Вплив температури на пластичність металу.
термічною обробкою називають процеси, пов'язані з нагріванням іохолодженням, які призводять до зміни внутрішньої будови сплаву, і у зв'язку зцим зміни фізичних, механічних та інших властивостей.
термічній обробці піддають напівфабрикати (заготовки, поковки,штампування і т. п.) для поліпшення структури, зниження твердості, Покращенняоброблюваності, і остаточно виготовлені деталі та інструмент длянадання їм необхідних властивостей.
У результаті термічної обробки властивості сплавів можуть мінятисядуже широких межах. Наприклад, можна отримати будь-яку твердість сталі від
150 до 250 НВ (вихідний стан) до 600-650 НВ (після загартування).
Можливість значного підвищення механічних властивостей за допомогоютермічної обробки у порівнянні з вихідним станом дозволяєзбільшити допустимі напруги, а також зменшити розміри і вага деталі.
Основоположником теорії термічної обробки є видатнийросійський вчений Д.К. Чернов, який у середині ХІХ ст., Спостерігаючи змінакольору живого сталі при її нагріванні і охолодженні і реєструючи температуру
«На око», виявив критичні точки (точки Чернова).
Радянські вчені досягли великих успіхів в удосконаленні вжевідомих і в розробці нових технологічних процесів термічноїобробки сталі.
У розвитку вчення про термічній обробці, у створенні прогресивнихметодів технології термічної обробки радянська наука і практиказаймають провідне місце.
Основними видами термічної обробки сталі є отжиг,нормалізація, загартування і відпустку.
Отжиг сталі.
Призначення відпалу - зниження твердості, подрібнення зерна
(перекристалізація), покращення оброблюваності, підвищення пластичності ів'язкості, зняття внутрішніх напружень, усунення або зменшенняструктурної неоднорідності, підготовка до наступної термічної обробки.
На результат відпалу впливають наступні фактори:
1) швидкість нагрівання;
2) температура нагріву (відпалу);
3) тривалість витримки при температурі нагріву (відпалу);
4) швидкість охолодження.
Швидкість нагріву. Допустима швидкість нагріву залежить від хімічногоскладу сталі. Чим більше в сталі вуглецю і спеціальних домішок, тимменш вона теплопровідність і, отже, тим повільніше слід їїнагрівати.
Температура нагріву. Температуру нагрівання встановлюють в залежності відзмісту вуглецю і спеціальних елементів.
Повний отжиг
Повний отжиг характеризується нагріванням на 20-30 град вище температуриінтервалу перетворень і повільним охолодженням до температури нижче інтервалуперетворень (зазвичай до 400 - 5000 С). Повному відпалу піддаютьдоевтектоїдних і евтектоїдних сталі. Для заевтектоідних сталейдоцільним і практично придатним є неповний отжиг. Повнийотжиг застосовують для перекристалізації структури в горячодеформірованнихсталях та фасонні лиття.
Отжиг гарячодеформовані стали знижує міцність і підвищуєпластичність.
Якщо вихідна структура важко піддається виправленню і повний отжиг НЕв змозі поліпшити структуру сталі, то застосовують подвійний отжиг. Першийвисокий отжиг проводять при підвищеній температурі 950-1000 ° С.
Неповний отжиг застосовують переважно для заевтектоідіой сталі.
Неповний отжиг доевтектоїдних сталей застосовують для поковок, гарячаобробка тиском яких проведена правильно з отриманнямзадовільною мікроструктури. У цьому випадку призначенням неповноговідпалу є перекристалізація перліту і зняття внутрішніх напруженьперед механічною обробкою. Температура нагріву при неповному відпаленнідоевтектоїдних сталей 770 - 800о С.
Ізотермічний отжиг
При ізотермічному відпаленні аустеніт перетворюється на феррито-цементітнуюсуміш не при охолодженні в певному інтервалі температур, як цевідбувається при звичайному повному відпаленні, а вчасно витримки при постійнійтемпературі. Для ізотермічного відпалу сталь нагрівають до оптимальноїтемператури і після витримки швидко охолоджують до температури трохи нижчекритичної точки (650-7000 С). При цій температурі сталь витримують доповного розпаду аустеніту, а потім охолоджують на повітрі. Перевагоюізотермічного відпалу в порівнянні зі звичайним є значнескорочення часу відпалу та отримання однорідної структури.
Температура ізотермічної витримки значно впливає на одержуванийструктуру і властивості. Зі зниженням температури, тобто зі збільшенням ступеняпереохолодження аустеніту, зерна цементиту подрібнюються, і виходить більшедисперсний перліт.
