 |
Тема 1. 3 термическая обработка
|
|
|
|
Основы термической обработки металлов и сплавов
Термической обработкой называется технологический процесс, связанный с нагревом с целью изменения структуры и свойств.
Технологический процесс (ТО) состоит из 3 стадий:
1) Нагрев до определенной температуры.
2) Выдержка при заданной температуре.
3) Охлаждение с различной скоростью.
Целью нагрева является придание атомам металла или сплава высокой диффузионной подвижности без которой невозможно изменение структуры При нагреве исходная структура изменяется из - за диффузии атомов или полиморфных превращений при охлаждении. Вид ТО определяется теми структурными изменениями, которые произошли в сплаве при нагреве и последующем охлаждении.
График технологических процессов ТО (рисунок 35).
Классификация видов ТО
Различают 3 вида ТО:
1) Собственнотермическая ТО
2) Химикотермическая ХТО
3) Термо-механическая МТО
Собственная ТО включает в себя термоотжиг, закалку, отпуск и старение (рисунок 36).
Критическая точка А1 лежит на линии PSK (727) диаграммы (Fe - С), соответствует превращению перлита в аустенит.
Критическая точка А2 находится на линии МО характеризует магнитные превращения сплавов.
Критическая точка A3 соответствует линии GS, при охлаждении из аустенита выделяется феррит, а при нагреве феррит растворяется в аустените.
Критическая точка Асм находится на линии SE, при охлаждении из аустенита выделяется цементит вторичный, а при нагреве по этой линии заканчивается растворение цементита (2) в аустените.
Превращение при охлаждении и нагреве происходит при различных температурах, поэтому для обозначения критических точек вводят дополнительные индексы: с при нагреве, r при охлаждении.
|
|
|
Основные виды фазовых превращений для различных видов ТО
Для установления режима охлаждения пользуются диаграммами изотермического распада переохлаждения аустенита (рисунок 37).
В зависимости от степени переохлаждения аустенита различают превращения 3 типов.
· Перлитное превращение протекает в верхнем интервале температур, прилегающих к критической точке А1 - это превращение заключается в диффузионном распаде переохлажденного аустенита с образованием эвтектоида. Перлитное превращение 2-х фазное. Продукты перлитного превращения обычно имеют пластинчатое строение. Чем больше степень переохлаждения, тем тоньше получающаяся ферритно - цементитная структура, т.е. меньше межпластинчатое расстояние.
Перлит D = 0,6 – 1 мкм - 670 – 650оС ® П (D - расстояние между пластинами).
Сорбит D = 0,25 – 0,3 мкм - 640 – 580оС.
Тростит D = 0,1 – 0,15 мкм - 580 – 550оС.
· Мартенситное превращение представляет собой пересыщенный раствор углерода в a -железе. Это превращение происходит только после переохлаждения аустенита до температуры в точке Мн и протекает в интервале температур Mн -Mк ниже температуры 240оC. Превращение носит бездиффузионный характер. Содержание углерода в мартенсите такое же как и в аустените.
· Бейнитное (промежуточное превращение) протекает между перлитным и мартенситным превращением. В результате образуется промежуточная структура - бейнит - это смесь из а -твердого раствора, претерпевающего мартенситное превращение и частиц карбидов.
Рисунок 37
Основные превращения при ТО стали
1) При нагреве выше критической точки А1 727 перлит в аустенит.
2) При охлаждении аустенита при температуре Ar1 аустенит распадается на перлит.
3) При быстром охлаждении аустенита (закалка), аустенит превращается в мартенсит.
4) Разложение мартенсита при отпуске, структура *мартенсит - продукты распада.
|
|
|
Отжиг 1 рода
Целью отжига является повышение пластичности. Отжиг, при котором нагрев и выдержка производится с целью приведения его в устойчивое состояние за счет снятия напряжения, уменьшения искажения кристаллической решетки, за счет диффузии и рекристаллизации называется отжигом 1 рода.
Отжиг 1 рода не связан с фазовыми превращениями. При отжиге фазы нагреваются ниже температуры фазовых превращений.
|
|
|
