Виды термической обработки металлов.

Предварительная ТО. Окончательная ТО.

ТО состоит из трех этапов: нагрева до заданной температуры; выдержки для прогрева материала по всему объему и завершения фазовых превращений; охлаждения до комнатной температуры с определенной скоростью (решающими являются температура нагрева и скорость охлаждения). Желаемое изменение свойств материалов может быть в очень широких пределах; например, сталь становится пластичной и низкопрочной после отжига; эту же сталь можно сделать твердой, прочной и малопластичной с помощью закалки. К основным видам ТО относятся: отжиг, закалка, отпуск и старение. В зависимости от места в технологическом процессе ТО подразделяется на предварительную и окончательную. Предварительная ТО, как правило, производится для улучшения технологических свойств заготовок (перед обработкой резанием, холодной штамповкой, прокаткой и т. п. ). В качестве предварительной ТО для сталей, как правило, применяют различные виды отжига. Окончательная ТО производится для придания деталям требуемых эксплуатационных свойств. В качестве окончательной ТО для сталей чаще всего применяют закалку с отпуском, а для многих высокопрочных цветных сплавов – закалку со старением.

Основные параметры режима термической обработки.

Режим термической обработки характеризуют следующие основные параметры: скорость и режим нагрева, максимальная температура нагрева, время выдержки в печи при температуре нагрева, и скорость и режим охлаждения. В точке Ас₁ начинается фазовая перекристаллизация перлита, который превращается в мелкозернистый аустенит. При нагреве стали от температуры Ас₁ до температуры Ас₃ феррит растворяется в аустените. В заэвтектоидной стали при нагреве выше точки Ас₁ перлит превращается в аустенит, а при дальнейшем нагреве цементит растворяется в аустените. Выше точки Ас_m сталь состоит только из аустенита, неоднородного по химическому составу. В тех местах где был цементит, аустенит богача углеродом, а там, где был феррит, - беднее. Поэтому при термической обработке для выравнивания химического состава аустенита сталь нагревают до температуры немного выше верхней критической точки Ас₃ мелкие зерна аустенита соединяются между собой, размеры их увеличиваются

КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ ТО, ХТО, ТМО.

Все виды термообработки делят на 3 группы: 1) собственная термообработка включая только воздействия на металлы и сплавы. 2) термомеханическая обработка сочетает термическое воздействие с пластическим воздействием металлов и сплавов. ТМО (НТМО)– это нагрев сталей выше точки Ас₃ с последующей деформацией при температуре 400-600⁰С (выше точки Мн, но ниже температуры рекристаллизации) с последующей закалкой и низким отпуском. Степень деформации составляет 75-95%. При деформации повышается плотность дислокаций в металле. Это повышенная плотность дислокаций сохраняется и у образующегося при закалке мартенсита, что дает дополнительное повышение прочности, поэтому прочность металла после ТМО будет выше, чем после закалки.  3) химико-термическая обработка сочетает химическое и термическое воздействие на металлы и сплавы. (ХТО) – поверхностное насыщение стали соответствующим элементом путем его диффузии из внешней среды при высокой температуре. ХТО включает три последовательные стадии. 1. Диссоциация – распад молекул и образование активных атомов диффундирующего элемента в насыщающей среде вблизи поверхности. Например:

2СО → СО₂+С_ат; 2NH₃ → 3H+N_ат 2. Адсорбция (поглощение) образовавшихся активных атомов поверхностью насыщения. Происходит на границе газ – металл. 3. Диффузия – перемещение адсорбированных атомов от поверхностных вглубь обрабатываемого металла. В результате образуется диффузионный слой. Это слой материала детали у поверхности насыщения, отличающийся от исходного по химическому составу. На поверхности слоя концентрация диффундирующего элемента наибольшая, по мере удаления от поверхности концентрация падает. Глубина проникновения будет представлять толщину слоя. Материал детали под диффузионным слоем, не затронутый воздействием окружающей активной среды, называют сердцевиной. Процесс диффузии возможен только при наличии растворимости диффундирующего элемента в обрабатываемом металле и достаточно высокой температуре, обеспечивающей необходимую энергию атомам.