Термомеханическая обработка стали реферат

Обновлено: 05.07.2024

Термомеханическая обработка (ТМО) — это вид термической обработки, включающей пластическую деформацию, которая влияет на формирование структуры при фазовых превращениях, происходящих во время термического воздействия. Следовательно, к ТМО нельзя относить любое сочетание операций деформирования, нагрева и охлаждения. Например, если пластическая деформация проводится после всех операцийтермообработки, то мы имеем дело не с ТМО, а с обычной термообработкой и последующей обработкой давлением. Такая пластическая деформация, например холодная прокатка после старения, может создать наклеп, повысить прочностные свойства, но она не влияет на формирование структуры при фазовых превращениях, так как эти превращения прошли до деформации.

Если пластическая деформация была проведена до термообработки, но неоказала определяющего влияния на формирование окончательной структуры сплава при фазовых превращениях, то такое сочетание пластической деформации и последующей термообработки также нельзя относить к ТМО. Например, холодная прокатка с последующим нагревом под закалку, при котором проходит рекристаллизация, не являются составными частями ТМО, так как рекристаллизованная структура характеризуетсянизкой плотностью несовершенств кристаллического строения.

Процессы пластической деформации и термической обработки при ТМО могут быть совмещены в одной технологической операции, но могут проводиться и в разное время, например с разрывом в несколько суток. Важно лишь, чтобы при этом фазовые превращения проходили в условиях повышенной плотности дефектов решетки, созданных пластической деформацией.
Внастоящее время в промышленности используют и опробывают разнообразные схемы ТМО, включающие пластическую деформацию, которая оказывает определяющее влияние на формирование структуры сплава при старении или при полиморфных, главным образом мартенситных, превращениях.
Термомеханическая обработка позволяет повысить механические свойства стали по сравнению с полученными при обычной закалке и отпуске.Она сочетает пластическую деформацию стали в аустенитом состоянии с закалкой. Различают два основных способа термомеханической обработки: высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО) - сталь деформируется при температуре выше точки А3, при которой сталь имеет аустенитную структуру (степень деформации при этом 20-30%) с последующей немедленной закалкой (во избежание процессарекристаллизации) и низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО) - сталь деформируют в температурной зоне существования переохлажденного аустенита (400-600 С), температура деформации должна быть выше точки Мн, но ниже точки температуры рекристаллизации. Степень деформации обычно составляет 75-95%. Закалку осуществляют сразу после деформации. После закалки в общих случаях следует низкотемпературный отпуск(100-300С). Высокотемпературная термомеханическая обработка практически устраняет развитие отпускной хрупкости в опасном интервале температур, резко повышает ударную вязкость при комнатных и пониженных температурах, понижает температурный порог хланоломкости, повышает сопротивление хрупкому разрушению стали, уменьшает чувствительность к трещинообразованию при термической обработке. Низкотемпературнаятермомеханическая обработка позволяет получить более высокую прочность, но не устраняет отпускную хрупкость. Поэтому на машиностроительных заводах применяют в основном ВТМО. Высокие механические свойства после термической обработки объясняются большой плотностью дислокаций в мартенсите, дроблением его кристаллов на отдельные фрагменты. Дислокационная структура формирующаяся в аустените придеформации унаследуется после закалки мартенситом. После деформации аустенита последующая закалка приводит к образованию плотных скоплений дислокаций. ВТМО эффективно использовать для углеродистых, легированных, конструкционных и инструментальных сталей. Деформирование может осуществляется различными способами - прокаткой, ковкой, волочением и кручением. Новыми методами.

Характеристика пластического деформирования (дробеструйная обработка) и поверхностной закалки (сильный нагрев верхнего слоя и резкое охлаждение для получения высокой твердости и прочности детали при вязкой сердцевине) как методов упрочнения стали.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	лабораторная работа
Язык	русский
Дата добавления	15.04.2010
Размер файла	199,5 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Термомеханическая обработка сталей (ТМО)

Высокая прочность в сочетании с удовлетворительной вязкостью, ослабление или даже устранение отпускной хрупкости первого и второго рода достигается применением термомеханической обработки, которая заключается в пластическом деформировании аустенита с последующей закалкой на мартенсит и низким отпуском.

В зависимости от температуры, при которой деформируют аустенит, различают высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО) и низкотемпературную (НТМО).

При ВТМО деформация аустенита происходит выше , при НТМО -- при 400--500 °С, т. е. при температурах относительной стабильности аустенита .

В результате достигается высокая прочность при достаточной пластичности и вязкости.

Причиной упрочнения при ТМО является то, что из предварительно деформированного аустенитного зерна образуются более мелкие пластины мартенсита. При дроблении зерна аустенита создается блочная структура, которая фиксируется при закалке. Углерод при отпуске около 200 °С выделяется в виде дисперсных карбидов.

По сравнению с обычной термообработкой ВТМО повышает прочность примерно па 40 % при одновременном увеличении характеристик пластичности в 2 раза. Возрастает сопротивление усталости, увеличивается ударная вязкость, уменьшается склонность к образованию трещин и порог хладноломкости.

Еще большая прочность достигается при НТМО, но НТМО может применяться только для сталей с широким временным интервалом устойчивости аустенита ниже температуры его рекристаллизации. Сочетание высокого предела упругости и высокой циклической прочности позволяет использовать НТМО при изготовлении высокопрочных пружин, рессор и подвесок.

Хотя при НТМО достигается наибольшее упрочнение, но ее проведение более сложно по сравнению с ВТМО. При температурах 400--500 °С аустенит менее пластичен, что требует применения

Упрочнение поверхности методом пластического деформирования

Эффективными способами упрочнения поверхностного слоя являются дробеструйная обработка, позволяющая прорабатывать стальные детали на глубину до 0,7мм и обкатка поверхности роликами на глубину до 15мм. При этом происходит наклеп поверхности детали, позволяющий повысить ее усталостную прочность, не меняя материала и ее ТО. При дробеструйной обработке на поверхность деталей из специальных дробеметов с большой скоростью направляют поток стальной или реже чугунной дроби диаметром 0,5-1,5мм. Удары дроби вызывают пластическую деформацию поверхностного слоя, вследствие чего он становится более твердым, в нем остаются остаточные напряжения сжатия и тем самым повышается усталостная прочность. Такой обработке подвергаются поверхности рессор, пружин, зубчатых колес, звеньев гусениц, гильз и поршней.

