Виды ТО

1. Отжиг – перевод металла, находящегося в неравновесном состоянии, в равновесное (устойчивое) состояние.

Нагревдо температуры обычно выше фазовых превращений (выше Ас1 или Ас3) с последующим медленным охлаждением (с печью).

Нормализационный отжиг – нагрев с охлаждением на воздухе.

Полный отжиг - нагрев выше Ас3.

Неполный отжиг - нагрев в интервале температур выше Ас1 – Ас3.

При отжиге структура сталей – Ф + П, П, П + Ц (после охлаждения).

1. Закалка – перевод металла, находящегося в равновесном состоянии, в неравновесное (неустойчивое) состояние.

Нагревдо температуры выше фазовых превращений (выше Ас1 или Ас3) с последующим быстрым охлаждениемв различных средах.

Полная закалка - нагрев выше Ас3.

Неполная закалка - нагрев в интервале температур Ас1 – Ас3.

При закалке структура сталей – сорбит, тростит, бейнит, мартенсит.

3. Отпуск – перевод металла, находящегося в неравновесном состоянии, в более равновесное (устойчивое) состояние.

Нагрев закаленной стали до температуры ниже фазовых превращений (ниже Ас1) с последующим охлаждением на воздухе.

Нагревзакаленной низкоуглеродистой стали до температуры 150- 200 ° С – старение. Применяется для ускорения распада пересыщенного твердого раствора (Fe-a + С) при закалке без полиморфного превращения (нагрев до 600-700° С). При этом выделяется углерод, который группируется между зернами феррита и у дефектов кристаллической решетки. Благодаря этому повышаются предел текучести, сопротивление хрупкому разрушению и умень­шается пластичность.

Группы ТО по Бовчару: Отжиг 1-го рода Отжиг 2-го рода Закалка Отпуск ХТО

Рис. 9.2. Левый угол диаграммы Fe – Fe₃ С и температурные области при термической обработке сталей

ОТЖИГ.

Цели отжига — снижение твёрдости для повышения обрабатываемости, возрастают пластичность и ударная вязкостьулучшение структуры (снимается наклёп), достижение большей однородности металла, снятие внутренних напряжений.

При отжиге осуществляются процессы возврата, рекристаллизации и гомогенизации.

По классификации А. А. Бочвара различают 2 вида отжига:

1. Отжиг 1-го рода — без фазовой перекристаллизации Поэтому применяется для любых металлов и сплавов.

Различают следующие разновидности:

- гомогенизационный (диффузионный) – достаточно условно, это особый отжиг, но его температура ниже линии солидус, поэтому сюда

Цель - устранение ликвации (выравнивание химического состава) в отливках, в слитках, в легированной стали (для нее важно равномерное распределение лег. элементов). Это предварительная ТО, зерно получается очень крупное. Этот дефект далее устраняется путем ОМД или ТО (высокий отпуск, нормализация, отжиг 2 рода).

Режим: нагрев до температур, значительно превосходящих критические точки (близко, но ниже линии солидус), и продолжительная выдержка для полного протекания диффузии.

Т_н = 0.7-0.8 Т_пл (1050-1200 ^оС) выдержка 10-15 часов, охлаждение с печью до 200-250 ^оС. Продолжительность процесса около 80-100 часов. В необходимых случаях для предотвращения обезуглероживания стали производят отжиг в защитных атмосферах.

Основная задача —избежать пережога — окисления границ зёрен.

Структура: крупнозернистая однородная.

- рекристаллизационный;

Цель – устранение наклёпа холоднокатанной стали, содержащей 0,1 – 0,2 % С.

Режим: нагрев ниже Ас1.

Т_рекр = 0,4 Т_пл (600-700 ^оС), выдержка, которая зависит от геометрии изделий (для тонких листов 25-30 мин.) и охлаждение с печью.

- для снятия напряжений.

Цель - снятие напряжений в деталях из углеродистой стали.

Режим: нагрев ниже Т_рекр

400 – 600 ^оС, выдержка 2,5 мин на 1 мм толщины детали, охлаждение с печью.

2. Отжиг 2-го рода осуществляется с фазовой перекристаллизацией: сталь нагревается до температуры выше критических точек

Проводится для сплавов, в которых имеются полиморфные или эвтектоидные превращения, а также переменная растворимость компонентов в твердом состоянии. основан на использовании диффузионных (нормальных) фазовых (полиморфных) превращений при охлаждении. Выдержка позволяет произойти фазовым превращениям. Медленное охлаждение приводит к распаду аустенита и создает перлитные структуры. Целесообразность отжига II рода определяется тем, насколько сильно структурные изменения влияют на свойства металла или сплава.

Различают следующие разновидности

- Полный отжиг.

Цель - увеличения прочности за счет образования мелкозернистой однородной структуры и выделения Ц₁₁₁ по границам зерен феррита

Режим: нагрев до А₃ + (30-50 ^оС), выдержка, медленное охлаждение со скоростью 50-100 ^оС в час до 500 ^оС вместе с печью, далее охлаждение на воздухе.

Структура: При нагреве структура (Ф + П) превращается в мелкую структуру аустенита, при последующем охлаждении получим мелкую феррито-перлитную структуру. При этом перекристаллизации подвергается только перлит, феррит не изменяется.

Используется для доэвтектоидных сталей (они мягкие за счет низкого С). Заэвтектоидные стали (они твердые за счет высокого С) полному отжигу не подвергают, так как при медл. охлаждении Ц ₁₁ выделяется по границам зерен перлита в виде сетки (повышается хрупкость).

- Неполный отжиг

Режим: нагрев до температуры между линиями А₁ и А_сm, выдержка, медленное охлаждение (с печью). При нагреве немного выше А₁ и последующем медленном охлаждении, когда еще мало зерно аустенита, концентрация которого неоднородна и в его составе содержится еще большое количество нерастворившихся карбидов, образуется зернистый перлит.

Используется для заэвтектоидных сталей.

Цель:

- более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит);

- меньшие внутренние напряжения;

- выше твердость и прочность, чем после отжига;

- заэвтектоидные стали без грубой сетки вторичного цементита.

Режим: нагрев выше точки А₃ для доэвтектоидных сталей и выше точки А_сm для заэвтектоидных сталей на 30-50 ^оС, малая выдержка (чтобы на успел выделиться цементит) с последующим охлаждением на спокойном воздухе.

Структура:

доэвтектоидных сталей Ф+П

заэвтектоидных сталей сорбит (мелкая смесь Ф+П), так охлаждают быстрее, чем доэвтектоидную

Порядок: Чтобы упорядочить структуру стали и снять внутреннее напряжение необходимо повторно нагреть прокат до такой температуры, чтобы образовался аустенит и в дальнейшем охладить его на воздухе. Именно поэтому нормализация является простейшим видом термического улуч­шения стали и, следовательно, применяется довольно часто.

Достоинства – простота (так как не нужна печь и среды для охлаждения, только нагрев), экономичность (время и энергия) по сравнению с отжигом.

Используют как промежуточную технологическую операцию вместо отжига или как окончательную при изготовлении сортового проката (рельсов, уголков, швеллеров и т.д.).

- Изотермический отжиг (2-ступенчатый)

Режим: нагрев выше верхней критической точки А3 (Ас1 ), выдержка, быстрое охлаждение до температуры ниже нижней критической точки А1 на 50-100 ^оС, выдержка, достаточной для полного изотермического превращения аустенита в перлит, и произвольное охлаждении до комнатной температуры.

Преимущества– это сокращение времени отжига и получение более однородной структуры по сравнению с полным отжигом.

Для легированных сталей из-за присутствия в них больших внутренних напряжений.

Отжиг – вид ТО для приведения сплава в более устойчивое состоя- ние. При отжиге снимается наклеп, уменьшается количество дислокаций, снимаются напряжения, металл становится мягче, лучше механически обрабатыва- ется. Охлаждаются сплавы медленно, с термической печью. Отжиг бывает пол- ный, неполный, низкий и диффузионный. Полный отжиг – это вид Т.О. с нагре- вом выше температур G – S – E (Ас3) на 30-50 0 C и охлаждение с печью. При полном отжиге происходит полная перекристаллизация феррита в аустенит с растворением в нем цементита. При неполном отжиге сплав нагревается выше линии PSK (Ас1), но ниже G SE (Ас3) и полной перекристаллизации не проис- ходит. Металл также охлаждается с печью. При низком отжиге сплав нагрева- ется ниже PSK (Ас1) на 30-40оС и охлаждается с печью. Перекристаллизация не происходит. Снимаются напряжения, уменьшается количество дислокаций. Низкий отжиг часто называется – рекристаллизационным отжигом. Диффузи- онный отжиг (гомогенизация) применяется для устранения ликвации, то есть разности химического состава стали по сечению слитка, литой заготовки. Металл длительно (20-24 часа) нагревают до 950-1100 0 С, выдерживают. Для уменьшения зерна затем делают улучшение или закалку.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 481; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!