Практично ізотермічний отжиг проводять в двох печах: в одній печідеталі нагрівають, потім їх переносять в іншу піч, яка має температурутрохи нижче.
Низькотемпературний отжиг.
Низькотемпературний отжиг (високий відпустку) застосовують головним чином длялегованих сталей (хромисті, хромоникельовой та ін) для зняття внутрішніхнапруги і для зниження твердості. Фазова перекристалізація при цьомувигляді відпалу відсутній. Повного зняття внутрішньої напруги досягають принагріванні до 6000 С, тому низькотемпературний отжиг можна проводити втемпературному інтервалі від 6000 С. Витяг для зняття внутрішніхнапруг тим менше, чим вище температура нагріву. Охолодження післянагріву повинно бути досить повільним, щоб знову не виникливнутрішні напруги.
Дифузійні отжиг (гомогенізація)
Цей отжиг характеризується нагріванням до температури значно вищетемператур інтервалу перетворень (на 180 - 300 ° С) з подальшим повільнимохолодженням.
Такий отжиг застосовують для вирівнювання хімічної неоднорідності зерентвердого розчину шляхом дифузії, тобто зменшення мікролікваціі у великихфасонних сталевих Відлиття і злитках, головним чином легованої сталі.
Дифузійні отжиг в зв'язку з призначенням його зробити сталь однорідної
(гомогенної) інакше називається гомогенізацією.
Так як швидкість дифузії збільшується з підвищенням температури, акількість продіффундірованного речовини стає тим більше, ніждлітельнєє витримка, то для енергійного протікання дифузії необхіднівисока температура і тривала витримка.
Практично злитки нагрівають до 1100 - 1150 ° С, витримують при ційтемпературі 12-15 год, а потім повільно охолоджують до 250-200 ° С. Процесдифузійного відпалу триває близько 80-100 ч.
У результаті тривалого високотемпературного відпалу відбувається зростаннязерна. Цей недолік мікроструктури усувають тим, що злитки піддаютьгарячій механічній обробці, в результаті якої повністю знищуєтьсягрубозерниста структура литої сталі, тому після гомогенізації злиткине піддають відпалу для поліпшення структури.
Тільки в тих випадках, коли після гомогенізації злитки виходять зпідвищеною твердістю (наприклад, зливки високолегованих сталей),проводять додатковий низько температурний отжиг при 650-680 ° С.
НОРМАЛІЗАЦІЯ СТАЛИ
нормалізацією називають нагрівання сталі до температури на 30-50 град вищеверхніх критичних точок, витримку при цій температурі і охолодження наспокійному повітрі. При нагріванні низьковуглецевих сталей до температурнормалізації відбуваються ті ж процеси, що і при відпаленні, тобто подрібненнязерен. Крім того, внаслідок охолодження більш швидкого, ніж при відпаленні, іщо виходить в результаті цього переохолодження, будова перліту більшетонке (дисперсне), і кількість евтектоіда (вірніше, квазіевтектоіда)більше, ніж при повільному охолодженні (при відпаленні).
У порівнянні зі структурою відпалу структура нормалізації дрібніша,а механічні властивості більш високі (підвищена міцність і твердість);це забезпечується прискореним охолодженням (на повітрі) в порівнянні зповільним охолодженням (разом з піччю) при відпаленні.
Якщо при охолодженні на повітрі утворюється (у деякихвисоколегованих сталях) не перліт, а мартенсів - структура, характернадля загартованої сталі, то таку термічну обробку називають ненормалізацією, а повітряної загартуванням.
Загартування СТАЛИ
загартуванням називають нагрівання стали вище критичної точки з наступнимшвидким охолодженням. Зазвичай нагрівання проводять на 30-50 град вище лінії GSK надіаграмі залізо - цементит.
Призначення гарту - отримання високої твердості або підвищеноюміцності. На результат гарту, як і відпалу, впливають чотири основніфактора - швидкість нагрівання, температура нагріву, тривалість витримкита швидкість охолодження.
Основним і вирішальним фактором є швидкість охолодження - твердість іфізико-механічні властивості сталі пов'язані зі швидкістю охолодження.
ОТПУСК Загартоване СТАЛИ
Відпусткою називають нагрівання загартованої сталі до температури нижчекритичної точки (7270 С) з подальшим охолодженням. Метою відпусткиє часткове або повне усунення внутрішньої напруги, зниженнятвердості і підвищення в'язкості. Відпустка піддають загартовану сталь зструктурою Тетрагональна мартенсіта та залишкового аустеніту.
-----------------------< br>
