Запитання для самоперевірки

1. Які критичні точки має залізо? Як вони позначаються?

2. Як впливає вуглець на температури критичних точок?

3. Які фази утворюються в залізовуглецевих сплавах?

4. Яку будову мають перліт і ледобурит? Вкажіть температури та реакції їх утворення.

5. Як класифікуються вуглецеві сталі за наявністю в них вуглецю, за структурою в рівноважному стані, за якістю, за призначенням?

6. Як маркуються вуглецеві конструкційні сталі звичайної якості і сталі якісні?

7. Чим відрізняються чавуни від сталей?

8. Які існують структурні класи чавунів?

9. В чому основна різниця між білими та сірими чавунами?

10. Яку структуру металічної основи можуть мати сірі чавуни? Приведіть приклади марок чавунів.

11. Як впливають форма і розміри графітних включень на механічні властивості чавунів?

12. За якою технологією одержують ковкі чавуни? Яка їх структура, властивості і яке їх призначення?

13. Що таке високоміцні чавуни? Які їх властивості, структура і призначення?

ЧАСТИНА II. ТЕОРІЯ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ МЕТАЛІВ

Термічною обробкою називають процес обробки виробів із металів і сплавів способом нагріву до певних температур з метою зміненая їх структури і властивостей в заданому напрямку.

Термічна обробка - найбільш розповсюджений в сучасній техніці спосіб підвищення властивостей металів і сплавів. В металургії, зварюванні й машинобудуванні термічна обробка являється одним з важливіших ланцюгів технологічного процесу виробництва заготівок, деталей машин і конструкцій. Термічну обробку застосовують як проміжну операцію для поліпшення технологічних властивостей (обробки тиском, різанням тощо) і як кінцеву операцію для придання металу або сплаву такого комплексу механічних, фізичних і хімічних властивостей, які забезпечують необхідні експлуатаційні характеристики виробів. Чим відповідальиіша конструкція, тим, як правило, більше в ній термічної обробки.

Під час нагрівання і охолодження змінюється структура металічного матеріалу, що обумовлює змінення властивостей і впливає на його поведінку в процесі обробки або експлуатації.

Теорія термічної обробки — це наука про закони змінювання будови і властивостей металів або сплавів під час теплового впливу, які не зникають після його припинення.

Будь-який процес термічної обробки зображується графіком залежності температури від часу витримки (рис. 143).

Рис. 143. Графік (режим) простої термічної обробки.

З цього графіка видно, що основними параметрами режиму термічної обробки є: температура нагріву Т_тах, тобто максимальна температура, до якої нагрівався метал при термічній обробці; час витримки при Т_тах - т'; швидкість нагріву - V,,; швидкість охолодження - Уох..

Термічна обробка може бути складною і мати декілька ступенів нагріву або охолодження, як це показано на рис. 144. Але форма графіків не дає можливості встановити вид самої термообробки, бо він залежить від природи фазових і структурних перетворень в металі. Приймаючи до уваги ці фактори, А.А.Бочвар розробив класифікацію, що охоплює усі різновиди термічної обробки чорних і кольорових металів і сплавів.

Рис. 144. Графіки (режими) складної термічної обробки.

На рис. 145 приведена схема класифікації основних видів термічної обробки металів і сплавів.

Термічна обробка підрозділяється на власно термічну, хіміко- термічиу та термомеханічну (або деформаційно-термічну).

Рис. 145. Класифікація основних видів термічної обробки металів та сплавів.

Власно термічна обробка заключається тільки в термічному діянні на метал або сплав: хіміко-термічна - в поєднанні термічного і хімічного діяння; термомеханічна - в поєднанні термічного діяння та пластичної деформації.

Власно термічна обробка включає слідуючі види: відпал І роду; відпал II роду; загартування без поліморфного перетворення; загартування з поліморфним перетворенням; відпуск; старіння.

Кожний з видів підрозділяється на різновиди, які мають свою специфіку для різних сплавів. Хіміко-термічна і термомеханічна обробки мають різновиди в залежності від цілей їх призначення.

З деякими видами термічної обробки приходиться стикатися, як з супровідними процесами, наприклад, під час зварювання, гарячої обробки тиском, лиття. Так, під час зварювання в зоні термічного впливу зварного з'єднання можуть проходити майже всі види термічної обробки. Побічні процеси термообробки бувають корисними, а можуть викликати небажані зміни структури і властивостей виробів.

Назва окремих видів термообробки виникла ще в ті часи, коли не існувало уявлень про фазові й структурні перетворення в металах або сплавах, тому процесам термічної обробки давали назви, з чисто зовнішніх прикмет. Наприклад, нагрів, витримку і повільне охолодження називають відпалом. Проте, цей термін використовують для позначення різновидів відпалу, які зовсім не схожі за своєю фізичною сутністю. Те ж саме можна відмітити, розглядаючи такі види термообробки, які мають назву загартування. Існує загартування, в результаті якого відбувається збільшення міцності й твердості, і є загартування, після якого сплави навпаки мають низьку міцність і високу пластичність.

В зв'язку з цим необхідно розібратись у фізичній суті внутрішніх перетворень в металах і сплавах, що мають місце під час різних видів термічної обробки.