30.Превращение при нагреве закаленной на мартенсит стали.

Структура, состоящая из мартенсита и остаточного аустенита - неравновесная. Переход в устойчивое состояние возможен диффузионным путем. Поэтому превращение ускоряется при нагреве. Нагрев закаленной стали до 150-200 градусов, приводит к началу выделения из мартенсита избыточного углерода в форме -карбидов(Fe_2.7C). Структуру, которую получают при нагреве мартенсита до 200 градусов, называют мартенсит отпуска. Он отличается от мартенсита закалки меньшим содержанием углерода и включением дисперсных пластинок -карбидов, когерентно связанных с решеткой мартенсита. Мартенсит отпуска обладает искаженной кристаллической решеткой, отличается повышенной плотностью дефектов крист. строения, сл-но обладает такой же твердостью, как и мартенсит закалки. Однако внутренние напряжения в отпущенном мартенсите меньше чем в мартенсите закалки. Остаточный аустенит при нагреве до 200-250 градусов превращается в мартенсит, обедненный углеродом и частицы карбидов.

Нагрев до 400 градусов приводит к обособлению -карбидов, разрыву когерентной связи с одновр. превращением -карбида в цементит. Происходит процесс сфероидизации цементита, в решетке -фазы снимаются внутренние напряжения.

400⁰: (Ф+Ц) - Тотп (троостит отпуска) (зернистая структура)

при охл. аустенита - Тпл (пластинчатая структура)

600⁰:(Ф+Ц) коагуляция (укрупнение зерен карбидов) Сотп (сорбит отпуска)

при охл. аустенита - Тпл.

До Ас₁: (Ф+Ц) - П_з (зернистый перлит).

Легирующие элементы приводят к сдвигу температурных интервалов превращений в закаленной стали в область более высоких температур. Нагрев легированных сталей приводит к получению более мелких структур.

31.Нагрев при термообработке. Окисление и обезуглероживание поверхности стали.

Режимы термической обработки назначают в соответствии с диаграммами состояния и диаграммой изотермического распада аустенита.

Нагрев может осуществляться в нагревательных печах, топливных или электрических, в соляных ваннах или в ваннах с расплавленным металлом, пропусканием через изделие электрического тока или в результате индукционного нагрева.

С точки зрения производительности, нагрев с максимальной скоростью уменьшает окалинообразование, обезуглероживание и рост аустенитного зерна. Однако необходимо учитывать перепад температур по сечению, что ведет к возникновению термических напряжений. Если растягивающие напряжения превысят предел прочности или предел текучести, то возможно коробление или образование трещин.

Левый угол диаграммы состояния железо – цементит и температурные области нагрева при термической обработке сталей

 

Скорость нагрева тем выше,чем менее легирована сталь, однороднее ее структура, проще конфигурация.

Скорость нагрева принимается 0,8…1 мин на 1 мм сечения. Время выдержки принимается около 20 % от времени нагрева.

tн обычно берется на 30-50 градусов выше соотв. критической точки.

Время нагрева: =н+в. (время нагрева и выдержки). н=1,5D, D - размер наименьшего сечения детали)

Среда нагрева при нагреве в печи с газовой средой.

Составляющие могут оказывать на сталь различное действие:

окисляющее (О₂, СО₂, Н₂О);

восстанавливающее (СО, СН₄);

обезуглероживающее (О₂, Н₂);

науглероживающее (СО, СН₄);

нейтральное (N₂, инертные газы).

Окисление с образованием окалины Fe2O3_, препятствует получению высокой и равномерной твердости при закалке, приводит к изменению размеров, требует увеличения припусков на механическую обработку.Обезуглероживание (выгорание углерода в поверхностном слое металла) способствует появлению мягких пятен при закалке и возникновению растягивающих напряжений в поверхностном слое, снижающих усталостную прочность.

Виды ТО:

1-отжиг; 2-нормализация (только полная); 3-частичная закалка; 4-закалка; 5- низкий отпуск; 6-средний отпуск; 7-высокий отпуск.. (отпуск - только полный).