Обкатку роликами проводят на токарных станках с помощью специальных приспособлений. Давление на ролики осуществляется гидравлически или с помощью пружин. Применяют для обработки шеек валов, осей железнодорожных вагонов. Коленчатых валов и других деталей. Помимо упрочнения , обкатка повышает чистоту обработки поверхности.

Поверхностная закалка состоит в нагреве поверхностного слоя стали выше Ас₃ с последующим охлаждением для получения высокой твердости и прочности в поверхностном слое детали в сочетании с вязкой сердцевиной.

Нагрев под закалку производят токами высокой частоты (ТВЧ) -- наиболее распространенным способом, в расплавленных металлах или солях, пламенем газовых или кислородно-ацетиленовых горелок, а также лазерным излучением.

При нагреве ТВЧ магнитный поток, создаваемый переменным током, проходящим по проводнику (индуктору), индуцирует вихревые токи в металле детали, помещенной внутри индуктора. Форма индуктора соответствует внешней форме изделия. Индуктор представляет собой медные трубки с циркулирующей внутри водой для охлаждения. Скорость нагрева зависит от количества выделившегося тепла, пропорционального квадрату силы тока и сопротивлению металла.

Плотность тока по сечению детали неравномерна, на поверхности она значительно выше, чем в сердцевине. Основное количество тепла выделяется в тонком поверхностном слое. Глубина проникновения тока в металл зависит от свойств нагреваемого металла и обратно пропорциональна квадратному корню из частоты тока. Чем больше частота тока, тем тоньше получается закаленный слой. Обычно применяют машинные генераторы с частотой 500--15 000 Гц и ламповые генераторы с частотой доЮ 6 Гц. При использовании машинных генераторов толщина закаленного слоя составляет 2--10 мм, ламповых -- от десятых долей миллиметра до 2 мм.

После нагрева в индукторе деталь охлаждается с помощью специального охлаждающего устройства. Через имеющиеся в нем отверстия на поверхность детали разбрызгивается охлаждающая жидкость.

Структура закаленного слоя состоит из мартенсита, а переходной зоны -- из мартенсита и феррита. Глубинные слои нагреваются до температур ниже критических и при охлаждении не упрочняются. Для повышения прочности сердцевины перед поверхностной закалкой деталь иногда подвергают нормализации или улучшению. Нагрев длится обычно до 10 с, причем скорость нагрева составляет 100--1000 °С/с.

Преимуществами поверхностной закалки ТВЧ являются регулируемая глубина закаленного слоя; высокая производительность и возможность автоматизации; отсутствие обезуглероживания и окалинообразования; минимальное коробление детали. К недостаткам относится высокая стоимость индуктора, являющегося индивидуальным для каждой детали, и отсюда малая применимость ТВЧ к условиям единичного производства.

Для поверхностной закалки применяют обычно углеродистые стали, содержащие около 0,4 % С. Глубокая прокаливаемость при этом методе не используется, поэтому легированные стали обычно не применяют. После закалки проводят низкий отпуск при 200 °С или даже самоотпуск. После закалки и отпуска твердость стали HRC 45--55 на поверхности и HRC 25--30 в сердцевине.

Высокочастотной закалке подвергают шейки коленчатых валов, кулачковых валов, гильзы цилиндров, поршневые пальцы, детали гусениц, пальцы рессоры и т. д. Выбор толщины упрочняемого слоя зависит от условий работы детали. Если от детали требуется только высокая износостойкость, толщина упрочняемого слоя составляет 1,5--3 мм, в случае высоких контактных нагрузок и возможной перешлифовки оптимальная толщина возрастает до 5--10 мм.

Для поверхностной закалки может использоваться нагрев лазером. Лазеры -- это квантовые генераторы оптического диапазона в основу работы которых положено усиление электромагнитных колебаний за счет индуцированного излучения атомов (молекул). Лазерное излучение распространяется очень узким пучком и характеризуется высокой концентрацией энергии. Источниками генерируемого излучения служат твердые тела (рубины, алюминиевые граниты, иттрий, стекла) и газы (Не, Ne, Аг, СО₂).

Под действием лазерного излучения поверхность деталей за короткий промежуток времени (10 -3 --10 -7 с) нагревается до высоких температур. После прекращения облучения нагретые участки быстро охлаждаются благодаря интенсивному отводу тепла холодными объемами металла. Происходит закалка тонкого поверхностного слоя.

Лазерная обработка поверхности стальных и чугунных деталей существенно увеличивает их износостойкость, предел выносливости при изгибе и предел контактной выносливости. Лазерная обработка -- перспективный метод поверхностного упрочнения изделий сложной формы, работающих в условиях износа и усталостного нагружения.

Подобные документы

Производство стали в кислородных конвертерах. Легированные стали и сплавы. Структура легированной стали. Классификация и маркировака стали. Влияние легирующих элементов на свойства стали. Термическая и термомеханическая обработка легированной стали.

реферат [22,8 K], добавлен 24.12.2007

Старые автомобили как один из основных источников получения низкопроцентного стального лома. Механическое уплотнение старых автомобилей перед извлечением из них стали. Виды стали и их термообработка. Закалка и термомеханическая обработка хромистой стали.

курсовая работа [160,6 K], добавлен 11.10.2010

Анализ методов выбора стали для упрочнения стаканов цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Характеристика стали и критерии выбора оптимальной стали в зависимости от типа цилиндра: химический состав и свойства, термообработка, нагрев и охлаждение.

курсовая работа [177,7 K], добавлен 26.12.2010

Повышение твердости стали за счет образования мартенситной структуры. Превращение перлита в аустенит. Нагрев заэвтектоидной стали до температуры выше критической точки. Основные фазовые превращения, протекающие в сталях при нагреве и охлаждении.

доклад [19,3 K], добавлен 17.06.2012

Понятие, общая характеристика и виды термической обработки стали. Особенности основных этапов собственно-термической обработки стали, а именно отжига, нормализации, закалки, отпуска и старения. Отпускная хрупкость I, II рода и способы ее устранения.

