Классификаиця способов термической обработки

Тер.мu'Чес'1СОЙ обработ'1СОЙ наЗывают технологические процессы, со­стоящие из нагрева.и охлаждения металлических изделий с целью изме­нения их структуры и свойств.

. ТермичесISОЙ обработке подвергают СЛИ1'ки, отливки, Iюлуфабрика­ты, сварные соединения, детали машин, инструменты.

Основные виды термической обработки ~ отжиг, закалка, отпуск и старение. Каждый из указанных видов имеет несколько разновидностей.

Отжuг - термическая обработка, в ре~ультате которой металлы или сплавы приобретают структуру, близкую к равновесной: ОТ)i{ИГ вызывает разупрочнение металлов и сплавов, сопровождающееся повышен,:ием пла­стичности и снятием ОСТ!tТОЧНЫХ напряжений.

Температура нагрева при отжиге зависи:r от состава сплава и кон­кретной разновидности отжига; скорость охлаждения с температур~ от­жига обычно невелика, она л~жит в пределах 30 - 200 ос /ч.

За'1СаJ1.'1Са - термическая обработка, в резуль~ате которой в сплавах образуется неравновесная структура. Неравновесные структуры при тер­мической обработке можно получить только в том случае, когда в С;IIЛавахимеются превращения в твердом состоянии: переменная растворимость, полиморфные превращения твердых растворов, распад высокотемпера­турного твердого раствора по эвтектоидной реакции и др. Дл~ получениянеравновесной структуры сплав нагревают выше температуры фазовогопревращения в твердом состоянии, после чего быстро охлаждают, чтобыпредотвратить равновесное превращение при охлаждении.

Конструкционные и инструментальные сплавы закаливают для уп­рочнения. Сильно упрочняются при закалке сплавы, претеРIIевающие вравновесных условиях эвтектоидное превращение. Прочность возраста­ет либо вследствие мартенситного фазового перехода, либо из-за пони­жения температуры эвтектоидной реакции, приводящей к измельчению зерен ОБРазующих эвтектоидную смесь. Если в результате закалки при 20-25 гр. С фиксируется состояние высокотемпературного твердого раство­ра, з чительного упрочнения сплава непосредственно после закалки неПРОИСXfдит; основное упрочнение создается при повторном низкотемпера­ТУРIЮМjнагреве или во время выдержки при 20 - 250С.

В сплавах с особыми свойствами закалка позволяет изменить струк­турно- чувствительные физические или химическое свойства: увеличитьудельное электросопротивление или коэрцитивную силу, повысить корро­зионную стойкость и др.

Oтnyc~ и старени'е - термические обработки, в результате KOTOI?blX в предварительно закаленных сплавах происходят фазовые превращения, приближающие их структуру к равновесной.

Сочетание закалки с отпуском или старением практически всегда предполагает получение более высокого уровня свойств (твердости, 'ха­рактеристик прочности, коэрцитивной силы, удельного электросопроти­вления и др.) по сравнению с отожженным состоянием.

В большинстве сплавов после закалки получаютпересыщенный т,вер­дый ра<;твор (или смесь, твердых растворов); в этом случае основной про­цесс, происходящий при отпу.ске или старении, - распад пересыщенноготвердого раствора.

Температуру и выдержку выбирают таким образом, чтобы равновес­ное состояние сплаnа при обработке не достигалось, как это происходитпри отжиге. 'Скорость охлаждения с температуры отпуска или старенияза редким исключени'~м не ВJIияет на структуру и свойства сплавов.

Термин «отпуск» используют обычно применительно к. сталям и другим сплавам, испытывающим при закалке полиморфное превращение (двухфазные алюминиевые бронзы, некоторые сплавы на основе титана); термин «старение» применительно к сплавам, не претерпевающим при закалке полиморфного превращеllИЯ (сплавы на основе алюминия, aycтe~ нитные. стали, никелевые 'сплавы и др.).

П ринципиальная.возможность применения того или другого вида тер­мической обработки может быть определена на основании диаграмм фа­зового равновесия. В связи с этим выделяют следующие основные группысплавов ~ '

1) сплавы, не имеющие фазовых превращений в твердом' состоянии

(см. рис. 4.3,4.10);

2) сплавы с переменной растворимостью компонентов в твердом со­

3) сплавы с эвтектоидным превращением (см. рис. 4.9). - 7.

