Теория термической обработки

Содержание

1. Теория термической обработки……………………………………………...……………....2

1.1. Превращения в стали при нагреве.…………………………………..……….…………3

1.2. Превращения в стали при охлаждении………………………………...….……..……..5

2. Отжиг……………………………………….………………………………………………...10

3. Нормализация………………………………………………………………………..………13

4. Закалка………………………………………………………………………....………….…14

5. Отпуск…………….……………………………………………….………..…………..……18

6. Дефекты термической обработки..……..……………………………....………..…………20

6.1. Дефекты при закалке...……………………………..…………..….……….…………..20

6.2. Дефекты при отжиге и нормализации………………………………………….…..…20

7. Таблица режимов термической обработки……………………………………..………….22

Теория термической обработки

Термической обработкой называют технологические, процессы теплового воздействия, состоящие из нагрева, выдержки и охлаждения металлических изделий по определенным режимам с целью изменения структуры и свойств сплава. Любой процесс термической обработки может быть описан графиком в координатах температура - время (рис. 1).

Параметрами процесса термической обработки являются:

· максимальная температура нагрева (t_max) сплава;

· время выдержки (т_в) сплава при температуре нагрева;

· скорость нагрева (v_н) и охлаждения (v_о).

На практике обычно подсчитывают среднюю скорость нагрева или охлаждения. Она равна максимальной температуре нагрева, поделенной на время нагрева или охлаждения, т.е. v_н.ср=t_max/т_н и v_о.ср=t_max/т_о.

Рис. 1. График термической обработки

Термическая обработка изменяет в нужном направлении прочностные, пластические и другие свойства материала изделий.

В основе теории термической обработки лежат фазовые и структурные превращения, протекающие при нагреве и охлаждении металлов и сплавов. Эти превращения характеризуются определенными критическими точками. При медленном нагреве от комнатной температуры до 727°С в сплаве I фазовых изменений не происходит (рис. 2). При температуре 727°С перлит превращается в аустенит (точка а). Точку а на диаграмме называют нижней критической точкой и обозначают Ac₁ (при охлаждении – Аг₁). Буквы с и г указывают на то, что превращение происходит соответственно при нагреве или охлаждении стали, а индекс единица внизу этих букв - на точки, образующие линию PSK. При дальнейшем нагреве сплава I зерна феррита растворяются в аустените.

Растворение аустенита заканчивается в точке а, (линия GS), которую называют верхней критической точкой и обозначают при нагреве Ас₃, охлаждении Аг₃.
Если нагревать эвтектоидный сплав II, то перлит в точке S (линия PSK) при 727°С превращается в аустенит. Критические точки Ac₁ и Ас₃ при этом совпадают. Перлит сплава III при 727°С превращается в аустенит (точка b). Дальнейший нагрев сплава III вызывает растворение цементита (вторичного) в аустените. В точке b1, лежащей на линии SE, процесс растворения заканчивается. Эту точку обозначают А_cm.
Таким образом, на диаграмме железо-цементит критические точки, образующие линию PSK, обозначают Ас₁ (при нагреве) и Аг₁ (при охлаждении), точки по линии GS - Ac₃ и Аг₃, по линии SE - Аcm. Знание критических точек облегчает изучение процессов термической обработки сталей.

Рис. 2. «Стальной» участок диаграммы состояния железо-цементит:
I - доэвтектоидная сталь, II - эвтектоидная сталь, III - заэвтектоидная сталь

Поиск по сайту: