Лекция 5. Термическая обработка сталей
Параметры термической обработки (ТО)
Схема цикла термической обработки с указанием основных параметров
Основные параметры ТО: −температура нагрева Tmax;
−время выдержки при температуре нагрева в; −скорости нагрева и охлаждения υнагр и υохл.
Температуры структурно-фазовых превращений в сталях (критические точки)
Участок диаграммы «железо-цементит» с указанием некоторых критических точек доэвтектоидной (I) и заэвтектоидной (II) сталей
Пример: для стали 10кп значения критических температур составляют: Ас1 = 732ºС, Аr1 = 680ºС, Ас3 = 870ºС и Аr3 = 854ºС.
Основные структурные превращения в сталях при ТО
I. Превращение перлита в аустенит
Зависимость свободной энергии |
Изотермическая диаграмма превращения |
|
аустенита (А), мартенсита (М) и |
||
перлита в аустенит |
||
перлита (П) от температуры |
||
|
Стадии превращения перлита в аустенит при нагреве
Основные структурные превращения в сталях при ТО
II. Превращение аустенита в перлит
Зависимость свободной энергии |
|
аустенита (А), мартенсита (М) и |
Распад аустенита на феррито-цементитные |
перлита (П) от температуры |
смеси различной степени дисперсности |
Схема возникновения и роста перлитного зерна:
I – аустенит; II – образование зародыша цементита на границе зерна аустенита; III – образование пластин цементита и феррита, IV-VI – рост и образование новых пластин цементита и феррита (перлита)
Основные структурные превращения в сталях при ТО
II. Превращение аустенита в перлит
Перлит |
|
Сорбит |
Тростит |
||
|
Микроструктура перлита, сорбита и троостита (х2500) |
||||
Сравнительная характеристика феррито-цементитных смесей |
|||||
|
|
|
|
|
|
Структура |
Температура образования, 0C |
Твердость по |
Расстояние между |
||
Бринеллю НВ, МПа |
пластинками фаз, мкм |
||||
|
|
|
|||
Перлит (П) |
≈ 700 |
|
1800…2500 |
0,5...1,0 |
|
Сорбит (С) |
≈ 600 |
|
2500…3500 |
0,2…0,4 |
|
Тростит (Т) |
≈ 500 |
|
3500…4500 |
0,1…0,15 |
|
Основные структурные превращения в сталях при ТО
III. Превращение аустенита в мартенсит
Зависимость свободной энергии |
Изотермическая диаграмма превращения |
аустенита (А), мартенсита (М) и |
|
перлита (П) от температуры |
перлита в аустенит |
Фотографии микроструктуры мартенсита
Технология ТО сталей
Термическая обработка сталей
Отжиг |
|
Нормализация |
|
Закалка |
|
Отпуск |
I рода |
|
II рода |
Отжиг I рода
Гомогенизация
Температура нагрева: 1100…1200ºС.
Продолжительность выдержки слитка при высоких температурах: 8…20 ч. Общая продолжительность: 50…100 ч и более (в зависимости от массы слитка).
Рекристаллизационный отжиг (низкий отжиг)
Температура нагрева: выше температуры рекристаллизации (обычно 680…700ºС)
Отжиг I рода
Фотографии микроструктуры малоуглеродистой стали в исходном состоянии (нормализация) и после гомогенизации (1200°С, 3 ч)