Теорія термообробки.
Термообробкою називається тепловий вплив на метал з метоюспрямованого зміни його структури і властивостей.
Класифікація видів термообробки:

Отжиг.
Отжигом називають термообробку, спрямовану на отримання у металахрівноважної структури. Будь-який отжиг включає в себе нагрів до певноїтемператури, витримку при цій температурі і подальше повільнеохолодження. Мета відпалу - зменшити внутрішні напруження в металі,зменшити міцнісні властивості і збільшити пластичність. Отжиг ділять наотжиг 1 роду і 2 роду.
Отжиг 1 роду - це такий вид відпалу, при якому не відбувається структурнихзмін, пов'язаних з фазовими перетвореннями.
Отжиг 1 роду в свою чергу поділяють на 4 групи:
1. Гомогенізація - отжиг, спрямований на зменшення хімічноїнеоднорідності металів, що утвориться в результаті рекристалізації. Увідміну від чистих металів, все сплави після кристалізації характеризуютьсянерівноважної структурою, тобто їхній хімічний склад є змінним якв межах одного зерна, так і в межах усього злитка.
Хімічна неоднорідність зумовлена різною температурою плавленнявихідних компонентів. Чим менше ця різниця, тим більше помітна хімічнанеоднорідність, що виходять в злитку. Позбавиться від неї неможливо, можнатільки зменшити. Для цього застосовують високотемпературний отжиг ззнятих (від 2 до 48 годин). При високій температурірухливість атомів в кристалічній решітці висока і з плином часуза рахунок процесів дифузії відбувається поступове вирівнювання хімічногоскладу. Однак усереднення хімічного складу відбувається в межах одногозерна, тобто усувається в основному дендритних Ліквація. Щоб усунутизональну Ліквація (хімічну неоднорідність в межах частини злитку),необхідно витримувати зливки при даній температурі протягом декількохроків. А це практично неможливо.
У процесі відпалу на гомогенізацію відбувається поступове розчиненнянерівноважних інтерметаллідних фаз, які можуть утворитися в результатікристалізації з великою швидкістю. При подальшому повільному охолодженніпісля відпалу такі нерівноважні фази більше не виділяються. Тому післягомогенізації метал володіє підвищеною пластичністю і легко піддаєтьсяпластичної деформації.
2. Рекрісталлізаціонний отжиг. Холодна пластична деформація викликаєзміна структури металу та його властивостей. Зсувне деформація викликаєзбільшення щільності дефектів кристалічної решітки, таких як вакансії,дислокації. Освіта комірчастої структури відбувається зі зміною формизерен, вони сплющуються, витягуються в напрямку головної деформації. Всіці процеси ведуть до того, що міцність металу поступово збільшується,пластичність падає, тобто виникає наклеп або нагартовка. Подальшадеформація такого металу неможлива, тому що відбувається його руйнування. Длязняття ефекту зміцнення застосовують рекрісталлізаціонний отжиг, тобто нагрівметалу до температур вище початку кристалізації, витримку з подальшимповільним охолодженням. Температура нагріву залежить від складу сплаву. Длячистих металів температура початку рекристалізації tp = 0,4 Тпл, ЄК, длязвичайних сплавів близько 0,6 Тпл, для складних термоміцністі сплавів 0,8 Тпл.
Тривалість такого відпалу залежить від розмірів деталі і в середньомустановить від 0,5 до 2 годин. У процесі рекрісталлізаціонного відпалувідбувається утворення зародків нових зерен та подальше зростання цихзародків. Поступово старі деформовані зерна зникають. Кількістьдефектів у кристалічній решітці зменшується, наклеп усувається, іметал повертається в початковий стан.
Ступінь деформації визначає розмір зерна після відпалу. Якщо вона близька докритичної ((кр = 5-15%), то в результаті після відпалу в металі виникаютьвеликі зерна, що зазвичай небажано. Тому перед рекрісталлізаціоннимотжигом деформацію металів виробляють зі ступенем 30-60%. У результатівиходить дрібнозерниста однофазная структура, що забезпечує хорошепоєднання міцності і пластичності. Збільшення ступеня деформації до 80-90%викликає появу в металі текстури деформації. Післярекрісталлізаціонного відпалу текстура деформації змінюється на текстурурекристалізації. Як правило, це супроводжується різким спрямованимзростанням зерна. Збільшення розмірів зерна, тобто зниження механічнихвластивостей, може викликати також дуже велика температура відпалу або великавитримка. Тому при призначенні режимів відпалу необхідно використовуватидіаграму рекристалізації.
Рекрісталлізаціонний отжиг може застосовуватися як попередня,проміжна, так і як остаточна термообробка. Як попереднятермообробка він застосовується перед холодної деформацією, якщо оригіналстан металу нерівноважної і має якусь ступінь зміцнення. Якпроміжна операція рекрісталлізаціонний отжиг застосовується міжопераціями холодної деформації, якщо сумарна ступінь деформації занадтовелика і запасів пластичності металу не вистачає. Як остаточний виглядвідпалу його застосовують в тому випадку, якщо споживач потребує поставкинапівфабрикатів в максимально пластичному стані. У деяких випадкахспоживачеві потрібно напівфабрикат, що поєднує певний рівеньміцності з необхідним запасом пластичності. У цьому випадку замістьрекрісталлізаціонного відпалу використовують його різновид - отжиг наполігонізації. Отжиг на полігонізації проводять при температурі, яканижче температури початку рекристалізації. Відповідно при такійтемпературі відбувається лише часткове усунення наклепа за рахунок процесівповернення другого роду, тобто відбувається зменшення щільності дефектівкристалічної решітки, освіта комірчастої дислокаційної структури беззміни форми зерен. Ступінь зменшення наклепа залежить, перш за все, відтемператури. Чим ближче температура до порога рекристалізації, тим меншенаклеп, тим більше пластичність і навпаки.
3. Отжиг для зняття внутрішньої напруги. Внутрішні напруги в металіможуть виникати в результаті різних видів обробки. Це можуть бутитермічні напруги, що утворилися в результаті нерівномірного нагрівання,різної швидкості охолодження окремих частин деталі після гарячоїдеформації, лиття, зварювання, шліфування і різання. Можуть бути структурними,тобто що з'явилися в результаті структурних перетворень, що відбуваються всерединідеталі в різних місцях з різною швидкістю. Внутрішні напруги вметалі можуть досягати великої величини і, складаючись з робітниками, тобтощо виникають при роботі, можуть несподівано перевищувати межу міцності іпризводити до руйнування. Усунення внутрішніх напруг проводиться здопомогою спеціальних видів відпалу. Цей отжиг проводиться при температурахнижче температури рекристалізації: tотж = 0,2-0,3 Тпл є К. Підвищенатемпература полегшує ковзання дислокацій і, під дією внутрішніхнапруги, відбувається їх перерозподіл, тобто з місць з підвищенимрівнем внутрішньої напруги дислокації переміщуються в області ззниженим рівнем. Відбувається ніби розрядка внутрішньої напруги. Принормальній температурі цей процес буде тривати протягом декількох років.
Збільшення температури різко збільшує швидкість розрядки, ітривалість такого відпалу складає декілька годин.
4. Патентування. Дивитися термообробку сталі.
Отжиг другого роду - термообробка, спрямована на одержання рівноважноїструктури в металах і сплавах, що зазнають фазові перетворення.
При відпаленні другого роду нагрів і подальше охолодження може викликати якчасткову, так і повну заміну вихідної структури. Повна заміна (((((() врезультаті подвійної перекристалізації дозволяє кардинально змінитибудову сплаву, зменшити розмір зерна, зняти наклеп, усунути внутрішнінапруги, тобто повністю змінити структуру і властивості деталі. Отжигдругого роду може бути повним і неповним.
Повний отжиг супроводжується повною перекристалізацією. При неповному відпаленніструктурні перетворення відбуваються не повністю, з частковим збереженнямпочаткової фази. Неповний отжиг застосовується в тих випадках, коли можназмінити будову другої фази, яка зникне і знову з'являється при цьомувигляді відпалу.
Загартування - це термообробка, спрямована на отримання в сплавімаксимально нерівноважної структури і відповідно аномального рівнявластивостей. Будь-яка гарт включає в себе нагрівання до заданої температури,витримку і подальше швидке різке охолодження. Залежно від видуфазових перетворень, що відбуваються в сплаві при загартування, розрізняють загартування зполіморфним перетворенням і загартування без поліморфного перетворення.
Загартування з поліморфним перетворенням. Цей вид загартування застосовується длясплавів, в яких один з компонентів має поліморфні перетворення.
При загартування з поліморфним перетворенням нагрівання металу проводиться дотемператури, при якій відбувається зміна типу кристалічної решітки восновному компоненті. Освіта високотемпературної поліморфної структурисупроводжується збільшенням розчинності легуючих елементів. Подальшерізке охолодження веде до зворотного зміни типу кристалічної решітки,однак через швидке охолодження у твердому розчині залишається надлишковезміст атомів інших компонентів, тому після такого охолодженняутворюється Нерівноважна структура. У металі зберігаються внутрішнінапруги. Вони викликають різку зміну властивостей, збільшується міцність,зменшується пластичність. При швидкому охолодженні перебудовакристалічної решітки відбувається за рахунок одночасного зміщення цілігруп атомів. У результаті замість звичайних зерен в металі з'являєтьсяголчата структура, яка називається мартенсітом. Нерівноважноїстан металу після такого типу загартування є термодинамічнонестійким. Тому, щоб перевести метал в більш стійкий стан,отримати необхідний рівень внутрішньої напруги, а відповідно інеобхідні механічні властивості, застосовують додаткову термообробку,яку називають отжиг.
Загартування без поліморфного перетворення.
Застосовується для сплавів, хто не відчуває поліморфних перетворень, алещо мають обмежену розчинність одного компонента в іншому.
Якщо сплав, який містить вторинні фази, нагріти до температури вище лініїСолідус, то збільшення розчинності призведе до розчинення вторинних фаз.
Якщо тепер такий твердий розчин швидко охолодити, то виділення вториннихфаз утворитися не встигне, тому що для цього потрібен час на проходженняпроцесу дифузії, освіта інший кристалічної решітки, межрозділу між фазами. В результаті, при нормальній температурі пересиченіметастабільних твердий розчин містить надлишок друга компонента. Такезміна структури змінює властивості сплаву, міцність може, якзбільшитися, так і зменшитися, а пластичність, як правило, збільшується.
Стан металу після такого гарту є термодинамічнонестійким. Мимовільно або під впливом попереднього нагрівуметастабільних твердий розчин починає розпадатися з виділенням вторинноїфази, тобто ? м (? +? ІІ. Цей процес називається старінням. Таким чином,старіння - це термообробка, що проводиться після гарту безполіморфного перетворення, спрямована на отримання в сплаві більшерівноважної структури і заданого рівня властивостей.
Відпустка.
Відпустка - термообробка, спрямована на зменшення внутрішніх напружень усплавах після гарту з поліморфним перетворенням. Освіта вторинних фазпісля гартування з поліморфним перетворенням завжди супроводжується різкимзбільшенням внутрішніх. Відповідно максимально збільшуються міцністьі твердість, до мінімуму падає пластичність. Щоб отримати необхіднуспіввідношення міцності і пластичності, такий сплав після гарту піддаютьдодаткової термообробці: відпустки. Нагрівання викликає зменшенняконцентрації легуючих елементів у твердому розчині і виділення вториннихфаз.
Після гарту без поліморфного перетворення сплав має структурупересичені твердого розчину. Такий стан сплаву - нестабільне і зплином часу починає змінюватися. Пересичені твердий розчинрозпадається з виділенням з нього дрібних включень вторинної фази. Цейпроцес проходить у декілька стадій:
На першій стадії в кристалічній решітці твердого розчину з'являютьсязони, збагачені атомами другого компонента. З часом ці зонизбільшуються.
На другій стадії концентрація атомів другого компонента досягає величини,відповідної по концентрації виділення вторинної фази.
Настає третя стадія, тобто формування в цих зонах проміжноїкристалічної решітки, яка відрізняється те решітки твердого розчину івід грат вторинної фази.
На четвертій стадії збільшення концентрації другого компонента призводить доосвіти остаточної кристалічної решітки вторинної фази іосвіти кордону розділу між твердим розчином і вторинної фазою. Такяк процес розпаду твердого розчину заснований, перш за все, надифузійних процесах, то він в значній мірі залежить відтемператури. Чим вища температура, тим швидше йде процес розпаду. Якщотемпература нормальна, то процес розпаду називається природнимстарінням, а якщо температура підвищена, то - штучним старінням. Урезультаті, після старіння структура сплаву являє собою зернатвердого розчину рівноважного хімічного складу, з рівномірнорозподіленим за обсягом, величезною кількістю дрібних виділень вторинноїфази. Ці виділення, розташовуючись на площинах ковзання, перешкоджаютьпереміщенню дислокацій, вимагають збільшення сколюють напруги.
Відповідно, міцність і твердість сплаву збільшуються.

Хіміко-термічна обробка (ХТО).
Це одночасний вплив на метал хімічної середовища, тепла з метоюспрямованого зміни складу і властивостей поверхні деталі. Різнівиди ХТО спрямовані або на підвищення корозійної стійкості, абоміцності і твердості, зносостійких, антифрикційних властивостей. Змінюючисклад хімічної середовища, можна в одних і тих самих деталях отримувати різнівластивості.

термомеханічної обробки.
Це поєднання пластичної деформації, зміцнюючої термообробки, причомущо утворюється в результаті деформації наклеп зберігається і впливає на фазовіперетворення, що відбуваються при термообробці.
Така комплексна дія на метал дозволяє отримати рівень властивостейв металі вищий, ніж можна отримати після деформації або післятермообробки окремо.

Термообробка сталей.
Критичні точки в діаграмі FE-C.
Це температурні точки фазових перетворень. Їх зазвичай прийнято позначатилітерами Ас і Аr.
Ас - точка відповідає нагріву, температура збільшується.
Аr - точка відповідає охолодженню, температура зменшується.
1) Точка АС1 - перша критична точка (лінія PSK). Температурарівноважна, що дорівнює 727 (С. На цій лінії йде реакція переходу П (А.
2) Точка АС2 = 768 (С. Перехід заліза з магнітного в парамагнітнестан.
3) Точка АС3 (лінія GS), залежно від хімічного складу,температура змінюється від 911 до 727 (С. Перетворення: Ф (А.
4) Точка АС4 (лінія NY), температура 1400 (С і вище. Перетворення: А (S
-Ферит. Вище цієї точки намагаються не нагрівати.
5) Точка Асm (лінія SE) А + Ц (((А

Нагрівання й охолодження.
Процес термообробки стали, в будь-якому випадку, включає в себе нагрів іохолодження, при цьому відбуваються структурні та фазові перетворення. Ціперетворення прийнято поділяти на чотири основних види:
1. П (А при підвищенні температури;
2. А (П при зменшенні температури;
3. А (М при загартування (температура значно зменшується, швидке охолодження);
4. М (П при відпуску (температура збільшується).
Після проходження цих процесів при рідкісних варіантах термообробки залежитьостаточна структура сталей а, отже, властивості деталей.
Перше основне перетворення в стали:

П (А (температура збільшується)
Перше основне перетворення відбувається, практично, при всіх видах відпалуі загартування в процесі нагрівання сталі. Перетворення перліту в аустенітпочинається при нагріванні сталі вище першого критичної точки АС1. При цьомузерна (Ф + Ц) в перлітною зерні взаємодіють між собою та утворюючи?? сязародок зерна аустеніту: Ф + Ц (А
Так як поверхні розділу між ферритом і цементиту в зерні перлітудуже багато, то в початковий момент часу виникає величезна кількістьзародків аустеніту. Початкове зерно аустеніту завжди дуже дрібне.
Збільшення температури нагріву викликає поступове зростання зерна аустеніту.
Чим вища температура, тим більше зерно.
Одночасно зі зростанням зерна аустеніту відбувається розчинення великихвключень цементиту та вирівнювання вмісту вуглецю по перетину деталей.
Зростання зерна аустеніту в різних сталях йде по-різному. Якщо збільшеннятемператури викликає повільне зростання зерна, чим більше температура, тимбільше зерно, то таку сталь називають спадково крупнозернистою. Якщож збільшення температури викликає зростання зерна тільки при нагріванні дотемператури 950-1000 (С, то таку сталь називають спадководрібнозернистою.
Грубозерниста сталь - це кипляча, тобто розпечена Mg і C.
У структурі цієї сталі немає ніяких включень, що стримують межі зерен.
Тому зерно в такій стали збільшується пропорційно зростаннютемператури.
Спадково дрібнозерниста сталь - це спокійна сталь, вона розпечена Al.

FeO + Al (Fe + Al2O3
Дрібне включення окису Al стримує межі зерен від переміщення принагріванні до температур до 950 (С, але подальше зростання температури викликаєрізке зростання зерна та його розмір може навіть перевищити розмір зерна вкрупнозернистою сталі. Для того щоб визначити, до якого типу відноситьсядана сталь, проводять випробування на стандартну пробу, тобто нагрівають стальдо температури 930 (С і тримають 8 годин. Якщо зерно збільшилася, то стальгрубозерниста, якщо не збільшилася, то сталь дрібнозерниста.
Розмір зерна аустеніту є дуже важливою характеристикою. Чим більшезерно аустеніту, тим відповідно буде більший зерно перліту абомартенсіта, що утворюються після відпалу або гарту. Велике ж зерно завждинебажано, тому що знижує ударну в'язкість сталі.

Друге основне перетворення:

А (П (температура зменшується)

Це перетворення відбувається при повільному охолодженні сталі, тобто в процесівідпалу. Починається воно освітою перший зародків цементиту на кордонізерна аустеніту при зниженні температури нижче точки А1.

Якщо зерно А було великим, відповідно великим буде і зерно П.

Якщо охолодження йде повільно, то дифузія вуглецю встигає пройти набільшу відстань, відповідно утворюється зерно перліту і цементитувеликої товщини.

Якщо охолодження йде швидко, то дифузія пройти не встигає, утворюються

тонкі пластини Ф і Ц, структура перліту буде дрібнодисперсного, від якоїзаздрості твердість сталі. Чим більше перлітною пластини, тим меншетвердість і навпаки. Тому, при повільному охолодженні твердість сталізавжди вийде менше.

ізотермічна діаграма розпаду.

Четверте перетворення М (П.
Структура загартованої сталі, тобто М є т/д нестійкою. Цепояснюється, по-перше надмірною кількістю с в твердому розчині. По -друге, великою кількістю внутрішніх дефектів кристалічної будови,по-третє наявністю залишкового аустеніту. Однак, мимоволі принормальній температурі сталь не може перейти в більш стійкий стан,тому що для перебудови структури потрібна додаткова енергія. Розпаднестійкою структури можливий лише при підвищенні температури. Такаперебудова починається починаючи з невеликого нагрівання до 1000 ізакінчується при досягненні температурою т. А1 (тобто 7000). Умовнопроцес перебудови температури можна розбити на три стадії:
1. При нагріванні до 2000С. У цьому інтервалі температур з М гарту виділяється надлишок вуглецю у вигляді дрібних виділень цементиту Fe3C. У результат внутрішнє напруження в мартенсів зменшується, і такий мартенсів називають мартенсітом відпустки. Виділення з мартенсіта цементиту супроводжується зменшенням обсягу сталі.
2. 200-4000с. При цих температурах триває перетворення мартенсіта загартування в мартенсів відпустки при зменшенні обсягу і одночасно з цим залишковий аустеніт, який зберігся в загартованої сталі, перетворюється на мартенсів гарту. Цей процес йде зі збільшенням обсягу сталі. Якщо остаточного аустеніту багато, то це збільшення об'єму можна компенсувати. Зміна обсягу пов'язане з переходом мартенсіта загартування в мартенсів відпустки.
3. 400-6000С. При цих температурах мартенсів відпустки розпадається на суміш фериту і цементиту ТПРМ (Ф + Ц. Чим вища температура, тим більше розмір утворилися зерен фериту і цементиту. Крім того, змінюється і форма цементітних включень. На відміну від пластинчастої форми, яка утворюється при розпаді аустеніту в момент переходу його в перліт, при перетворенні мартенсіта в перліт частки цементиту округлі, тобто сферичні. В результаті такої зміни структури змінюється в'язкість сталі. Чим дрібніше частки цементиту і чим вони більш круглі, тим вище в'язкість. Розмір округлих включений цементиту залежить тільки від температури, чим вища температура, тим включений більше, але одночасно зі збільшенням розміру включень зменшується і твердість і в'язкість сталі.

Практика термообробки сталей.

При виготовленні деталей для зміни структури і властивостей сталізастосовують різні операції термообробки. До них відносять отжиг, загартування івідпустку.

Отжиг сталей.
Отжиг - це термообробка, спрямована на зменшення міцності ітвердості і підвищення пластичності сталі. Температура відпалу визначаєтьсяйого призначенням і залежить від вмісту вуглецю.
Для доевтектоїдних і заевтектоідной сталей застосовують різні види відпалу.
Це пояснюється різним призначенням сталей.

Отжиг доевтектоїдних сталі.
Для доевтектоїдних сталі можна застосовувати як отжиг 1 роду, так і отжиг 2роду. З отжигом 1 роду для сталі застосовують отжиг на рекристалізації
(застосовують для маловуглецевої сталі, тобто зміст з менш від
0,25%). Ця сталь призначена для холодного штампування. При деформації вній виникає зміцнення, тобто наклеп, який знімається отжигом нарекристалізації.
1. Рекрісталлізаціонний отжиг проходить при температурах 6800С, час відпалу

4-12 годин.
2. Отжиг на зняття внутрішніх напружень. Цей вид відпалу застосовується для усунення внутрішніх напруг, що виникають у процесах різання, зварювання, шліфування. Зняття внутрішніх напруг відбувається за рахунок процесів повернення. Тривалість і температура такого відпалу залежить від виду напружень, від розмірів деталей, хімічного складу сталі (до

6000С), 2-12 годин. Більшість конструкційних деталей виготовляється з середньо-і високовуглецевих сталей. Температура рекрісталлізаціонного відпалу таких сталей практично збігається з температурою т. А1, тому в більшості випадків для зміни структури і властивостей сталі застосовують отжиг 2 роду.

Для доевтектоїдних стали в основному застосовують повний отжиг. При такому відпаленні відбувається повна зміна структури сталі, що дозволяє усунути всі дефекти, викликані холодної деформацією, зварюванням, різкою і так далі.

Отжиг 2 роду для доевтектоїдних стали прийнято розділяти на 4 види: < p> 1. повний отжиг

2. ізотермічний отжиг

3. нормалізація

4. Патентування

1. Повний отжиг
Проводиться з нагріванням стали до температури, що перевищує точку А3 зподальшим повільним охолодженням разом з промовою. Повільне охолодженнявикликає повне рівноважний перетворення А (Ф + П. У результаті виходитьмаксимально можлива пластичність, мінімальна твердість і міцність іповне зняття внутрішньої напруги. Якщо внутрішні напрямки не маютьзначення то після охолодження з піччю до 5000, подальше охолодження можнавести на повітрі. Повний отжиг застосовують для усунення дефектів структури,викликаних литтям, холодної деформацією, зварюванням.
Основний недолік повного відпалу - це його велика тривалість,можлива нерівномірність зерен будівлі в центрі і на поверхнівеликогабаритних виробів, викликана неоднаковою швидкістю охолодження.
2. Ізотермічний отжиг.
При ізотермічному відпаленні, заготовки, нагріваються до температури вище т. А3швидко охолоджують на 100є С нижче точки А1, потім поміщають у піч і при ційтемпературі витримують до повного перетворення А (П.
Так як перетворення А (П йде при постійній температурі і у всьому обсязідеталі одночасно, такий спосіб відпалу дозволяє одержати рівномірнуструктуру за всім обсягом деталі. Такий вид відпалу застосовується длявеликогабаритних деталей відповідального призначення.
3. Нормалізація.
Нормалізацією називають отжиг з охолодженням деталі на вільному повітрі.
Умови охолодження при нормалізації дозволяють отримати більш дрібне зерно,в порівнянні зі звичайним отжигом. Зменшення розміру зерна викликаєзбільшення міцності і твердості, при деякому зниженні пластичності.
Особливо це помітно на деталях, що містять 0,3-0,6% С. Міцність ітвердість таких сталей при нормалізації має проміжне значення міжтвердістю, отриманої після відпалу і твердістю, отриманої при загартування,тому нормалізація таких сталей є основним видом термообробки.
Для маловуглецевих сталей властивості після відпалу та після нормалізаціїпрактично збігаються, тому для маловуглецевих сталей отжиг завждизамінюють на нормалізацію. Нормалізацію застосовують і як остаточний виглядтермообробки і як проміжний, наприклад, між операціями холодноїдеформації для зняття наклепа або перед обробкою різанням для зменшеннятвердості.
4. Патентування.
Це особливий вид відпалу, який застосовується для виготовлення високоміцноїдроту.
Низька температура перетворення дозволяє одержати рівномірну дрібнуструктуру. Така структура називається троостіт. Після відпалу стальпіддають холодної деформації, волочіння. В результаті дрібної структури інаклепа дозволяють отримати метал міцністю 2000-5000 МПа.

Отжиг заевтектоідной сталі.

1. Отжиг на сфероінізацію є неповним, тому при нагріванні повногорозчинення цементітних включень не відбувається. У процесі охолодження, що залишилися, включений цементиту при розпаді аустеніту. У результаті формавключень цементиту змінюється. З колишньої пластинчастої вона перетворюється наокруглу сферичну. Тому такий отжиг називається сфероінізірующім.
Зміна форми включень цементиту дозволяє підвищувати в'язкість сталі;полегшує процес обробки різанням. Така структура сталі єідеальної перед загартуванням. Для прискорення процесу сфероінізаціі інодізастосовують отжиг з ціклірованіем температури на 20-30є С вище або нижче точки
А1. Такий отжиг називають маятниковим.
При нагріванні стали відбувається розчинення країв цементітних пластин, приохолодженні ж цементит виділяється рівномірно по всій поверхні. Томупри такому вигляді відпаленні процесі сфероінізаціі йде швидше.

2. Нормалізація.
Застосовується для заевтектоідной сталі з метою усунення виділень цементитупо межах зерен. Суцільна цементітная сітка вкрай небажана. Вонаутворюється при повільному охолодженні за високих температур. Нагрівання сталей дотемператур вище точки Аст призводить до розчинення цементітной сітки пограниць зерен. При прискореному охолодженні на повітрі вторинний цементитвиділяється у вигляді окремих включень, не утворюючи суцільний сітки пограниць зерен. У результаті в'язкість стали відновлюються.

Загартування сталей.
Загартуванням називають термообробку, що включає в себе нагрівання сталей дотемператур вище критичних і швидке, різке охолодження, з метою отриманнявисокої міцності і твердості. Розрізняють гарту об'ємну та поверхневу.
При об'ємної загартування нагрівають і охолоджують весь обсяг деталі, приповерхневої - тільки поверхню.
В залежності від температури нагріву гарт буває повною і неповною. Приповної загартування сталь нагрівають вище точки А3. Повна загартування застосовуєтьсядля доевтектоїдних сталі. У цьому випадку при нагріванні вище точки А3 стальмає повністю аустенітні структуру і після різкого охолодження маєповністю мартенситних структуру. При неповної загартування повного перетворенняне буде, і залишився в структурі ферит не дасть отримати високоїтвердості і міцності. Тому в доевтектоїдних стали неповну загартування НЕзастосовують. Для заевтектоідной стали застосовують тільки неповну загартування. Уцьому випадку вторинний цементит, який зберігається в металі, додатковопідвищує твердість загартованих сталей. Якщо ж застосувати повну загартування, товторинний цементит розчиняється в аустеніт. Це супроводжується різкимзбільшенням зерна. Після охолодження в такої сталі буде велика кількістьостаточного аустеніту. Це додатково зменшить твердість сталі, томудля заевтектоідной стали повна гарт ніколи не застосовується. Витягпри загартування сталі повинна бути такою, щоб встигли пройти всі структурні тафазові перетворення. Однак вона не повинна бути надмірної, щоб не викликатизростання аустенітного зерна. Зазвичай орієнтовно витримку деталі берутьз розрахунку 1 хвилину на 1 міліметр товщини для нагрівання й + 1 хвилина на 1міліметр товщини для вирівнювання температури по перетину і проходженнявсіх структурах і фазових перетворень. Охолодження при загартування повинно бутирізким, для того, щоб не допустити утворення перліту, але в той же час
- Максимально повільним, щоб зменшити рівень внутрішньої напруги,що утворюються в деталях при різкому охолодженні. Внутрішні напруги повиннібути термічні та структурні. Термічні виникають через неоднаковийшвидкості охолодження поверхні і центрів масивних деталей, а також принеоднаковою швидкості охолодження тонких і товстих перетинів деталі.
Структурні напруги виникають через об'ємного ефекту (v ^) припереході А> М. В залежності від вмісту вуглецю цей об'ємних ефектдосягає 5-6%. Рівень внутрішньої напруги може бути настільки великий,що в результаті відбувається перекручування форми деталі або її розтріскування.
Охолодження при загартування може вестися в граничних середовищах (вода, оліямінеральне, водо-повітряні суміші). Від швидкості охолодження залежитьструктура, яка в стали після гарту. Якщо швидкість недостатня, тоотримує перлітною структура. Вони відрізняються один від одного різнимрозміром частинок перліту і цементиту. Якщо швидкість охолодження при загартуваннядосить велика, для того, щоб не утворився перліт, але занадто маладля утворення мартенсіта в сталях, з'явиться проміжна структура --Бейн. Зовні вона має голчасті структуру як мартенсів, але самі голкиявляють собою ферит, усередині якого виділяється дрібні часткицементу. Якщо швидкість охолоджується стали перевищує критичну швидкість, тоутворюється в мартенсів, що забезпечує максимальну твердість у загартованоїсталі. Найбільш ефективне охолодження забезпечує вода, але її недолік
- Занадто швидке охолодження в інтервалі мартенситних перетворення. Урезультаті виникають великі внутрішні напруги. Мінеральне маслонавпаки дає малу швидкість охолодження в області мартенситнихперетворення, але не досить швидку в області перлітного перетворення.

Способи загартування.
Для того, щоб забезпечити загартування сталей на мартенсів необхідно швидкоохолоджувати її в галузі перлітного перетворення. Але якщо з такою ж швидкістюохолоджувати її й далі в області мартенситних перетворення, то в деталівиникають різкі гартівні напруги. Тому бажано проводитиохолодження в області мартенситних перетворення якомога повільніше, алесередовища зі змінною швидкістю охолодження не існує і тому для різнихдеталей застосовують різні способи охолодження, щоб отримати загартованестан з мінімум рівнем внутрішньої напруги.
1. Охолодження в одному охолоджувачі (воді, маслі). Недолік - дуже різківнутрішні напруги. Щоб їх зменшити застосовують другий спосіб загартування.
2. Загартування в двох середовищах (з води в масло). По цьому способі на початкудеталь охолоджують у воді, до температури нижче перлітного перетворення, апотім перекидають до остаточного охолодження в масло. Цей спосібскладний і вимагає високої кваліфікації робітників, від яких потрібновитримувати деталь певну кількість часу у воді. Якщо витримкабуде мала, то при подальшому охолодженні потрапляємо в перлітною перетворення,і гарту не буде, а якщо витримка занадто велика, то в деталях виникаютьвеликі внутрішні напруги.
3. Ступенева загартування. При ступінчастою загартування нагретую деталь охолоджуютьшвидко до заданої температури у спеціально гарячої середовищі, в якостіякій використовуються розплави металів або солей. Час витримки в гарячійсередовищі визначаються маркою сталі і може бути чітко визначено посекундоміром, після цього йде закінчення охолодження у воді або олії.
Витяг в гарячій середовищі дозволяє вирівняти температуру по всьому перерізудеталей, тому при остаточному охолодженні у воді, маслі або перетворенняаустеніту в мартенсів йде одночасно по всьому об'єму деталі, щодозволяє різко знизити рівень внутрішньої напруги. Такий спосіб загартуваннязастосовують для великогабаритних деталей складної форми, щоб до мінімумузнизити спотворення форми.
4. Ізотермічна загартування. Цей спосіб застосовується для великогабаритнихдеталей, які не можна охолоджувати дуже швидко, через небезпеку руйнування.
При ізотермічної загартування нагріті деталі поміщають у гарячу середу,нагріту до заданої температури 350-400 градусів, в якій витримуютьдо повного проходження перетворення аустеніту в троостіт або Бейн. Післяповного перетворення деталь зазвичай охолоджується на повітрі. Додатковоївідпустки після такої загартування не потрібно. Температура навколишнього середовищавибирається термообробкою, щоб отримати в деталі структуру,що забезпечує задану твердість.
5. Загартування з обробкою холодом. При загартування високовуглецевих сталей,що містять нікель, молібден, вольфрам навіть після повного охолодження донормальної температури перетворення аустеніту в мартенсів проходить неповністю. Залишковий аустеніт має невисоку твердість і томутвердість деталі після гарту буде недостатньою. Для усуненняостаточного аустеніту загартовані деталі додатково охолоджують в областінегативних температур 70-80 градусів, парами вуглекислоти або рідкогоазоту. Додаткове охолодження викликає перехід остаточного аустеніту вмартенсів і твердість загартованої сталі підвищується.
6. Загартування з самоотпуском. Цей спосіб загартування застосовується для деталей,які повинні мати різну твердість у різних місцях. Щоб отриматизмінну твердість, нагріту деталь поміщають в охолоджену середу тількиробочою поверхнею, залишаючи хвостовик над поверхнею охолоджуючоїсередовища. Після повного охолодження поверхні деталь витягують з охолоджуючоїсередовища і за рахунок тепла, що зберігся в хвостовій частині, що відбуваєтьсярозігрів робочої поверхні і її відпустку. Температуру розігріву поверхніконтролюють за кольорами мінливості.

поверхні загартування.
Цей спосіб застосовується для виробів, у яких повинна бути поверхню ів'язка серцевина (шестерні, вали). При поверхневій загартування нагрівпроводиться не всієї деталі, а тільки її поверхні. Після нагріву відразупроводиться охолодження. Тому структурні вимірювання зачіпають тількиповерхню. Залежно від способів нагріву розрізняють кілька видівповерхонь гарту:
1. Загартування зануренням - розігрів поверхні ведеться за рахуноккороткочасного занурення деталі в го