. Любрй технологический процесс термической обработки СОСТ7ИТ из

трех основных этапов: нагрев, изотермическая выдержка и охлаждение. Нагрев, а иногда и весь процесс термической обработки (отжиг) проводят В термических печах.

21.

ОТЖИГ I РОДА Отжиг I рода в зависимости or исходного состояния стали и температуры ею выполнения может включать процессы гомогенизации, рекристаллизации, снижения твердости,, снятия остаточных напряжений. Характерная особенность итого вида отжига в том, что указанные процессы происходят независимо от того, протекают ли в сплавах при этой обработке фазовые превращения (а - у) или нет, Поэтому отжиг 1 рода можно про­водить при температурах выше или ниже температур фазовых превращений (критических точек А₁ и А₃). Этот вид обработки в зависимости от температурных условий его выполнения устраняет химическую или физическую неодно­родность, созданную предшествующими обработками. Бывает: Гомогенизация (диффузионный отжиг). Рекристаллизацконный отжиг. Высокий отпуск (для уменьшения твердости) Отжиг для снятия остаточных напряжений.

22.

Лиффузионным, отжигом, называют длительную выдержку сплавов при высоких температурах, в результате которой уменьшается ликваци­онная неоднородность твердого раствора. При высокой температуре про­текают диффузионные процессы, не успевшие завершиться при первичнойкристаллизации.

Диффузионному отжигу подвергают слитки легированных сталей и многих алюминиевых сплавов, ав некоторых случаях и отливки.

В стальных слитках в результате диффузионного отжига достига­ется более равномерное распределение фосфора, углерода и легирующихэлементов в объеме зерен твердого раствора. Если температура отжи­га достаточно высока, отжиг приводит к более благоприятному распре­делению сульфидов. Диффузионный отжиг стальных слитков ведут при1100 - 1300 ос в течение 20 - 50 ч.

В слитках алюминиевых сплавов ликвация особенно нежелательна. В результате ликвации оси дендритов содержат меньше легирующих эле­ментов, чем межосные пространства и границы зерен, поэтому при охла­ждении слитков вторичные кристаллы выделяются главным образом меж­ду осями дендритов и по tраницамзерен, часто в очень неблагоприятнойформе (по границам зерен в виде сплошных хрупких оболочек).

Диффузионный отжиг слитков алюминиевых сплавов проводят при 420 - 520 ос с выдержкой 20 - 30 ч для устр~нения ликвации.

23.

После достижения опред. тем-р происходит изменение уже на микроскопическом уровне. Под микроскопом на фоне вытянутых зёрен можно наблюдать мелкие зёрна равноосной формы. По мере увеличения длительности отжига или повышении тем-ры происходит рост мелких зёрен за счёт вытянутых деформируемых зёрен. Образование и рост новых зёрен за счёт деформированных зёрен той же фазы наз-ся первичной рекристаллизацией или рекристаллизацией обработки.

При дальнейшем увелич. тем-ры и длительности отжига происходит «поедание» одними зёрнами других зёрен. Следствием явл-ся разнозёренность стр-р. В пределе можно достичь того, что стр-ра металла будет состоять только зи очень крупных зёрен. Это так наз. собирательная рекристаллизация. Тем-ра начала рекристаллиз. не явл-ся постоянной физ. величиной как, например, тем-ра плавления металла. Тем-ра начала рекристаллиз. будет зависеть от степени предварительной деф-ции металла, длительности процесса и ряда др. факторов.

Тем-ра рекристаллиз. для чистых металлов м.б. рассчитана исходя из соотношения предложенного Бочваром А.А.: T_p=aT_пл, а=0,2…0,6.

Отжиг, обеспечивающий получение рекристаллиз. стр-ры после холодной пластической деформации наз-ся рекристаллизационным отжигом. Рекрист. отжиг проводиться как межоперационная обработка после операций холодной пластической деформации.

От размера зерна вообще и после рекристаллиз отжига в частности зависят св-ва металла. Чем мельче зерно, тем выше механические св-ва. Чем крупнее зерно, тем ниже мех-кие св-ва, но выше магн. или электр. св-ва. Поэтому, например, трансформаторную сталь после холодной деф-ции подвергают рекрист. отжигу с тем, чтобы как можно больший размер зерна можно было получить.

Поиск по сайту: