 |
Классификация видов термической обработки, их связь с диаграммами состояния.
|
|
|
|
Типы структурных составляющих, присутствующие в металлических сплавах.
Сплав – материал, полученный сплавлением двух или нескольких материалов.
Структурные составляющие:
1) В сплавах присутствуют механичекие смеси чистых компонентов.
2) Могут образовываться твёрдые растворы.
3) Химсоединения.
4) Промежуточные фазы. Присущи признаки, характерные как для твёрдых растворов, так и для их соединений.
Твёрдые растворы бывают замещения и внедрения, ограниченные и неограниченные.
Три условия образования неограниченных твёрдых растворов:
1) необходимо, чтобы были одинаковые или похожие кристаллические решётки
2) одинаковые атомные размеры
3) одинаковая химическая природа.
Для твёрдых растворов расположение атомов в кристаллической решётке произвольное. Кристаллическая решётка не меняется.
Признаки химсоединений:
1) строго определённое соотношение между атомами
2) атомы расположены в строго определённых местах кристаллической решётки
3) исходный элемент и химсоединение имеют разные кристаллические решётки.
Если эти признаки в полном объёме не соблюдаются, то это – промежуточная фаза. У промежуточных фаз единственным постоянным признаком является строго определённое соотношение атомов.
Классификация видов термической обработки, их связь с диаграммами состояния.
По классификации Бочвара выделяют 4 основных вида термообработки:
1) Отжиг 1-ого рода
2) Отжиг 2-ого рода
3) Закалка
4) Отпуск
Дополнительно:
1) Химико-термическая обработка
2) Термомеханическая обработка.
Отжиг 1-ого рода осуществляется путем нагрева сплава до температуры ниже температуры фазовых превращений в твёрдом состоянии в соответствии с диаграммой состояния с последующей выдержкой и медленным охлаждением (чаще вместе с печью). Рекристаллизационный отжиг обеспечивает снятие наклепа.
|
|
|
После отжига уменьшается твердость, прочность, увеличивается пластичность, вязкость.
tрекр.=atплавл.
Применяется для снятия внутреннего напряжения в отливках после неравномерного охлаждения при затвердевании. Если не сделать отжиг для некоторых отливок, то могут возникнуть трещины.
Отжиг 2-ого рода осуществляется путем нагрева выше температуры фазовых превращений в твердом состоянии с последующей выдержкой и медленным охлаждением. Проводят для измельчения зерна, уменьшается твердость, прочность, повышается вязкость, уменьшается внутреннее напряжение.
Закалка: нагрев как в отжиге 2-ого рода, выдержка и резкое охлаждение. Цель закалки: повысить твердость и прочность (в большинстве случаев) стальных деталей. В результате закалки формируется структура, которая существенно отличается от структуры в диаграмме состояния при комнатной температуре.
Отпуск проводится непосредственно после закалки, связан с нагревом закаленного изделия до температуры ниже температуры фазовых превращений. При отпуске происходят структурные изменения, при которых структура приближается к той, которая должна быть в диаграмме состояния при комнатной температуре. После отпуска твердость и прочность снижается (в отличие от закалки). Есть варианты, когда после закалки не происходит увеличение твердости и прочности, тогда увеличение твердости и прочности может происходить после отпуска (старение).
Химико-термическая обработка осуществляется путем диффузионного насыщения поверхностного слоя детали различными элементами при определенной температуре.
Название химико-термической обработки зависит от элемента:
1) Азотирование
2) Силицирование
3) Цементация (углерод)
|
|
|
4) Борирование
5) Хромирование
6) Алитирование (аллюминирование).
Применяют 2-3-элементное насыщение, например, цианирование (C, N).
Цель химико-термической обработки: получить в поверхностных слоях повышенных показателей свойств за счет структурных изменений (повышение износостойкости, коррозионная стойкость, повышение окалиностойкость (сопротивление температурному окислению) или жаростойкость).
Химико-термическая обработка, возможно, если диффундирующие элементы образут с элементами сплава твердый раствор или химическое соединение.
Термомеханическая обработка сочетает пластическую деформацию и закалку.
1) Из основных видов: отжиг 1-ого рода. Отжиг 2-ого рода нельзя выполнить, так как нет фазовых превращений в твердом состоянии. Закалка также неосуществима. Доп. Виды: термомеханическая обработка не осуществляется (т.к. не осуществляется закалка), химико-термическая обработка в системе элементов АВ осуществляется.
2) Основные виды: отжиг 1-ого рода. Химико-термическую обработку осуществлять нельзя.
3) Все виды термообработки осуществимы для большинства сплавов, кроме 1 и 2. Для остальных сплавов есть фазовые превращения в твердом состоянии.
|
|
|
