Виды термической обработки. Превращения в стали

Термической обработкой называют процессы, связанные с нагревом и охлаждением металла, находящегося в твердом состоянии, с целью изменения структуры и свойств без изменения его химического состава. Термическую обработку характеризуют основные параметры: нагрев до определенной температуры, выдержка при этой температуре, скорость нагрева и скорость охлаждепия (рис. 1).

Рис. 1. График термической обработки стали

В зависимости от температурных режимов термическая обработка подразделяется на следующие виды: отжиг, нормализация, закалка, отпуск, химикотермическая обработка (ХТО), термомеханическая обработка (ТМО).

В звисимости от склонности к росту аустеиитного зерна при нагреве стали бывают мелко- или крушюзернистыми. Мелкозернистые стали в интервале температур нагрева 950...1000 °С почти не изменяют величину зерна. У крупнозернистых сталей рост зерна начинается сразу же после перехода через критическую точку. Отсюда вытекает необходимость строгого соблюдения технологических режимов термической обработки, оказывающих решающее влияние на качество изделий.

Возможность упрочнения сталей путем термической обработки обусловлена наличием аллотропических превращений в твердом состоянии. Охлаждая аустенит с различными скоростями и вызывая тем самым различную степень переохлаждения, можно получить продукты распада аустенита, резко отличающиеся по строению и свойствам.

Наглядное представление о превращениях переохлажденного аустенита можно получить из диаграммы его изотермического превращения (рис. 2).

Кривая 1 графика соответствует началу распада аустенита при различных степенях переохлаждения; левее ее находится переохлажденный аустенит (область А).

Рис. 2. Диаграмма изо-

термического превраще-

ния аустеиита

Кривая 2 показывает окончание процесса распада аустенита на ферритоцементитную смесь (область П).

Горизонталыіая прямая М_Н характеризует начало, а прямая М_к — конец бездиффузионного превращения аустенита в мартенсит.

На диаграмме показаны кривые скоростей охлаждения стали. Малая скорость охлаждения ν₁ приводит к обазованию грубой смеси феррита и цементита, п е р л и т а с твердостью НRС 10. Чем больше скорость охлаждения, тем более мелкодисперсная образующаяся феррито-цементитная смесь.

Сорбит (первая закалочная структура), получающийся при скорости охлаждения стали ν₂ , представляет собой смесь феррита и цементита; он отличается от перлита более тонкодисперсным строением, твердость сорбита НRС 20. Стали с сорбитной структурой износостойкости, используются для изготовления нагруженных изделий.

Троостит (вторая закалочная структура) получается при скорости охлаждения ν₃ в результате распада переохлажденного аустенита при 500-550 °С, обладает значительной упругостью; представляет собой тонкодиспкерсную смесь феррита и цементита. Твердость троостита составляет НRС 30.

Сталь со структурой троостита отличается высокими значениями прочности и упругости. Ее используют, главным образом, для изготовления пружин и рессор.

Превращения аустенита в мартенсит происходит при очень быстром охлаждении (ν₅ › ν_кр) . При этом фиксируется типичная для мартенсита игольчатая структура. Он представляет собой пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе. Мартенсит – твердая и хрупкая структура; твердость его составляет НRС 62…66.

При скорости охлаждения ν₄ структура стали состоит из троостита и мартенсита.

Дата добавления: 2014-02-26; просмотров: 723; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!