лабораторная работа [38,9 K], добавлен 15.04.2010

Выбор марки стали в соответствии с условиями работы штампа холодного деформирования. Выбор режима термической обработки (закалки, охлаждения в масле и отпуска). Влияние легирующих элементов на превращение аустенита при нагреве и охлаждении детали.

лабораторная работа [551,7 K], добавлен 13.10.2014

Термическая обработка чугуна: понятие и виды. Микроструктура и свойства сталей после химико-термической обработки: цементация и азотирование. Зависимость твердости от содержания углерода по глубине цементованного слоя. Распределение азота по толщине слоя.

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

Описание: Термомеханическая обработка позволяет повысить механические свойства стали по сравнению с полученными при обычной закалке и отпуске. Она сочетает пластическую деформацию стали в аустенитом состоянии с закалкой. Различают два основных способа термомеханической обработки

Дата добавления: 2015-01-27

Размер файла: 10.76 KB

Работу скачали: 13 чел.

Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск

9. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

9.1. Термомеханическая обработка стали

9.2. Химико-термическая обработка стали

9.2.3. Нитроцементация (цианирование) сталей

9.2.4. Диффузионное насыщение металлами

9. ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ И ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

9.1. Термомеханическая обработка стали

Термомеханическая обработка позволяет повысить механические свойства стали по сравнению с полученными при обычной закалке и отпуске. Она сочетает пластическую деформацию стали в аустенитом состоянии с закалкой. Различают два основных способа термомеханической обработки:

высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО ) - сталь деформируется при температуре выше точки А 3 , при которой сталь имеет аустенитную структуру (степень деформации при этом 20-30%) с последующей немедленной закалкой (во избежание процесса рекристаллизации) (Рис. 25).

и низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО) - сталь деформируют в температурной зоне существования переохлажденного аустенита (400-600  С), температура деформации должна быть выше точки М н, но ниже точки температуры рекристаллизации. Степень деформации обычно составляет 75-95%. Закалку осуществляют сразу после деформации. После закалки в общих случаях следует низкотемпературный отпуск (100-300  С).

Высокотемпературная термомеханическая обработка практически устраняет развитие отпускной хрупкости в опасном интервале температур, резко повышает ударную вязкость при комнатных и пониженных температурах, понижает температурный порог хланоломкости, повышает сопротивление хрупкому разрушению стали, уменьшает чувствительность к трещинообразованию при термической обработке.

Низкотемпературная термомеханическая обработка позволяет получить более высокую прочность, но не устраняет отпускную хрупкость. Поэтому на машиностроительных заводах применяют в основном ВТМО. Высокие механические свойства после термической обработки объясняются большой плотностью дислокаций в мартенсите, дроблением его кристаллов на отдельные фрагменты. Дислокационная структура формирующаяся в аустените при деформации унаследуется после закалки

мартенситом. После деформации аустенита последующая закалка приводит к образованию плотных скоплений дислокаций. ВТМО эффективно использовать для углеродистых, легированных, конструкционных и инструментальных сталей. Деформирование может осуществляется различными способами - прокаткой, ковкой, волочением и кручением.

Новыми методами упрочняющей обработки является термомеханико-магнитная обработка, при которой ВТМО происходит при наложении магнитного поля, содействующее дроблению блоков и термоультразвуковая обработка, она заключается в закалке в жидкости, в которой возбуждены ультразвуковые колебания разрушающие паровую рубашку(что увеличивает прокаливаемость и повышает механические свойства

9.2. Химико-термическая обработка стали

Химико-термической обработкой - называют поверхностное насыщение стали соответствующим элементом путем его диффузии в атмосферном состоянии из внешней среды при высокой температуре. При ХТО происходят следующие процессы:

-диссоциация химических соединений, в состав которых входит насыщающий элемент;

-адсорбция (поглощение) поверхностью металла свободных атомов и растворения их в металле;

-диффузия проникновение насыщенного элемента вглубь металла;

В результате диффузии на поверхности образуется максимальная концентрация диффундирующего элемента, которая понижается по мере удаления от поверхности.

При определении толщины диффузионного слоя, полученного при насыщении стали элементами обычно указывается не полная толщина слоя с измененным составом а только толщина до определенной твердости (концентрации диффузионного элемента) - эффективная толщина диффузионного слоя.

Целью цементации является получение твердой и износостойкой поверхности что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом и последующей закалкой с низким отпуском. Для цементации используют низкоуглеродистые стали (0,12-0,23%C). Выбор таких сталей необходим для того, чтобы сердцевина изделия не насыщающаяся углеродом при цементации сохраняла высокую вязкость после закалки.

Различают два основных вида цементации: твердыми углеродосодержащими сталями и газовую. В первом случае изделие укладывают в металлические ящики и пересыпают твердым карбюризатором (древесный уголь). Сверху ящик закрывают крышкой и щели замазывают огнеупорной глиной. Ящики укладывают в печь и выдерживают при Т=930-950  С (на каждое 0,1-0,12 мм требуется 1 час при Т=930(С)

Процесс газовой цементации осуществляется в печах с герметичной камерой, наполненной газовым карбюризатором. Цементирующими газами являются углеводороды содержащие большое количество металла (природный газ).

Термическая обработка деталей после цементации. В зависимости от условий работы детали, а также от выбранной для нее стали режим упрочняющей термической обработки может быть различен.Для тяжело нагруженных и испытывающих динамическое нагружение деталей необходимо обеспечить не только высокую поверхностную твердость, но и высокую прочность, ударную вязкость.

Для достижения указанных свойств требуется получить мелкое зерно как на поверхности, так и середине, поэтому в таких случаях цементированные детали подвергают сложной термической обработке-двум последовательно проводимым закалкам и низкому отпуску.

При первой закалке деталь нагревают до температуры на 30-50  С выше температуры Ас3 цементируемой стали. Это вызывает кристаллизацию сердцевины детали с образованием мелкого аустенитного зерна, что и обеспечит мелкозернистость продуктов распада.

При второй закалке деталь нагревают до температуры Ас1 с превышением на 30-50  С. В процессе нагрева мартенсит полученный в результате первой закалки отпускается, что сопровождается образованием глобулярных карбидов.

Окончательной операцией термической обработки является низкий отпуск, уменьшающий остаточные напряжения и не снижающий твердость стали.

