16. Дайте характеристику основных видов тепловой термообработки.

Отжиг - процесс ТО при котором сталь нагревают до критической температуры, а затем медленно охлаждают, чаще всего вместе с печью. В результате получим П+Ф или Ц в зависимости от содержания углерода, т.е. мягкую пластичную сталь. Отжиг 1 рода : Гомогенизационный отжиг (диффузионный), Рекристаллизационный отжиг, Отжиг для снятия остаточных напряжений; Отжиг 2 рода: Полный (перекристаллизационный отжиг), Изотермический отжиг, Нормализация, Неполный отжиг (сфероидезирующий). Закалка- термическая обработка, заключается в нагревании стали до температуры выше критической (Ас3 для доэвтектоидной и Ас1 для заэвтектоидной сталей) или температуры растворения избыточных фаз, выдержке и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую. Чтобы уменьшить хрупкость и напряжения, вызванные закалкой, и получить требуемые механические свойства, сталь после закалки обязательно подвергают отпуску. Охлаждающие среды для закалки в воде, масле, растворе солей и щелочей. Отпуск – процесс ТО при котором сталь нагревают до температуры ниже точки Ас1, а затем медленно охлаждают. Цель отпуска из твердой стали получить твердый перлит. Старение – изменение строения и свойств сплавов с течением времени. Чаще всего происходит упрочнение сплавов, если наступает разупрочнение то такой процесс не применяют. В процессе старения внутри сплавов выделяются интерметаллидные соединения или твердые растворы. Старение бывает искусственным и естественным.

17. Опишите виды отжига 1 рода

Отжиг - процесс ТО при котором сталь нагревают до критической температуры, а затем медленно охлаждают, чаще всего вместе с печью. В результате получим П+Ф или Ц в зависимости от содержания углерода, т.е. мягкую пластичную сталь.

Отжиг 1 рода существует 3 процесса:

1. Гомогенизационный отжиг (диффузионный) : цель - уменьшение дендритной (внутрикристаллической) ликвации. Температура нагрева 1100-1250⁰С. Выдержка в печи 20-30 часов (прим. садочные печи шахтного типа) После печи медленно охлаждают. Общее время процесса 140 часов.

2. Рекристализационный отжиг: цель – Устранение наклепа, созданного холодной пластической деформацией. Нагрев производится выше температурного порога рекристаллизации (чаще всего от 680-700⁰С)

3. Отжиг для снятия остаточных напряжений, которые возникают в результате технологических опереаций (литье, сварка, резка) Нагревают до 200-700⁰С и медленно охлаждают

18. Опишите виды отжига 2 рода

Отжиг-процесс ТО при котором сталь нагревают до критической температуры, а затем медленно охлаждают, чаще всего вместе с печью. В результате получим П+Ф или Ц в зависимости от содержания углерода, т.е. мягкую пластичную сталь.

Отжиг 2 рода существует 4 процесса (происходят фазовые превращения):

1. Полный (перекристаллизационный отжиг) - цель из крупного Перлита получить мелкий. Используют только для низкоуглеродистых сталей П с Ф. Для углеродистых сталей: аустенизация при t=Ас3 +(30-50⁰С) + охлаждение со скоростью 150-200⁰С/сек

2. Изотермический отжиг – разновидность полного отжига применяют для легированных сталей, в которых при непрерывном охлаждении может образоваться мартенсит. Аустенизация + ускорение охлаждения до t=Ас1-(50-100⁰С) +выдержка до полного распада переохлаждение аустенита. Нагрев до t выше критической затем ускоренно охлаждают до t=600-680⁰С и назначают изотермическую выдержку, необходимую для полного распада аустенита, после чего охлаждают на воздухе.

3. Нормализация- цель получить более прочную сталь (сорбит) Нагрев до t выше точки Ас3 или Асm, а затем охлаждение на воздухе.

4. Неполный отжиг (сфероидезирующий) – цель из пластинчатой получить мелкозернистую структуру. Проводят для заэвтектоидных сталей. Нагревают до температуры выше точки Ас1 затем немного выдерживают для выравнивания температуры, затем охлаждают до t=600⁰С со скоростью охлаждения 20-50⁰С/сек. Затем на воздух.

19. Опишите процесс нормализации стали.

Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали до температуры, превышающей точку Ас3 на 50⁰С, а эвтектоидной стали выше Асm также на 50⁰С, непродолжительной выдержки для прогрева садки и завершения фазовых превращений и охлаждении на воздухе. Нормализация вызывает полную фазовую перекристаллизацию стали и устраняет крупнозернистую структуру, полеченную при литье или прокатке, ковке или штамповке. Ускоренное охлаждение на воздухе, приводит к распаду аустенита при более низких температурах, что повышает дисперсность феррито-цементитной структуры и увеличивает количество перлита или точнее сорбита или троостита. Повышается прочность и твердость нормализованной средне- и высокоуглеродистой стали по сравнения с отожженной.

20. Опишите процесс закалки стали, ее виды.

1-Непрерывная заколка в масле или воде. Охл среду нужно подавать при непрерывной подачи(циркуляция,струйная); 2-Закалка с подстуживанием; 3-Закалка в двух средах (для высокоуглеробистых,легированных сталей) сначало в воде чтобы получить мартенсит, а затем в масло чтобы невозникали закалочные трещины; 4-Ступенчатая закалка мартенсит образуется на воздухе. Погружают в соленную ванну (350-450⁰С) для выравнивания темп-ры и структуры по всему объему детали. 5-Изотермическая закалка (по Чернову) (длы выс.легированных сталей); 6-Закалка холодом. Такому процессу подвергают ранее закаленные стали выс.углер. (сод. «С» ˃чем 0,6%).Цель полный распад аустенита на мартенсит Н₂СО₃(-73⁰С); N₂(-196⁰C)

21. Опишите процесс поверхностной закалки стали.

При поверхностной закалке на некоторую (заданную) глубину закаливается только поверхностный слой, тогда как сердцевина изделия остается незаколенной. Основное назначение поверхности закалки повышение твердости, износостойкости, износостойкости и предела выносливости обрабатываемого изделия. Середина остается пилкой и воспринимает ударные нагрузки. Основные параметры при закалке – темп-ра нагрева и скорость охл-я. Темп-ру нагрева для сталей определяют по диаграммам состаяния, скорость охл-я по диаграммам изотермического распада А. Поверхностной закалке подвергают обычные углеродистые стали с содержанием «С» не менее 0,35-0,4%, легированные стали в меньшей степени( для специальных целей), т.к. для пов-ной закалке глубокая прокальваемость не требуется.

22. Дайте понятие о закаливаемости и прокаливаемости стали.

Закаливоемость- способность материалов закалятся на определённую твердость. Прокаливаемость-глубина закалочного слоя. Глубина закалочного слоя – это расстояние от поверхности детали до слоя с полумартенситной структурой 50%М+50%Т. Глубину прокаливаемости определяют: 1)Определяют по микроструктуре от поверхности к сердцевине

23. Опишите процесс отпуска закаленной стали. Дайте характеристику ее видов в сравнении с процессом закалки.

Отпуск- процесс ТО, при котором сталь нагревают ниже точки Ас1 затем медленно охл-ют (обычно на воздухе). Отпуск является окончательной термической обработкой. Цель отпуска Мз+Аост→Пз (из твердой стали получить зернистый перлит). 1) Нагревают до Т=200⁰С – низкий отпуск. Аост –не распадается, М→Fe*C Мотп решетка ТОЦ. Мартенсит отпуска – это смесь пересыщенного твердого раствора углерода в α – железе и карбидов неопределенной концентрации, еще полностью не отделившихся от решетки мартенсита. Иглы мартенсита закалки – светлые, а отпуска –темные. Твердость HRC 60-63. Такой низкий отпуск всегда проводят после закалки, т.к. при таком нагреве снимаются напряжения вызванные резким охл-ием при закалке. 2)Нагреваем до Т=300⁰С. Начинает распадаться остаточный аустенит – средний отпуск. Аост→ Fe*C Аобедн «С»→бездеф-ое превр-ие→Мотп.; Мотп→ Fe*C тетрогональная решетка низкая. 3)Нагрев до Т=400⁰С Идет полный распад Мартенсита отпуска на Мотп→(Ф+Цвторич)тетрогональная реш.; Fe*C→ Fe₃C (Ц). 4)Высокий отпуск. Нагреваем до Т=500-700⁰С. При таком нагреве никаких превращений не происходит, идут только 2 процесса: 1. Коагуляция(укрупнение); 2. Сфероидизация (скругление)

Мотп→500-600→Сотп→600-700→Пз. Пз-самое мелкое пластичное зерно.

Вывод: В результате отпуска твердость понижается, а пластичность повышается т. к мартенсит распадается и образуерся более мягкая феррито-цементитная смесь (П).