Термообработка -нагрев до определенной температуры, выдержка и охлаждения с определенной скоростью с целью изменения структуры и свойств металла. Виды термообработки:
-закалка(повышение твердости и прочности)
-отпуск(снятия внутр напр)
-отжиг (исправления структуры)
- нормализация(исправл структуры и повышения мех свойств)
-химико-термическая обработка- насыщение поверхности каким либо элементом.
ПРЕВРАЩЕНИЕ В СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ И ОХЛАЖДЕНИИ
Рисунок
Критические точки на линии PSK обознач при нагреве АС1, при охлаждении Аr1, на линии GS- АС3 и Аr3-соответственно.На линии SE-АСm и Аrm-соответственно
При нагреве до АС1 никаких структурных изменений не происходит. При нагреве выше перлит превращается в цементит. От АС1 до АС3 феррит переходит аустенит из за смены кристал решетки. Выше АС3 структура аустенита.
При охлаждении происходит все в обратном порядке. При охлаждении до Аr1 Аост распадается на Ф и Ц и образуется перлит. АС1до АСm- Ц растворяется в Feį. Выше Асm-А
При охлаждении до Аrm-избыточный С выделяется в виде Ц.
На Аr1 А распадается до П:
1 диффузия углерода и образования областей с его повышенном количеством.
2 образования в этих областях Ц
3 полиморфное превращение Feį в Feα
4 получился П. Укрупнение зерен Ф и Ц о образование П
При увеличении скорости охлаждения последний этап идет не полностью и образ мех смеси Ф и Ц разной степени дисперсности: пермит, сорбит,троости,бенит.
При быстром охлаждении из 4 этапов происходит только 3 и образуется ПЕРЕНАсыщенный твердый раствор внедрения углерода в Feα - мартенсит. При это искажается решетка увеличивается прочность и твердость, снижается пластичность и вязкость. Такой процесс называется закалкой. Минимальная скорость охлаждения при которой А переходит М называется- критической скоростью охлаждения.
ОСОБЕННОСТИ МАТРЕНСИТНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Рисунок
В нормальных условиях Feį может растворить 2.14% углерода при 1147, а Feα- 0.01%. по этому при высокой скорости охлаждения и А образуется сильно перенасыщенный твердый раствор внедрения углерода в Feα. При этом решетка становится тетрогональной.
При искажении крист решетки увел твердость и прочность.
Особенность мартенситного превращения:
1 процесс без диффузионной
2 происходит в интервале температур
При температуре 200 М распадается так ка он не устойчив, снижается твердость.
ВИДЫТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
ЗАКАЛКА - это нагрев стали до температуры выше АС1 АС3 или АС m на 30-50, выдержка и охлаждение со скоростью равной или больше критической.
Закалка бывает полной и неполной
При нагреве выше АС3 –полная, а между АС1 и АС3 –неполная.
Твердость: М-650, Ф-80-100, А ост- 220, Ц-800
Для доэвтектоидных сталей- полная закалка, так как при неполной остается мягкий феррит.
Для заэвтектоидных- неполная, так как образуется твердый цементит и меньше мягкого остаточного аустенита. При их полной закалке в структуре остается много мягкого Аост. При чрезмерном нагреве под закалку происходит рост зерен и ухудшение мех свойств, при нагреве АС1 закалка не происходит.
Способность стали воспринимать закалку называется – закаливаемость.
Чем больше углерода в стали тем больше прочность.
ОТПУСК
-это нагрев закадленной стали до температуры ниже АС1 выдержка и медленное охлаждение.
Цель отпуска снятие внутренних напряжений, повышение пластичности и вязкости. Различают: низкий 150-200, средний 300-400 высокий 500-600. При отпуске твердость понижается, а пластичность и вязкость увеличивается.
Низкий – производится при 150-200. Получают структуру мартенсита отпуска.назначени сняти внутренних напряжений. Для режущего и измерительно инстру
Средний -производится при 300-400. Получается структура троостита- механическая смесь Ф и П высокой дисперстности,повышает упругие свойства.(рессор, пружин)
Высокий производится при 500-600 получают структуру сорбита – мех связь Ф+ П средней дисперстности.Такая сталь обладает наилучшем сочетанием прочности и твердости с пластичностью и вязкостью.(для деталей работающих при дина нагрузках.)
Сочетание закалки и высокого отпуска – улучшение стали. Улучшается весь комплекс мех свойств по сравнению с отожжённым не закалённым состоянием.
ОТЖИГ И НОРМАЛИЗАЦИЯ
Отжиг - операция термообработки при которой путем нагрева, выдержки и медленного охлаждения получают устойчивую структуру стали.
Цель: снятие внутр напр, исправ структуры, улучшение обрабатываемости, подготовка к термообработки.
Отжиг 1 рода- при температуре выше или ниже критических
Отжиг 2 рода выше критических
Нормализация - нагрев выше температурыАС3 на 30-50,выдержка и охлаждение на воздухе.
По сравнению с отжигом происходит некоторе увеличение твердости и прочности.