуску, как и сплавы, твердый раствор которых изменяет при охлаждении свою концентрацию. Сплавы, в структуре которых происходит фазовая перекристаллизация, могут подвергаться также особому виду отжига — фазовому отжигу и нормализации. [c.73]

В отношении главного фактора закалки — температуры нагрева, кроме указанных выше правил, требуемых теорией, руководствуются обычно тем соображением, чтобы сталь не получилась крупнозернистой. Говоря об отжиге на мелкое зерно ( 88), мы уже определили, при каком нагреве получается мелкое зерно для этого нужно доэв-тектоидные стали нагревать немного выше точек Ас (на 30—50°), а заэвтектоидные, если у них разрушена сетка цементита — немного выше A i, если же сетка цементита не разрушена, то сначала нагрев должен быть выше Ас , а затем, после быстрого охлаждения, немного выше A i. Эти условия нагрева, требуемые для отжига, остаются в силе и для закалки. Температура нагрева для закалки, так же как при отжиге, зависит от содержания углерода в связи с линиями диаграммы, как это показано на фиг. 143. Из этого следует, что для доэвтектоидных сталей необходима полная закалка (нагрев выше верхней критической точки Лд), а для заэвтектоидных— неполная, при которой остается нерастворившимся избыточный цементит. Присутствие этого цементита в закаленном образце стали допустимо, потому что он сам по себе тверд и не уменьшает твердости закаленной стали. В доэвтектоидной стали избыточный феррит не допустим, так как он мягок и будет снижать твердость стали. [c.250]

Изложена теория термической обработки сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов. Проанализированы изменения структуры и свойств при закалке, отпуске, старении, отжиге с фазовой перекристаллизацией, рекристаллизационном и дорекристаллизационном отжиге, гомогенизации, отжиге для уменьшения напряжений, химико-термической, термомеханической и других разновидностях термообработки. [c.2]

В 1906 г. немецкий инженер А. Вильм (1669—1937 гг.) на изобретенном им дуралюмине отк рыл старение после закалки — оди из основных способов упрочнения сплавов. В 1919 г. американский металловед П. Мерика (1889—1957 гг.) скрыл природу старения дуралюминов, связав упрочнение цри старении с образованием дисперсных выделений в пересыщенном твердом раство ре. Это было одним из наиболее выдающихся достижений в теории термической обработки по диаграммам состояния с переменной растворимостью компонентов в твердом состоянии стало возможным предсказывать области составов сплавов, способных к диспер сионному твердению. [c.11]

Были проведены следующие опыты. Сталь, содержащая 0,06% С, 17,7% Сг и 10,3% N1, подвергалась закалке с температуры 1150° в воду, отжигу при температурах от 600 до 800° С с охлаждением на воздухе и длительной выдержке при нормальной температуре до 10 ООО ч и до 5 лет. После этого в стали определялось количество мартенсита. Максимальное содержание мартенсита было в стали, выдержанной после отжига при 600° С более 10 ООО ч, а в стали после отжига при 800° С — в течение около 300 ч [12]. Из этого можно сделать вывод, что теория обеднения может применяться и в случае, когда образование максимального количества мартенсита связано с выделением большого количества карбидов, т. е. в области, где уже выделяются пространственно развитые частицы, обусловли- [c.64]

Основой теории направленности термомеханического упрочнения сталей может служить гипотеза о том, что и при высокотемпературной деформации упрочняться будут те кристаллографические системы, в которых скольжение происходит в направлении действия максимальных касательных напряжений и закалкой фиксируется повышенное количество дислокаций. При последующих механических испытаниях сопротивление материала детали пластической деформации и разрушению будет определяться степенью соответствия направленности упрочпеииых кристаллографических систем и ре-зу льтируюших максимальных напряжений. [c.12]

Д. К. Чернов — создатель современного представления о теории процессов закалки и отпуска стали. Так, например, подобно тому, как мы рассматривали изменение структуры стали в зависимости от того или другого относительного расположения и группировки сложных частиц стали, можно рассматривать и явления закалки и отпускания как результат того или другогораспо-ложения и группировки атомов в сложной частице стали . Открытые им точки на температурной шкале (фиг. 3) и указания о продолжительности процессов закалки и отпуска совпадают с современными данными точка и (200°) близка к точке [c.8]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...