Детали менее ответственного назначения после цементации подвергают одной закалке и низкому отпуску.

Если для цементации выбираются природно мелкозернистые стали и содержание углерода на поверхности близко к эвтектоидному, то и при одной закалке получают удовлетворительные свойства как в сердцевине, так и цементированном слое.

При азотировании осуществляют насыщение поверхностного слоя стали азотом, с целью повышения твердости , износостойкости, предела выносливости и коррозийной стойкости.

Твердость азотированного слоя заметно выше чем цементированной стали и сохраняется при нагреве до высоких темпертур (550-600  С), тогда как твердость цементированного слоя имеющего мартенситую структуру сохраняется только до 200-225  С.

Азотированию подвергают среднеуглеродистые легированные стали. Азотирование железа и нелегированной стали не приводит к получению высокой твердости. Это объясняется тем что легирующие элементы имеют большее сродство с азотом, чем железо с азотом. (вокруг скоплений азота повышается концентрация легирующих элементов, возникающие при этом упругие искажения пространственной решетки твердого раствора приводят к получению наивысшей твердости азотированного слоя).

Технология процесса азотирования. Состоит из нескольких стадий:

1) Предварительной термической обработки заготовок - состоит из закалки и высокого отпуска стали для получения повышенной прочности и вязкости в сердцевине изделия.

2) Механической обработки деталей для придания окончательных размеров.

3) Защиты участков не подлежащих азотированию нанесением тонкого слоя олова или жидкого стекла.

Азотирование рекомендуется выполнять при Т=500-520(С. Оно осуществляется в печах через рабочее пространство которых пропускается аммиак. Диффузия азота в глубь детали идет с малой скоростью поэтому для получения слоев толщиной 0,4-0,6 мм требуется выдержка 50-80 часов.В последнее время начинают использовать в промышленности азотирование в тлеющем разряде - азотируемая деталь служащая катодом непрерывно бомбардируется ионами азота и при этом разогревается до температуры азотирования 500-520  С. Анодом служит контейнер. Сокращается время процесса и получается менее хрупкий слой.

Тенифер-процесс - азотирование проводят в жидких средах 40%CNO+60%NaCl при 570  С в течении 0,5-3,0 часа пропусканием через расплав сухого воздуха. Недостаток - токсичность.

Азотированию подвергают цилиндры двигателей, насосов, втулки, клапана внутреннего сгорания, матрицы и пуансоны штампов.

9.2.3. Нитроцементация (цианирование) сталей

Нитроцементация - процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом при Т=840-860  С в газовой среде состоящей из науглероживающего газа и аммиака. После нитроцементации применяют закалку и низкий отпуск при Т=160-180  С. Нитроцементации подвергаются детали сложной конфигурации склонные к короблению (за счет того, что процесс проходит при более низкой температуре 840-860  С вместо 910-930  С при цементации получается меньшая деформация и коробление. Цементацию широко применяют на автомобильных и тракторных заводах.

Цианирование- процесс диффузионного насыщения азотом и углеродом при Т=820-950  С в расплавленных солях содержащих группу CN.

Различают среднетемпературное цианирование- 820-860  С 20-25%NaCN,25-50%NaCl, 25-50% Na2Co3 с последующей закалкой и низким отпуском (180-200  С) применяется для упрочнения мелких деталей и режущего инструмента (толщина слоя 0,15-0,35 мм).

Высокотемпертурное цианирование- 930-950  С (8%NaCN,82% BaCl 2 , 10% NaCl) охлаждение на воздухе закалка в соляной ванне и низкотемпературный отпуск. Позволяет получить слои большой толщины 0,5-2,0 мм.

Если за 100% принять стоимость газовой цементации то стоимость цианирования состовляет 134%, а нитроцементация-70%.

9.2.4. Диффузионное насыщение металлами

Производится с целью упрочения или придания особых физико-химических свойств поверхностному слою изделия. Диффузионная металлизация может проводиться в твердых жидких и газовых средах.

Диффузионное насыщение проводят при высоких температурах 900-1100  С. При этом существует два способа переноса диффузионного элемента на насыщаемую поверхность:

1) перенос путем испарения диффундирующих элементов в вакууме или в среде нейтральных газов.

2) перенос в результате обменных или обратимых химических реакций.

Диффузионное алитирование - проводят с целью повышения окалиностойкости до 850-900  С.

Осуществляется в расплавленном амоните при 750-800  С. Алитированию подвергаются чехлы термопар клапаны и другие детали работающие при высокой температуре.

Диффузионное хромирование - применяется для повышения окалиностойкости до 800  С и коррозионной стойкости. Промышленное применение нашел процесс вакуумного хромирования. Хромированию подвергают детали паропроводной арматуры, а также детали работающие на износ в агрессивных средах.

Силицирование - насыщение поверхности изделий кремнием для повышения коррозийной стойкости в морской воде в азотной и соляной кислоте.

Применение комплексной диффузионной металлизации сталей аллюминием и кремнием повышает пластичность жаростойкость и износостойкость покрытий.

Бороалитирование повышает пластичность жаростойкость и износостойкость борированного слоя.

Упрочнение методом пластической деформации (наклепом)-применяется для повышения усталостной прочности изделий. Осуществляется двумя способами: дробеструйной обработкой и обработкой роликами. Подвергаются изделия типа пружин и рессор, звеньев цепей, зубчатые колеса. Сущность упрочения сводится к повышению плотности дислокации.

Основные положения на память

9.1. Различают два основных способа термомеханической обработки: высокотемпературную термомеханическую обработку(ВТМО) и низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО) .

9.2. Высокотемпературная термомеханическая обработка практически устраняет развитие отпускной хрупкости в опасном интервале температур, резко повышает ударную вязкость при комнатных и пониженных температурах, понижает температурный порог хланоломкости, повышает сопротивление хрупкому разрушению стали, уменьшает чувствительность к трещинообразованию при термической обработке.

Низкотемпературная термомеханическая обработка позволяет получить более высокую прочность, но не устраняет отпускную хрупкость.

9.3. Целью цементации является получение твердой и изностойкой поверхности что достигается обогащением поверхностного слоя углеродом и последующей закалкой с низким отпуском. Для цементации используют низкоуглеродистые стали (0,12-0,23%C). Выбор таких сталей необходим для

9.4. При азотировании осуществляют насыщение поверхностного слоя стали азотом, с целью повышения твердости ,износостойкости, предела выносливости и коррозийной стойкости. Азотированию подвергают среднеуглеродистые легированные стали.

9.5. Нитроцементация - процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя одновременно углеродом и азотом при Т=840-860  С в газовой среде состоящей из науглероживающего газа и аммиака. Нитроцементации подвергаются детали сложной конфигурации склонные к короблению.

В 1906 А. Вильм (Германия) на изобретённом им дуралюмине открыл старение после закалки — важнейший способ упрочения сплавов на разной основе (алюминиевых, медных, никелевых, железных и др.). В 30-е гг. 20 в. появилась термомеханическая обработка стареющих медных сплавов, а в 50- — термомеханическая обработка сталей, позволившая значительно повысить прочность изделий. К комбинированным видам термической обработки относится термомагнитная обработка, позволяющая в результате охлаждения изделий в магнитном поле улучшать их некоторые магнитные свойства.

2.ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СПЛАВОВ

Итогом многочисленных исследований изменений структуры и свойств металлов и сплавов при тепловом воздействии явилась стройная теория термической обработки металлов.

Под термической обработкой понимают изменение структуры, а следовательно, и свойств стали при нагреве до заданной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении с заданной скоростью.

Классификация видов термической обработки основывается на том, какого типа структурные изменения в металле происходят при тепловом воздействии.

Термическая обработка металлов подразделяется на:

-собственно термическую, заключающуюся только в тепловом воздействии на металл,

-химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое воздействия,

-термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и пластическую деформацию.

2.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

Собственно термическая обработка включает следующие виды:

-закалку без полиморфного превращения и с полиморфным превращением

Термической обработкой называют процессы теплового воздействия на сплавы (нагрев и охлаждение) с целью изменения их структуры и свойств. Это один из самых распространённых в технике и самых эффективных способов изменения структуры и свойств сталей и сплавов, обусловленных протеканием различных фазовых превращений.

Термическая обработка может быть как промежуточной операцией, предназначенной для улучшения технологических свойств (облегчения ковки, штамповки, прокатки), так и окончательной – для обеспечения в материале или изделиях требуемого комплекса свойств

Так как основными факторами любого вида термической обработки являются температура и время, то любой процесс термической обработки можно описать графиком, показывающим изменение температуры во времени.

При рассмотрении разных видов термообработки железо-углеродистых сплавов (стали, чугуны) используются следующие условные обозначения критических точек этих сплавов (рис. 1.1).

Рис. 1.1 . Обозначение критических точек стали

Критические точки А₁ лежат на линии PSK (727 °C). Критические точки А₂ находятся на линии МО (768 °C). Критические точки А₃ лежат на линии GS, а критические точки А_cm — на линии SE.

Свойства сплава зависят от его структуры. Основным способом, позволяющим изменять структуру, а, следовательно, и свойства является термическая обработка.

Основы термической обработки разработал Чернов Д.К.. В дальнейшем они развивались в работах Бочвара А.А., Курдюмова Г.В., Гуляева А.П.

Рис.2.1. Графики различных видов термообработки: отжига (1, 1а), закалки (2, 2а), отпуска (3), нормализации (4)

Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения, выполняемых в определенной последовательности при определенных режимах, с целью изменения внутреннего строения сплава и получения нужных свойств (представляется в виде графика в осях температура – время, см. рис. 12.1 ).

Рассмотрим следующие виды термической обработки:

2.2 Отжиг 1 рода

– возможен для любых металлов и сплавов.

Его проведение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии.

Нагрев, при отжиге первого рода, повышая подвижность атомов, частично или полностью устраняет химическую неоднородность, уменьшает внутреннее напряжения.

Основное значение имеет температура нагрева и время выдержки. Характерным является медленное охлаждение

Разновидностями отжига первого рода являются:

· отжиг для снятия напряжения после ковки, сварки, литья.

2.3 Отжиг II рода

– отжиг металлов и сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении.

Проводится для сплавов, в которых имеются полиморфные или эвтектоидные превращения, а также переменная растворимость компонентов в твердом состоянии.

Проводят отжиг второго рода с целью получения более равновесной структуры и подготовки ее к дальнейшей обработке. В результате отжига измельчается зерно, повышаются пластичность и вязкость, снижаются прочность и твердость, улучшается обрабатываемость резанием.

Характеризуется нагревом до температур выше критических и очень медленным охлаждением, как правило, вместе с печью (рис. 12.1 (1, 1а)).

2.4 Закалка

– проводится для сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении, с целью повышение твердости и прочности путем образования неравновесных структур (сорбит, троостит, мартенсит).

Характеризуется нагревом до температур выше критических и высокими скоростями охлаждения (рис. 12.1 (2, 2а)).

– проводится с целью снятия внутренних напряжений, снижения твердости и увеличения пластичности и вязкости закаленных сталей.

Характеризуется нагревом до температуры ниже критической А (рис. 2.1 (3)). Скорость охлаждения роли не играет. Происходят превращения, уменьшающие степень неравновесности структуры закаленной стали.

Термическую обработку подразделяют на предварительную и окончательную .

Предварительная – применяется для подготовки структуры и свойств материала для последующих технологических операций (для обработки давлением, улучшения обрабатываемости резанием).

Окончательная – формирует свойство готового изделия.

Любая разновидность термической обработки состоит из комбинации четырех основных превращений, в основе которых лежат стремления системы к минимуму свободной энергии.

Зависимость свободной энергии структурных составляющих сталей от температуры: аустенита (F_A ), мартенсита (F_M ), перлита (F_П )

1. Превращение перлита в аустенит , происходит при нагреве выше критической температуры А_1, минимальной свободной энергией обладает аустенит.

2. Превращение аустенита в перлит, происходит при охлаждении ниже А₁ , минимальной свободной энергией обладает перлит:

3. Превращение аустенита в мартенсит, происходит при быстром охлаждении ниже температуры нестабильного равновесия

4. Превращение мартенсита в перлит ; – происходит при любых температурах, т.к. свободная энергия мартенсита больше, чем свободная энергия перлита.

3.ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СПЛАВОВ

Химико-термической обработкой (ХТО) называется термическая обработка, заключающаяся в сочетании термического и химического воздействия с целью изменения состава, структуры и свойств поверхностного слоя стали, такие как: цементация, азотирование, нитроцементация, цианирование, борирование, силицирование, диффузионная металлизация стали и др.

Химико-термическая обработка является одним из наиболее распространенных видов обработки материалов с целью придания им эксплуатационных свойств. Наиболее широко используются методы насыщения поверхностного слоя стали углеродом и азотом как порознь, так и совместно. Это процессы цементации (науглероживания) поверхности, азотирования — насыщения поверхности стали азотом, нитроцементации и цианирования — совместного введения в поверхностные слои стали углерода и азота. Насыщение поверхностных слоев стали иными элементами (хромом — диффузионное хромирование, бором — борирование, кремнием — силицирование и алюминием — алитирование) применяются значительно реже.

Процесс химико-термической обработки представляет собой многоступенчатый процесс, который включает в себя три последовательные стадии:

1. Образование активных атомов в насыщающей среде вблизи поверхности или непосредственно на поверхности металла. Мощность диффузионного потока, т. е. количество образующихся в единицу времени активных атомов, зависит от состава и агрегатного состояния насыщающей среды, которая может быть твердой, жидкой или газообразной, взаимодействия отдельных составляющих между собой, температуры, давления и химического состава стали.

2. Адсорбция (сорбция) образовавшихся активных атомов поверхностью насыщения. Адсорбция является сложным процессом, который протекает на поверхности насыщения нестационарным образом. Различают физическую (обратимую) адсорбцию и химическую адсорбцию (хемосорбцию). При химико-термической обработке эти типы адсорбции накладываются друг на друга. Физическая адсорбция приводит к сцеплению адсорбированных атомов насыщающего элемента (адсорбата) с образовываемой поверхностью (адсорбентом) благодаря действию Ван-дер-Ваальсовых сил притяжения, и для нее характерна легкая обратимость процесса адсорбции — десорбция. При хемосорбции происходит взаимодействие между атомами адсорбата и адсорбента, которое по своему характеру и силе близко к химическому.

3. Диффузия — перемещение адсорбированных атомов в решетке обрабатываемого металла. Процесс диффузии возможен только при наличии растворимости диффундирующего элемента в обрабатываемом материале и достаточно высокой температуре, обеспечивающей энергию необходимую для протекания процесса.

Толщина диффузионного слоя, а следовательно и толщина упрочненного слоя поверхности изделия, является наиболее важной характеристикой химико-термической обработки. Толщина слоя определяется рядом таких факторов, как температура насыщения, продолжительность процесса насыщения, состав стали, т. е. содержание в ней тех или иных легирующих элементов, градиент концентраций насыщаемого элемента между поверхностью изделия и в глубине насыщаемого слоя

Глубина диффузионного слоя в зависимости от продолжительности процесса и температуры

Под цементацией принято понимать процесс высокотемпературного насыщения поверхностного слоя стали углеродом. Так как углерод в α-фазе практически нерастворим, то процесс цементации осуществляется в интервале температур 930–950 °С — т. е. выше α → γ-превращения. Структура поверхностного слоя цементованного изделия представляет собой структуру заэвтектоидной стали (перлит и цементит вторичный), поэтому для придания стали окончательных — эксплуатационных — свойств после процесса цементации необходимо выполнить режим термической обработки, состоящий в закалке и низком отпуске; температурно-временные параметры режима термической обработки назначаются в зависимости от химического состава стали, ответственности, назначения и геометрических размеров цементованного изделия. Обычно применяется закалка с температуры цементации непосредственно после завершения процесса химико-термической обработки или после подстуживания до 800–850 °С и повторного нагрева выше точки АС3 центральной (нецементованной) части изделия. После закалки следует отпуск при температурах 160–180 °С.

Цементация как процесс химико-термической обработки, в основном, применяется для низкоуглеродистых сталей типа Ст2, СтЗ, 08, 10, 15, 20, 15Х, 20Х, 20ХНМ, 18ХГТ, 25ХГТ, 25ХГМ, 15ХГНТА, 12ХНЗА, 12Х2Н4А, 18Х2Н4ВА и др., однако в ряде случаев может быть использована при обработке шарикоподшипников — стали ШХ15, 7Х3 и коррозионностойких сталей типа 10Х13, 20Х13 и т. д. Стали, рекомендуемые для цементации, должны обладать хорошей прокаливаемостью и закаливаемостью цементованного слоя, которые должны обеспечить требуемый уровень прочности, износостойкости и твердости. Прокаливаемость сердцевины должна регулироваться в весьма узком диапазоне твердостей, который составляет 30–43 HRCЭ. Учитывая длительность процесса цементации и высокую температуру процесса, рекомендуется при этом виде химико-термической обработки использовать наследственно мелкозернистые стали, размер зерна которых не должен превышать 6–8 баллов. В противном случае в ходе цементации отмечается значительный рост зерна сердцевины изделия, что приводит к снижению его эксплуатационных свойств.

Цементация производится в углероднасыщенных твердых, жидких или газообразных средах, называемых карбюризаторами.

При твердофазной цементации процесс ведут следующим образом. Цементуемые детали упаковываются в цементационные ящики таким образом, чтобы их объем, в зависимости от сложности конструкции детали, занимал от 15 до 30 % объема цементационного ящика. Ящики загружают в печь, нагретую до температур от 600–700 °С и нагревают до температуры цементации — 930–950 °С. По окончании процесса цементации ящики вынимаются из печи — охлаждение деталей ведется внутри цементационных ящиков на воздухе. К числу недостатков цементации в твердых карбюризаторах относятся: невозможность регулирования степени насыщения и невозможность проведения закалки непосредственно после цементации, дополнительный непродуктивный расход энергии на прогрев цементационных ящиков и т. п. Однако простота метода, возможность проводить процесс на стандартном печном оборудовании без установки дополнительных устройств делают этот метод весьма распространенным в условиях мелкосерийного производства в ремонтных цехах и на участках крупных предприятий. Цементация в жидкофазном карбюризаторе применяется для мелких деталей. К недостаткам этого процесса относятся неравномерность глубины цементованного слоя и необходимость частых регенераций углероднасыщенного расплава. В случае серийного и крупносерийного производства цементованных изделий наибольшее распространение получила цементация в газообразных карбюризаторах. Этот метод обеспечивает наибольшую равномерность по толщине и свойствам цементованного слоя, снижает время, затрачиваемое на процесс химико-термической обработки, а в ряде случаев позволяет производить закалку изделий непосредственно после цементации. В последнее время получил распространение процесс вакуумной цементации. Печи для вакуумной цементации состоят из нагревательной камеры, снабженной вентилятором для обеспечения интенсивной циркуляции воздуха, закалочного бака и транспортных устройств. Подготовленные для вакуумной цементации детали помещают в нагревательную печь, вакуумируют и нагревают до 1000–1100 °С, затем в печь подается газообразный карбюризатор — очищенный природный газ, пропан или бутан. Этот метод позволяет ускорить процесс цементации, повысить качество получаемого слоя.

Качество процесса цементации оценивается по эффективной толщине цементованного слоя, которая определяется по одному из двух показателей — твердости или структуре слоя. Структура поверхностного слоя цементованной стали состоит из нескольких зон: поверхностной — заэвтектоидной (перлит + цементит), эвтектоидной — перлитной и доэвтектоидной — перлитоферритной. Эффективную толщину цементованного слоя по структуре принято измерять на металлографических шлифах в отожженном состоянии при увеличениях от 100 до 500 раз.

В случае, когда за критерий оценки толщины цементованного слоя принимается твердость или микротвердость после цементации, то оценка ведется на термически обработанных образцах, а за конец цементованного слоя принимается зона с твердостью 50 HRCЭ или 540–600 Н

Под азотированием подразумевается процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стального изделия или детали азотом при нагреве в соответствующей среде. Целью азотирования являются повышение твердости поверхности изделия, выносливости и износостойкости, стойкости к появлению задиров и кавитационным воздействиям, повышение коррозионной стойкости в водных средах и атмосфере.

Азотированию подвергаются самые разнообразные по составу и назначению стали — конструкционные и инструментальные, жаропрочные и коррозионностойкие, спеченные порошковые стали, а также ряд тугоплавких материалов (табл. 2).

Азотирование проводится при температурах значительно ниже температур цементации и температур фазовых превращений, поэтому иногда этот процесс называют низкотемпературной химико-термической обработкой или низкотемпературным азотированном. Температура процесса азотирования обычно не превышает 600 °С. Однако следует отметить, что в последние годы все большее распространение получает процесс высокотемпературного азотирования (600–1200 °С). Этот процесс применяют для насыщения азотом поверхностей деталей из ферритных и аустенитных сталей, ряда тугоплавких металлов — титана, молибдена, ниобия, ванадия и т. д.

Таблица 2. Составы основных насыщающих сред и режимы химико-термической обработки при азотировании

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Актуальность темы. 4

Основная часть (Основные виды термической обработки стали). 4

Список литературы. 10

ВВЕДЕНИЕ

Материаловедение – это наука о связях между составом, строением и свойствами материалов и закономерностях их изменений при внешних физико-химических воздействиях.

Термическая обработка стали – это совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью придания им определённых свойств за счёт изменения внутреннего строения и структуры. Цель термообработки – это придание сплавам таких свойств, которые требуются в процессе эксплуатации этих изделий. Есть упрочнение металла (например: коленчатый вал в двигателе автомобиля – к нему предъявляется повышенная прочность при эксплуатации). Но есть и такие технологические процессы, в которых термообработка не является конечной операцией, а промежуточной и её цель – снижение твёрдости стали, сплава для последующей обработки. Процесс термообработки состоит из нагревания до каких то определённых температур, выдержки детали, заготовки при этих температурах и последующем охлаждении с определённой скоростью. Термообработке подвергают заготовки (кованные, штампованные и т.д.), детали машин и различный инструмент. Для заготовок термообработка заключается в снижении твердости, улучшении их структуры, а для деталей – это придание им определённых свойств (твердости, прочности, износостойкости). Улучшение механических качеств даёт возможности использовать сплавы более простых составов, расширить область их применения. Термообработкой можно повысить допускаемые напряжения, уменьшить массу деталей и механизмов, а также существенно повысить их надёжность и долговечность, что очень важно в машиностроении. Например, упрочнению термообработкой подвергаются до 10% общей выплавки в стране, а в машиностроении до 40%. В термообработке есть следующие виды этого процесса: отжиг, закалка, отпуск, а также есть химико-термическая и термомеханическая обработка. В данном реферате будут рассмотрены, основные виды термической обработки стали.

Не смотря на наш компьютерный век, современному человеку необходимо знать и применять термообработку сталей и сплавов.

Ознакомится, и изучить термическую обработку, сплавов.

Основные виды термической обработки стали.

После проката, литья, ковки, обработки резаньем и прочих видов обработки происходит неравномерное охлаждение заготовок. В результате чего появляется неоднородность, как структуры, так и свойств, а также появление внутренних напряжений. А также отливки при затвердевании получаются неоднородными по химическому составу. Для устранения таких дефектов и применяют отжиг.

Отжигом – называется вид термической обработки, состоящий в нагреве металла, имеющего неустойчивое состояние в результате предшествующей обработки и приводящей металл в более устойчивое состояние. При этом процессе заготовки и изделия получают устойчивую структуру без остаточных напряжений.

Цели отжига – снятие внутренних напряжений, устранение структурной и химической неоднородности, снижение твердости и улучшение обрабатываемости, подготовка к последующим операциям.

Отжиг делится на полный, неполный, диффузионный, рекристаллизационный, низкий, изотермический и нормализационный. Полный отжиг применяется для снижения твердости, прочности стали, а пластичность при этом повышается. При полном отжиге в металле происходит, перекристаллизация стали и уменьшения размера зерна, за счёт чего и достигаются указанные выше свойства.

Неполный отжиг применяется, для улучшения обрабатываемости резанием и для подготовки стали к закаливанию.

Изотермический отжиг заключается, в нагреве стали до определённой температуры и относительно быстром охлаждении, также до определенных температур и последующем охлаждении на воздухе. При этом получается, более однородная структура стали. Изотермическая выдержка производится в расплаве соли.

