ВУЗ:
Составители:
С учётом этих требований и выбирают схемы термообработки различных сталей.
Основные виды термической обработки сталей следующие.
Отжиг –
термообработка, при которой сталь нагревают до температуры выше критических точек на 30…50 °С,
выдерживают при этой температуре для прогрева заготовки и затем медленно (вместе с печью) охлаждают. Если при нагреве
получают полностью однофазную структуру аустенита – это
полный отжиг
, если кроме аустенита присутствует феррит (в
доэвтектоидных сталях) или цементит (заэвтектоидные) –
неполный отжиг
. Такой режим применяют для получения
равновесной структуры, измельчения зерна, снижения твёрдости и улучшения обрабатываемости стальных заготовок.
Дешёвой разновидностью полного отжига является
нормализация
, которая отличается тем, что после нагрева и
выдержки заготовки выгружают из горячей печи, и они остывают на воздухе. При этом структура стали будет менее
равновесная, твёрдость повыше, но обрабатываемость на металлорежущих станках остаётся высокой.
Пластинчатые структуры второго превращения, получаемые после нормализации или отжига, не обеспечивают высокой
надёжности стали (низкая ударная вязкость), поэтому, чтобы не допустить их появления, скорость охлаждения резко
увеличивают для подавления диффузии.
Закалка стали
–
термообработка, при которой сталь нагревают до температуры выше критических точек на 30…50 °С,
выдерживают при этой температуре для прогрева заготовки и затем быстро охлаждают. При этом в стали из аустенита
образуется
мартенсит закалки
.
Различают
полную закалку
с температуры A
C3
+ (30…50) °С для доэвтектоидных сталей или A
C1
+ (30…50) °С для
эвтектоидной (из полностью аустенитного состояния) и
неполную
A
C1
+ (30…50) °С для заэвтектоидных сталей. Полную
закалку для заэвтектоидных сталей не применяют из-за большого количества остаточного аустенита (с низкой твёрдостью) и
риска коробления или разрушения деталей.
Способность стали принимать закалку на определённую глубину называется
прокаливаемость
. Углеродистые стали
имеют низкую прокаливаемость, поэтому их закаливают в воду. Прокаливаемость легированных сталей намного больше,
поэтому их можно калить в масло.
Закаливаемость –
это способность стали повышать твёрдость в результате закалки (чем больше углерода растворено в
аустените при нагревании, тем больше твёрдость мартенсита закалки).
Мартенсит закалки нестабилен, очень хрупок и имеет высокие остаточные напряжения из-за сильного искажения
кристаллической решётки. В таком состоянии он не применим для использования в деталях конструкций или инструментах.
Для получения требуемого комплекса механических свойств и надёжности сталь после закалки подвергают нагреву.
Отпуск стали –
нагрев закалённой стали, выдержка и охлаждение. Проводится с целью снятия остаточных термических
напряжений и получения требуемого комплекса механических свойств стали.
В зависимости от температуры различают:
–
низкий отпуск
при 150…200 °С с целью снижения остаточных напряжений при сохранении высокой твёрдости на
структуру
мартенсита отпуска
;
–
средний отпуск
при 450…500 °С на структуру зернистого
тростита отпуска
обеспечивает высокую упругость и
повышенную вязкость стали;
– высокий отпуск
при 550…600 °С – обработка на зернистый
сорбит отпуска
, сочетающий высокую вязкость и
достаточно высокую прочность стали.
Иногда после среднего или высокого отпуска рекомендуется быстрое охлаждение (в сталях, легированных хромом) для
предотвращения отпускной хрупкости.
В некоторых случаях при изготовлении деталей необходимо, чтобы на поверхности материал обладал высокой
твёрдостью, прочностью, износостойкостью, а в сердцевине сохранял высокую вязкость. Для получения такого
распределения свойств применяют методы химико-термической обработки (ХТО).
Цементация
– вид ХТО, заключающийся в поверхностном насыщении стальной детали углеродом при температуре A
C3
+ (10…20) °С в течение трёх – шести часов с последующей полной закалкой и низким отпуском. В результате на
поверхности деталей будет твёрдый высокоуглеродистый мартенсит отпуска, а в сердцевине – вязкий малоуглеродистый
мартенсит отпуска или исходная феррито-перлитная структура в случае низкой прокаливаемости стали.
Схемы термообработки сталей
Конструкционные стали
1. Цементуемые (0,15…0,30) % С – цементация; полная закалка + низкий отпуск.
2. Улучшаемые (0,35…0,50) % С – полная закалка + высокий отпуск.
3. Пружинно-рессорные(0,55…0,80) % С – полная закалка + средний отпуск.
Инструментальные стали
1. Доэвтектоидные и эвтектоидные – полная закалка + низкий отпуск.
2. Заэвтектоидные – неполная закалка + низкий отпуск на структуру
мартенсит отпуска + вторичный цементит +
остаточный аустенит
.
Этой термообработке обычно предшествует маятниковый отжиг заэвтектоидных сталей (циклические нагрев и
охлаждение в диапазоне температур
A
с
1
± 50 °С).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- …
- следующая ›
- последняя »
