12.5 Гартування без поліморфного претворення з наступним старінням
ГАРТУВАННЯ БЕЗ ПОЛІМОРФНОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ
Це термічна обробка, що фіксує при кімнатній температурі стан сплаву, характерний для нього при більш високій температурі. Про цьому придушується дифузійні процеси, що призводять до виділення вторинної фази.
Температура нагрівання (Тгарт) повинна забезпечувати розчинення кристалів вторинної фази, а швидкість охолодження (Vохол) – придушення процесів виділення вторинної фази.
авd – температура нагрівання під гартування ( нижче лінії солідуса); охолодження переважно у воді.
Мета обробки : підготовка сплаву до зміцнюючої термічної обробки - старіння. Цей вид обробки рекомендується для сплавів на основі алюмінію, міді, цинку, аустенітних сталей
Після гартування без поліморфного перетворення обов’язково проводиться термічна обробка – старіння
Старіння – це термічна обробка під час якої в сплаві, що підданому гартуванню без поліморфного перетворення, головним процесом є розпад пересиченого твердого розчину. старіння призводить до зміни властивостей сплаву за рахунок зменшення концентрації пересиченого твердого розчину за рахунок виділення надлишкових зміцнюючи фаз.
Процес природного старіння відбувається при кімнатній температурі , штучного при нагріванні до 150-2500С.
Нагрівання підвищує швидкість дифузії, розпад пересиченого твердого розчину проходить швидше і повніше.
До змісту
12.6 Термомеханічна обробка
ТЕРМОМЕХАНІЧНА ОБРОБКА (ТМО)
Термомеханічна обробка полягає в сполученні пластичної деформації сталі та термічної обробки (гартування і відпускання)
Високотемпературна термомеханічна обробка (ВТМО) - нагрівання до температури аустенітного стану( вище Ас3)
Структура після обробки - дрібнокристалічний мартенсит відпускання.
ВТМО забезпечує зростання міцності з одночасним підвищенням в’язкості руйнування, зниженням порогу холодноламкості при достатній міцності.
Високі механічні властивості пояснюються великою щільністю дислокацій в мартенситі , подрібненням його кристалів на окремі субзерна.
Низькотемпературна термомеханічна обробка (НТМО) - переохолоджений до температури 400-6000С аустеніт деформується (ε =75-90%), наклепується, після чого піддається низькому відпусканню.
Структура після обробки - мартенсит відпускання з підвищеною щільністю дислокацій . НТМО забезпечує високу міцність, але зниження пластичності , бо деформація здійснюється при температурах, нижчих за температуру рекристалізації , що обмежує застосування НТМО.
До змісту
ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ
1 Дайте визначення термічної обробки. Якими параметрами можливо охарактеризувати режими термічної обробки ?
2 Що представляє собою відпал І роду? З якою метою здійснюється вказана операція ?
3 Що представляє собою відпал ІІ роду? З якою метою та для яких матеріалів здійснюється вказана операція ?
4 Який вплив спричиняє відпал на пластичність і в’язкість сталі ?
5 Вкажіть, які зміни відбуваються в структурі сталі після повного і неповного відпалу.
6 Який відпал застосовується для доевтектоїдної сталі ?
7 З якою метою проводиться ізотермічний відпал? Чим відрізняється структура сталі У8 після звичайного та ізотермічного відпалу ?
8 Що представляє собою нормалізація? В яких випадках можливо рекомендувати вказаний вид обробки ?
9 У чому полягає відмінність сталі 45 після відпалу та нормалізації, яким чином ця відмінність впливає на властивості ?
10 Встановіть температуру нагрівання під гартування для сталей 40,У12, У8.
11Дайте визначення гартування сталі. Вкажіть мету проведення операції.
12 Дайте визначення загартовуваності сталі. Вкажіть фактори, що впливають на загартовуваність.
13 Дайте визначення повного і неповного гартування. З якою метою проводяться ці способи гартування ?
14 З якою швидкістю необхідно охолоджувати вироби під час гартування ? Які середовища застосовуються в якості гартівних ?
15 Дайте визначення прогартовуваності сталі. Вкажіть фактори, вяд яких залежить прогартовуваність. Назвіть характеристики прогартовуваності.
16 Назвіть види (способи) гартування, які ви знаєте. З якою метою їх застосовують на практиці?
17 У чому полягає відмінність ізотермічного і ступеневого гартування ? Вкажіть переваги кожного з видів обробки .
18 Поясніть, що таке залишкові напруження під час термічної обробки. Які види напружень ви знаєте ?
19Дайте визначення відпускання. Вкажіть мету цього виду обробки .
20 Вкажіть відомі вам види відпускання .
21 Яка структура відпущеної сталі забезпечує отримання максимальної пластичності і в’язкості у сполученні з високою міцністю ?
22 Дайте визначення процесу поліпшування.
23 Чим відрізняється структура сорбіту відпускання від сорбіту, отриманого в процесі нормалізації? Яким чином ця відмінність вплине на властивості ?
24Дайте визначення гартування без поліморфного перетворення. Вкажіть мету проведення операції.
25Яким чином обирають температуру нагрівання під гартування без поліморфних перетворень ?
26 Дайте визначення старіння сплавів.
27 У чому полягає різниця між природним та штучним старінням ?
28 Яким чином здійснюється гартування поверхневого шару виробів ?
29 Які сталі можна піддавати гартуванню струмами високої частоти?
30 Чим регулюється глибина загартованого шару під час гартування СВЧ?
31Вкажіть особливості гартування при нагріванні лазером.
32 З якою метою і для яких сплавів застосовують лазерне гартування ?
33 З якою метою застосовується газополуменеве гартування ? Вкажіть переваги і недоліки процесу.
34 Дайте визначення термомеханічній обробці.
35 Опишіть режим ВТМО. Чому властивості, отримані після такої обробки сталі, вищі, ніж після гартування ?
36 Дайте визначення НТМО. Вкажіть мету проведення процесу. Назвіть технологічні складності проведення процесу.
37 Зразки зі сталі 40 були піддані повному і неповному гартуванню. При цьому отримана різна твердість. Як це можна пояснити ?
38 Термічній обробці – гартуванню піддаються деталі, у яких неприпустиме утворення навіть мікроскопічних гартівних тріщин у поверхневому шарі. Який режим охолодження необхідно забезпечити для цієї деталі з метою попередження тріщиноутворення?
39 На підприємство проступила сталь з вмістом вуглецю 1,2% , що має структуру зернистого перліту. Цю сталь заплановано застосувати для виготовлення різального інструменту - фрез. Який вид обробки необхідно виконати для забезпечення структури мартенситу відпускання з карбідами.
40 Вал змінного перетину зі сталі 45 був нагрітий до температури Ас3 + 30…500С та охолоджений у мастилі. В різних перетинах валу твердість виявилась різною, в перетині > 100мм вона була нижчою, ніж у менших перетинах . Поясніть причину цього явища.
41 Сталі 35 та У8 після гартування у воді мали різну твердість. Чим це можна пояснити ?
42 Для сталевих деталей гартування у мастилі замінили ізотермічним гартуванням. Яким чином зміняться структура і властивості сталей після такої обробки ?
43 Сталевий лист після поастичного деформування має високу твердість, низьку пластичність , що ускладнює його подальшу обробку. Яку обробку слід рекомендувати для підвищення пластичності ?
44 Користуючись діаграмою стану Fe-Fe3C , визначте температури повного і неповного відпалу , а також нормалізації для сталей 20, 60, У12. Опишіть мікрострукутуру і властивості кожної зі сталей після вказаних видів термічної обробки.
45 Зливки сталі 18Х2Н4ВА були нагріті до температури 11500С з тривалим витримуванням, а потім повільно охолоджені на повітрі. Якому виду обробки були піддані виливки, з якою метою , яка структура при цьому утворилась ?
46 Необхідно покращити здатність до обробки різанням інструментальної сталі У9. Якій обробці слід піддати заготовку з цієї сталі? Опишіть технологію цієї обробки.
47 У сплаві на основі алюмінію в процесі природного старіння знизилась пластичність. Що послугувало причиною цього? Яким чином можливо підвищити пластичність сплаву ?
48 Кільце підшипника зі сталі ШХ15СГ виготовляють шляхом розкочування заготовки при температурі 10000С. Яким чином будуть відрізнятись механічні властивості , якщо гартування виконати безпосередньо після пластичної деформації (розкочування) , а не після охолодження на повітрі та повторного гартування за звичайним режимом ?
До змісту