Нижегородский государственный технический университет

им. Р. Е. Алексеева.

Кафедра: «Материаловедения и технологии новых материалов»

Дисциплина «Теория термическая и химико-термической обработки»

Курсовая работа:

"Отжиг чугунов"

Выполнил:

студент ФМВТ гр. 09ММ

Липатов Д.А.

Принял:

Профессор. д.т.н. Гаврилов Г.Н.

Н. Новгород. 2012 год.

Содержание: стр.

Введение…………………………………………………...2

1. Отжиг чугунов…………………………………………… 3

1.1. Графитизирующий отжиг…………………………….. 3

1.1.1.Отжиг белого чугуна на ковкий…………………. 4

1.1.2.Первая стадия графитизации…………………….. 5

1.1.3.Вторая стадия графитизации…………………….. 8

1.1.4.Отжиг для устранения отбела…………………… 11

1.1.5.Низкотемпературный смягчающий отжиг........... 11

1.2. Нормализация чугунов……………………………… 11

1.3. Гетерогенезирующий отжиг………………………... 12

1.3.1.Смягчающий гетерогенезирующий отжиг…….. 13

1.3.2.Гетерогенезирующий отжиг для повышения

коррозионной стойкости………………………... 14

1.3.3.Явление перегрева в литых сплавах……………. 14

Заключение………………………………………………… 18

Список литературы………………………………………… 19

Введение

Термическая обработка, совокупность операций теплового воздействия на материалы с целью изменения структуры и свойств в нужном направлении.

От правильного выполнения термической обработки зависит качество

и стойкость изготовляемых деталей машин и механизмов, инструмента и

другой продукции. Для проведения термической обработки требуются не

только глубокие знания теории и практики, но и умение самостоятельно

выбрать и разработать наиболее эффективный технологический процесс

термической обработки для различных деталей и инструментов, умение

выбрать наиболее рациональный метод контроля, установить причины

дефектов, методы их предупреждения и исправления, использовать все

технические возможности и правильно организовать работу .

При термической обработке в результате нагрева до определённой

температуры и охлаждения происходит изменение структуры и, как

следствие этого, изменение механических и физических свойств.

Все превращения, происходящие в результате нагревания до определённой

температуры и охлаждения в сталях и чугунах, можно проследить по

диаграмме железо – углерод (Fe – C), которая является фундаментом науки

о стали и чугуне. Углерод с железом образует химическое соединение -

цементит или может находиться в сплаве в свободном состоянии в виде

графита. Соответственно существуют две диаграммы сплавов железо –

углерод: цементитная и графитная.

1. Отжиг чугунов

Основные компоненты чугуна — железо, углерод и кремний. Кроме того, обычные чугуны содержат марганец, фосфор и другие элементы. Несмотря на сложность химического состава чугуна, важнейшие структурные изменения при его отжиге качественно можно проанализировать с использованием диаграммы состояния двойной системы Fe — С.

В этой системе, как известно, аустенит и феррит могут находиться в стабильном равновесии с графитом (пунктирные линии на рисунке Диаграмма состояния Fe — С) и в метастабильном равновесии с цементитом (сплошные линии).

Графит по сравнению с цементитом труднее зарождается и труднее растет в металлической матрице. Для зарождения графита требуются гораздо большие флуктуации концентрации, так как графит — это практически 1100% С (растворимость железа в нем ничтожна), а цементит содержит только 6,67% С.

При росте графитного кристалла необходимо почти полное удаление атомов железа от фронта продвижения его границы в металлической матрице. Поэтому образование метастабильного цементита в определенных условиях, например при ускоренном охлаждении, кинетически более выгодно, чем образование стабильного графита.

Однако метастабильное равновесие аустенита или феррита с цементитом соответствует относительному минимуму свободной энергии, а стабильное равновесие с графитом — абсолютному минимуму свободной энергии. Поэтому выдержка чугуна при повышенных температурах должна, в конце концов, привести к замене цементита графитом.

Кремний, никель, алюминий и другие элементы способствуют графитизации, а марганец, хром, ванадий, магний, церий, сера и другие элементы затрудняют ее.

Фазовые превращения при термической обработке чугунов включают все те основные процессы, которые встречаются в сталях, и дополнительно осложнены процессами, связанными с поведением графитной фазы. [1]