37 Диффузионный и рекристаллизационный отжиг стали.

Диффузионный отжиг, или гомогенизация, заключается в нагреве стали до температур близких, но не выше линии солидус, длительной выдержке при этой температуре (10-15 ч) и последующем медленном охлаждении: до 600 °С вместе с печью, затем на воздухе.

Рекристаллизационный отжиг применяют после холодной пластической деформации (прокатки, волочения, холодной штамповки и т.д.). Низкоуглеродистые стали нагревают до температуры 600-700 °С. После такого отжига вытянутые в результате деформации зерна становятся равноосными, снимается наклеп, понижается прочность и твердость, увеличивается пластичность и вязкость.

38 Полный и неполный отжиг стали.

Полный отжиг заключается в нагреве стали до температуры, превышающей на 20-50°С критическую точку А_с3, выдержке при этой температуре и последующем медленном охлаждении. После полного отжига снижается твердость, повышается пластичность и вязкость, улучшается обрабатываемость резанием.

Неполный отжиг. При неполном отжиге сталь нагревают выше критической точки A_c1, но ниже А_сз, с последующим медленным охлаждением. При неполном отжиге снимаются внутренние напряжения, снижается твердость, повышается пластичность и вязкость, улучшается обрабатываемость резанием.

39 Изотермический и сфероидизирующий отжиг стали.

Изотермический отжиг состоит из двух ступеней. Сначала сталь нагревают и выдерживают при температуре на 50-100°С выше верхней критической точки А_с3, затем быстро охлаждают до температуры, лежащей на 50-100°С ниже точки A_r1, и выдерживают при этой температуре до полного распада аустенита на перлит, а затем охлаждают на воздухе. Изотермический отжиг требует гораздо меньшего времени, чем обычный.

Сфероидизирующий отжиг применяют для эвтектоидной и заэвтектоидной стали, т.е. в основном для инструментальной. Цель такого отжига - замена в стали пластинчатого цементита зернистым. Процесс заключается в многократном повторении цикла медленного нагрева и охлаждения стали, имеющей структуру пластинчатого перлита, в области температур немного выше и несколько ниже критической точки A_r1. Невысокая температура нагрева стали позволяет сохранить большое число центров кристаллизации, способствующих образованию в перлите зернистого цементита. Сфероидизацию называют также отжигом на зернистый перлит. Такой отжиг снижает твердость, повышает вязкость, улучшает обрабатываемость резанием

40 Нормализация. Назначение и сущность.

Нормализацию стали применяют для устранения внутренних напряжений, уменьшения твердости и получения мелкозернистой однородной структуры. Твердость и прочность стали получаются при этом несколько выше чем после отжига. Нормализация заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30-35°С выше точки А_сз, а эвтектоидной и заэвтектоидной - выше точки А_сm, непродолжительной выдержке при этой температуре и последующим охлаждении на воздухе. Структура стали после нормализации будет такой же, как и после отжига.

41 Закалка стали. Сущность и способы закалки.

Закалка и отпуск - основной вид окончательной термической обработки, придающий деталям и конструкциям необходимые эксплуатационные свойства.

Конструкционные стали после закалки и отпуска приобретают повышенную твердость, высокую прочность и вязкость. Инструментальные стали получают высокую твердость и износоустойчивость при достаточной вязкости. Закалка заключается в нагреве стали на 30-50 °С выше температур фазовых превращений, выдержке при этой температуре и последующем быстром охлаждении. Температура нагрева зависит от содержания в стали углерода Доэвтектоидые стали, применяющиеся в основном в качестве конструкционных материалов в строительстве и машиностроении, нагревают под закалку на 30-50°С выше точки А_сз. Данный способ называется полной закалкой, после правильно проведенного отпуска он приводит к получению необходимой структуры стали с хорошими механическими свойствами. Если перед закалкой нагреть доэвтектоидную сталь до температуры, лежащей в интервале критических точек A_c1-А_сз, то такую закалку доэвтектоидной стали называют неполной, и ее применяют крайне редко; в общем случае она не позволяет получить максимально возможные прочностные свойства.

Материал, подвергшийся закалке, приобретает бо́льшую твердость, но становится хрупким, менее пластичным и менее вязким, если сделать большее количество повторов нагревание-охлаждение. Для снижения хрупкости и увеличения пластичности и вязкости, после закалки с полиморфным превращением применяют отпуск. После закалки без полиморфного превращения применяют старение. При отпуске имеет место некоторое снижение твердости и прочности материала.

42 Закалка в одно и двух средах.

• Закалка в одном охладителе — нагретую до определённых температур деталь погружают в закалочную жидкость, где она остаётся до полного охлаждения. Этот способ применяется при закалке несложных деталей из углеродистых и легированных сталей.

• Прерывистая закалка в двух средах — этот способ применяют при закалке высокоуглеродистых сталей. Деталь сначала быстро охлаждают в быстро охлаждающей среде (например воде), а затем в медленно охлаждающей (масло).

43 Ступенчатая и изотермическая закалка.

• Ступенчатая закалка — закалка, при которой деталь охлаждается в закалочной среде, имеющей температуру выше мартенситной точки для данной стали. При охлаждении и выдержке в этой среде закаливаемая деталь должна приобрести во всех точках сечения температуру закалочной ванны. Затем следует окончательное, обычно медленное, охлаждение, во время которого и происходит закалка, то есть превращение аустенита в мартенсит.

• Изотермическая закалка. В отличие от ступенчатой при изотермической закалке необходимо выдерживать сталь в закалочной среде столько времени, чтобы успело закончиться изотермическое превращение аустенита.

44 Отпуск стали. Назначение и виды.

Все закаленные детали подвергают отпуску. Отпуском называют термическую обработку, при которой закаленную сталь нагревают до температуры ниже критической точки A_c1, выдерживают при этой температуре, а затем охлаждают. Различают 3 вида отпуска: низкий - 150-200°С (применяется для инструмент1.; средний - 300-400°С (пружины, рессоры); высокий - 500-600°С (большинство для ответственных деталей машин и конструкций). Закалка с высоким отпуском носит название улучшающей обработки. Улучшению подвергают конструкционные стали, содержащие 0,3-0,5% С. Такие стали называют улучшенными.

45 Химико-термическая обработка стали. Сущность и способы.

Химико-термической обработкой стали называют термическую обработку, связанную с изменением химического состава, структуры и свойств поверхностного слоя стальных изделий. Цель ее - упрочнение поверхностных слоев стали (повышение твердости, усталостной прочности, износоустойчивости и т.п.), изменение физико-химических и других свойств (коррозионных, фрикционных и т.д.).

Различают следующие виды химико-термической обработки стали: цементация (насыщение углеродом), азотирование (насыщение азотом), цианирование (параллельное обогащение стали азотом и углеродом); диффузионная металлизация; алитирование, хромирование, силицирование. борирование и др.

При цементации сталь науглероживается на глубину 0,5-2 мм до содержания углерода в поверхностном слое 0,75-1,2 %. Цементацию можно проводить в твердых, жидких или газообразных карбюризаторах.

Диффузионная металлизация – этот про­цесс применяют главным образом с целью получения стальных дета­лей, устойчивых против разъедания щелочами и кислотами, а так­же с целью повышения устойчивости стали против окисления горячи­ми печными газами, т. е. против окалинообразования.