Отжиг стали. Назначение, стадии. Виды отжига.

Отжиг, снижая твердость и повышая пластичность и вязкость за счет получения равновесной мелкозернистой структуры:

улучш. обрабатываемость заготовок давлением и резанием;

исправить структ. сварных швов и др.операций

подготовить структ. к последующей термической обработке.

Характерно медленное охлаждение со скоростью 30…100oС/ч.

Отжиг первого рода.

1. Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг. Устраняет ликвации, выравнивает хим. состава сплава. Т нагрева зависит от Т плавления, ТН = 0,8 Тпл. t выдержки: ч.

2. Рекристаллизационный отжиг снимает напряжений после холодной пластической деформации. Т нагрева связана с Т плавления: ТН = 0,4 Тпл. t зависит от габаритов изделия.

3. Отжиг для снятия напряжений после горячей обработки (когда требуется высокая точность размеров). Т и t нагрева зависит от габаритов изделия,в диапазоне: ТН = 160……700oС.

Отжиг второго рода предназначен для изменения фазового состава. Т нагрева и t выдержки обеспечивают нужные структурные превращения. V охлаждения должна быть такой, чтоб успели произойти обратные диффуз. фазовые превращения.

1. полный, с Т нагрева на 30…50 oС выше критической Т А3

2. неполный, с Т нагрева на 30…50oС выше критической Т А1

3. циклический или маятниковый отжиг применяют, если после проведения неполного отжига цементит остается пластинчатым.

4. изотермический отжиг – после нагрева до требуемой Т, изделие быстро охлаждают до Т на 50…100oС ниже крит. Т А1 и выдерж. до превращ. аустенита в перлит, затем охл. на воздухе.

5. Нормализация. – разновид. отжига. ТО, при которой изделие нагревают до аустенитного состояния, на 30…50 oС выше А3 или Аст с послед. охл. на воздухе. Нормализации дает более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит), уменьш. внутр. напряжения, устраняются пороки, получ. в процессе предшествующей обработки. Твердость и прочность несколько выше чем после отжига.

Закалка стали. Назначение, стадии. Выбор температуры закалки для до- и заэвтектоидных сталей.

Закалка - термическая обработка с нагревом стали до температур, превышающих температуры фазовых превращений с выдержкой и последующим охлаждением металла или сплава со скоростью, превышающей критическую, с целью получения неравновесной структуры (мартенсита), либо пересыщенного раствора.

Результат закалки - повышение твердости и прочности.

Температура нагрева под закалку для доэвтектоидных сталей: А3 + (30-50 оС). Если нагрев проводится в интервале температур А1 – А3, то происходит неполная закалка. В этом случае оставшийся в структуре остаточный феррит ухудшает свойства доэвтектоидной стали.

Заэвтектоидные стали нагревают до температуры А1 + (40-60 оС ) и после охлаждения получают мартенсит с включениями вторичного цементита. Такая структура обеспечивает высокую твердость и износостойкость режущего инструмента.

Если температура нагрева заэвтектоидной стали выше Асm (рис. 9.2) то после закалки получают дефектную структуру грубоигольчатого мартенсита.

Время нагрева при закалке зависит от типа нагревательных устройств, размеров детали, химического состава (теплопроводности) стали, способа загрузки деталей в нагревательное устройство.

Скорость охлаждения при закалке устанавливают в зависимости от того, какую структуру в детали необходимо получить. Скорость охлаждения зависит от охлаждающей среды, формы изделия, теплопроводности стали.

В качестве охлаждающих сред применяют воду (при разных температурах от 18-50 °С), 10 %-ный раствор NaOH в воде, 10 %-ный раствор NaCl в воде, минеральное масло, спокойный воздух.