Диффузионный отжиг заключается, в нагреве стали до 1000-1100 градусов по Цельсию, выдержке (10-15 часов) при этой температуре и последующем медленном охлаждении. В результате такого отжига происходит, выравнивание неоднородности стали по химическому составу. Такая высокая температура необходима для ускорения диффузионных процессов. При высокой температуре нагрева и продолжительной выдержке получается крупнозернистая структура, которая устраняется последующим полным отжигом.

Рекристаллизационный отжиг необходим для снятия наклёпа и внутренних напряжений после холодных деформаций и подготовки к дальнейшему деформированию. В результате такого отжига образуется однородная мелкозернистая структура с небольшой твердостью и значительной вязкостью.

Низкий отжиг применяют для того, что бы только снять внутреннее напряжение, которое возникает после механической обработки.

Нормализация состоит, из нагрева стали, её выдержке при определенной температуре и после чего оставляют охлаждаться на воздухе. Нормализация – это более дешёвая термическая операция, чем отжиг, так как печи используют только для нагрева и выдержки.

К термической обработке стали также, относят закалку. Суть этого процесса заключается, в нагреве стали до больших температур и после чего сталь быстро охлаждают. Цель закалки – это придание стали повышенной прочности, твердости, но при этом снижается вязкость и пластичность. Закалка характеризуется двумя способностями: закаливаемостью и прокаливаемостью. Закаливаемость характеризуется определённой твёрдостью, которая сталь приобретает после закалки, а также зависит от содержания углерода в данной стали. Стали с очень низким содержанием углерода (до 0,3) закалке не поддаются и она для них не применяется.

Прокаливаемость – это глубина проникновения закалённой зоны (области).

Прокаливаемость зависит от химического состава стали. С повышением содержания углерода прокаливаемость увеличивается. На прокаливаемость влияет также скорость охлаждения. Чем выше скорость охлаждения, тем больше прокаливаемость. Поэтому при закалке в воде прокаливаемость более высокая, чем при закалке в масле. Большие размеры закаливаемой детали, также приводят к значительному уменьшению прокаливаемости.

Способы охлаждения также относят к одной из операций термообработки.

По способу охлаждения различают виды закалки: в одной среде, в двух средах, ступенчатая и изотермическая. Закалке в одной среде проще и наиболее чаще применяется, но недостаток её состоит в том, что возникают внутренние напряжения. При закалке в двух средах, изделие сначала охлаждают сначала в одной среде, а затем в другой (вода, масло, воздух).

При изотермической закалке, как и при ступенчатой, детали переохлаждают в среде, далее на воздухе. Преимущества этого способа закалки заключается в большей вязкости, отсутствии трещин, минимальном короблении. Изотермическую закалку применяют для изделий сложной формы. Существенную роль играют также способы погружения деталей в охлаждающую жидкость. Например длинные изделия вытянутой формы ( свёрла, метчики) погружают в строго вертикальном положении, чтобы избежать коробления.

Отпуск стали – это вид термической обработки, следующий за закалкой и заключающийся в нагреве стали до определённой температуры, выдержки и охлаждении. Цель отпуска стали - снятие внутренних напряжений, повышение вязкости и пластичности.

Различают низкий, средний и высокий отпуск. Низкий отпуск проводится при температуре 150-200 градусов Цельсия. В результате снимаются внутренние напряжения, происходит увеличение пластичности и вязкости без заметного снижения твердости и износостойкости. Низкому отпуску подвергают режущий и мерительный инструмент, а также детали, которые должны обладать высокой износостойкостью и твёрдостью.

При среднем отпуске нагрев производится до 350-450 градусов Цельсия. При этом происходит некоторое снижение твёрдости при значительном увеличении упругости и сопротивляемости действию ударных нагрузок. Применяется для пружин, рессор, ударного инструмента.

Высокий отпуск производится при 550-650 градусов Цельсия. При этом твёрдость и прочность снижаются значительно, но очень сильно возрастают вязкость и пластичность, однако создаётся оптимальный вариант для конструкционных сталей сочетание механических свойств. Применяется для деталей, которые подвергаются действию высоких нагрузок. Термическая обработка, состоящая из закалки и высокого отпуска, называется улучшением. Она является основным видом обработки конструкционных сталей. Продолжительность выдержки зависит от размеров деталей: чем они больше, тем длиннее выдержка. Низкий отпуск инструментов обычно происходит в течении 0,5-2,5 часа. Для измерительных инструментов проводят более длительный отпуск до 10-15 часов.

Наряду с горячей обработкой стали, применяется также обработка холодом.

Обработка холодом состоит в том, что закаливаемые детали на некоторое время погружают в среду имеющую температуру ниже 0 градусов Цельсия.

Производить обработку холодом нужно сразу после закалки. Такой обработке подвергают измерительный инструмент, части точных механизмов, детали шарикоподшипников. Обработка холодом не уменьшает внутренних напряжений, поэтому после неё необходим отпуск.

Термомеханическая обработка относится к комбинированным способам и представляет собой пластическую деформацию металла с закалкой. Как при закалке, так и при пластической деформации повышение прочности всегда связано с уменьшением пластичности. Преимуществом является то, что при большом увеличении прочности характеристики пластичности снижаются незначительно, а ударная вязкость в 1,5-2 раза выше по сравнению с той же маркой стали после закалки низким отпуском. Термомеханическая обработка делится на два способа: высокотемпературный и низкотемпературный.

При высокотемпературном – сталь нагревают и подвергают деформации. Сразу после деформации сталь подвергается закалке, после закалки производят низкий отпуск.

При низкотемпературном – сталь нагревается и охлаждается, после чего её деформируют. После деформации следует закалка. После закалки следует низкий отпуск.

Низкотемпературная обработка получила незначительное применение. Наиболее часто применяют высокотемпературную обработку. Её удобство в том, что заготовки сразу после окончания горячей обработки давлением: ковки или проката, могут подвергаться закалке без специального нагрева, используя только тепло после горячего деформирования. Преимущество этого процесса состоит в экономии топлива, для нагрева под закалку, сокращение времени изготовления деталей, повышении механических свойств, увеличение прочности, ударной вязкости при незначительном снижении пластичности.

Читайте также: