Термическая обработка металлов и сплавов.

Термическая обработка-процесс тепловой обработки металлов и сплавов, заключается обычно в нагреве до определённой температурной выдержки при этой температуре и последующем охлаждении.

Термическая обработка применяется для получения материала с заданными св-ми путём изменения его структуры: фазового состояния и перераспределение компонентов, размеров и форм кристаллических зёрен, видов дефектов их кол-ва и распределения.

Термическая обработка применяется для устранения вредных побочных явлений предыдущих процессов в изготовлении деталей.

Для снижения себестоимости продукции за счёт минимизации продолжительности последующих производственных операций и снижения их трудоёмкости.

Для улучшения результатов предыдущих и последующих производственных операций и создания лучших условий труда.

Качество термической обработки определяется следующими критериями: обеспечение требуемых св-в материала, свидение к минимуму побочных явлений, которые приводят к изменению прочих параметров изделия и обеспечения высоких техникоэкономических показателей термического передела.

Основными видами термической обработки являются: отжиг, закалка, отпуск и старение.

Отжиг, заключается в нагреве металла, структура которого находится не в неравновесном состоянии до определённой температуры, выдержки и последующем медленном охлаждении с целью получения более устойчивости структуры.

Цель: улучшение обрабатываемости материала, повышение пластичности, уменьшение остаточных напряжений температуры нагрева зависит от состава сплава и конкретной разновидности отжига. Скорость охлаждения при отжиге- от 30 до 200С в час.

Отжиг бывает 1-ого и 2-ого рода.

Закалка- это термическая обработка, заключающаяся в нагреве до определённой температуры выдержки и последующем охлаждении с целью получения метостабильности или неравновесности структуры. Применяется для повышения твёрдости, прочности, вязкости. Закалка может быть с полиморфным и без.

Для эфтекноидной стали проводится полная закалка, при которой нагрев осуществляется до АС3.

Fe- обладает к способности полиморфного превращения- это когда решётка перестраивается из одного типа в другой температуры плавления.

910С- α железо (Fe). До 910 и болбше 1392и меньше 1539 решётка.

ГЦК-гранецентрированная

ОЦК- объёмноцентрированная

Ac3= α- при нагреве Ac4 3,4- индексы

Ar3- при охлаждении.

(До) эвтекноидной (до 0,8% С), (за) (более о,8% С) стали закалка, при которой происходит нагрев осуществляемый выше температуры Ac3.

Неполной закалке подвергается заэвтекноидные стали нагрев при этом производится выше температуры Ac1-727C струк доэвтекноидные стали состоят из зёрен пнрлита и эфирита. Затем в обоих случаях закалки в полной и неполной следует выдержка и охлаждение со скоростью превышающая критическую.

Отпуск- это термическая обработка, заключающаяся в нагреве металла или сплава, подвергнутого закалке с полиморфным превращением до определённой температуры (для стали- ниже температуры Ac1), выдержки и последующем охлаждении с целью превращения неравновесной структуры к более устойчивым, уменьшает хрупкость и повышает пластичность металла. Таким образом сочетание закалки с отпуском даёт структуру с более высоким уровнем св-в, чем после отжига..

Старение- изменение структуры сплава в следствие выделения из твёрдого раствора дисперсной фазы во время вылежив при комнатной температуре(естественное старение) при повышении температуры(искусственное). Искусственное старение делится на термич и деформ. Термич.- это старение недеформ в холодном сост металла при повышении температуры. Деформац.- старение холоднодеформированного материала при повышении температуры. Приводим к увеличению твёрдости, прочности при одновременном уменьшении пластичности и ударной вязкости. Этим процедурам подвергаются материалы, которые не должны терять своих форм и размеров в процессе эксплуатации.

К отжигу 1-ого рода относится: 1) гомогенезационный (диффузионный); 2) рекристаллизационный, увеличивает зерно и отжиг для снятия остаточных напряжений. Гомогенезационныйотжиг- отжиг с длительной выдержкой, при определённой температуре с целью выравнивания хим состава. Примен для уменьш различн видов ликвации, повышающ склонность стали, обрабатывается давлением, к хрупкому и слоистому излому, внутренним трещинам (флокен) анизотропии св-в. Рекристаллизационный отжиг- это отжиг деформир металла, при температуре превышающего температуру начала рекристаллизации повышая пластичность, в результате получаются зёрна определённой величины и применяют перед и между холодной обработки давлением. Отжиг увеличивает зерно- это отжиг при температуре 950-1200С с целью увеличения зерна. Отжиг для снятия остаточного напряжения- это отжиг снимающий остаточное напряжение, возникающее из-за неравномерного охлаждения пластичной деформации по иным причинам после процесса термической и механической обработки. Для стали этот отжиг проводится при нагреве со скоростью 100-150С в час до температуры 160-700С с последующем медленным охлаждением- этот отжиг называется промежуточным.

Существует несколько разновидностей отжига для доэфтектоидных конструкционных сталей примен перекристаллизационный отжиг: нагрев до температуры выше точки Ac3 на 30-50С выдержка и медленное охлаждение с печью. В связи с фазовой перекристаллизацией зерно уменьшается и при последующем охлаждении формируется фермитно- перлитная структура. С более равномерным распределением структурного состава. Отжиг устраняет крупную зернистую структуру и структурную неоднородность литой горячей деформированной стали. Медленное охлаждение снимает внутреннее напряжение, понижает твёрдость и улучшается обрабатываемость резанием. Для заивтыктоидной примен сфероидезационный отжиг: нагрев выше темпер 30-50С от Ас1 и послед медленного охлаждения. В этом случае получают структуру зернистого перлита в котором цементит имеет округлую форму.

Феррит- твёрдый раствор углерода в α железе.

Аустенит- твёрдый раствор углерода вɣ железе.