Термообработка стали-2012 (1)
.pdf3.Отпуск закаленных образцов
Вавтоматический регулятор введена следующая термическая
Программа (рис. 5, табл. 3).
1.Загрузить в печь образец N1, закрыть дверку.
2.Включить печь в сеть 220 В.
3.Включить терморегулятор. На индикаторе появятся текущие параметры (дежурный режим) (рис. 3):
4.Установите номер начального участка – 0 (при необходимости нажать кнопку ↓).
5.Включить термическую программу – АВТ/ВВОД. Выполнение программы началось. На индикаторе текущие параметры (автоматический режим):
6.Следить за выполнением программы на участках 0 и 1. В процессе работы смена участка сопровождается звуковым сигналом и обнулением времени.
7.По окончании участка 1 (после 30-ти минутной выдержки при 2000С) перевести регулятор в дежурный режим – одновременно нажать АВТ/ВВОД
и СТОП ↓.
8.Открыть дверцу печи. Щипцами вынуть образец N1, положить его охлаждаться на воздух около печи. Загрузить в печь образец N2, закрыть дверцу. Кнопками ↑↓ установить на индикаторе участок 2 и включить автоматический режим АВТ/ВВОД.
9.Следить за выполнением режима на участках 2 (нагрев до 4000С) и 3 (выдержка при 4000С 30 мин).
10.По окончании выдержки перевести регулятор в дежурный режим: одновременно АВТ/ВВОД и СТОП ↓. Щипцами вынуть из печи образец N2, положить около печи и загрузить в печь образец N3. Кнопками
41
↑↓ установить участок 4 и включить автоматический режим – АВТ/ВВОД.
11.Следить за выполнением режима на участках 4 (нагрев до 6000С) и 5 (выдержка при 6000С 30 мин).
12.По окончании выдержки перевести регулятор в дежурный режим: одновременно АВТ/ВВОД и СТОП ↓. Щипцами вынуть из печи и положить охлаждаться
образец N3.
13.Кнопками ↑↓ установить участок 6 и включить автоматический режим АВТ/ВВОД. Через 10 минут можно перевести регулятор на дежурный режим: АВТ/ВВОД и СТОП ↓. Выключить терморегулятор. Выключить печь из сети.
Таблица 3
Термическая программа отпуска
N участка |
Т, 0С |
τ, мин. |
|
Нагрев – 0Н |
200 |
0 |
|
Выдержка – 1С |
200 |
30 |
|
|
|
|
→Заменить |
|
|
|
образец |
Нагрев – 2Н |
400 |
0 |
|
Выдержка – 3С |
400 |
30 |
|
|
|
|
→Заменить |
|
|
|
образец |
Нагрев – 4Н |
600 |
0 |
|
Выдержка – 5С |
600 |
30 |
|
|
|
|
→Вынуть образец |
Охлаждение 6L |
25 |
|
|
42
Рис. 5. Термическая программа отпуска
43
9. ТЕРМИНОЛОГИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ
Аллотропия - существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам.
Алмаз - минерал, аллотропная форма углерода, очень твердый; при нормальных условиях может существовать неограниченно долго, при нагревании превращается в графит.
Альфа-железо (Fe-α) - модификация железа, имеющая объемно-центрированную кубическую (ОЦК) кристаллическую решетку.
Атом - наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
Аустенит - Твердый раствор внедрения углерода в гамма-железе (Fe-γ), имеющий гранецентрированную кубическую кристаллическую решетку.
Аустенит остаточный - аустенит, оставшийся в структуре после закалки высокоуглеродистых сталей.
Вакансия - дефект кристаллического строения, представляющий собой отсутствие атома или иона в узле кристаллической решетки.
Вязкость ударная -механическое свойство, характеризующее поглощение механической энергии твердыми телами в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки.
Графит - аллотропная модификация углерода, имеющего тригональную кристаллическую решетку; одно из самых мягких веществ.
Дендрит - кристалл древовидной формы. Дефект в кристалле - нарушение периодичности
кристаллической решетки.
44
Деформация - изменение формы какого-либо объекта в результате внешних воздействий или внутренних сил.
Диаграмма состояния - график, показывающий фазовое состояние и структуру сплава в зависимости от химического состава и температуры.
Диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита - график,
показывающий процесс превращения переохлажденного аустенита в зависимости от температуры и скорости охлаждения.
Дислокация – линейный дефект кристаллического строения, вокруг ядра которого нарушено правильное строение атомных плоскостей и межплоскостное расстояние.
Жаропрочность - способность материала сопротивляться деформации и разрушению при высоких температурах. Жаростойкость - способность металла сопротивляться окислению при высоких температурах.
Закаливаемость – способность стали повышать твердость при закалке.
Закалка - вид термической обработки металлов и сплавов, заключающийся в их нагреве выше критической температуры (температуры изменения типа кристаллической решетки, т.е. полиморфного превращения), с последующим быстрым охлаждением, как правило, в жидкости (воде или масле).
Зерно - кристалл неправильной геометрической формы.
Излом - вид разрушения детали или конструкции под действием внешних сил с образованием поверхностей раздела.
45
Износостойкость - способность материала сопротивляться истиранию.
Карбиды - химические соединения металла с углеродом, например, карбид железа Fe3C.
Ковкость - способность металла без разрушения поддаваться обработке давлением (ковке, прокатке, прессовке и т.п.); зависит от пластичности металла.
Компонент сплава - химические элементы, из которых состоит сплав.
Коррозия - разрушение металла в результате химического или электрохимического взаимодействия окружающей среды.
Коробление - искажение геометрической формы изделия вследствие действия внутренних напряжений.
Критические точки - температуры фазовых превращений на диаграмме состояния сплава. Кристаллы - твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмернопериодическую пространственную укладку (кристаллическую решётку) в форме правильного многогранника.
Легирование - введение в сплав каких-либо химических элементов с целью получения требуемых свойств.
Ледебурит - эвтектическая смесь перлита и цементита, содержащая 4,3% углерода (белый чугун).
Макроструктура - строение материала, наблюдаемое невооруженным глазом или при небольших увеличениях.
Мартенсит - структура закаленной стали, представляющая собой пересыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе (Fe-α).
Механические свойства – комплекс характеристик, определяющих поведение материала
46
под действием внешних воздействий. Микроанализ - изучение строения материалов при помощи микроскопов.
Микроструктура - строение материала, выявляемое с помощью микроскопа.
Микротвердость - твердость отдельных участков микроструктуры материала.
Модификаторы – дисперсные твердые частицы, например окислы, являющиеся дополнительными центрами кристаллизации.
Модифицирование - измельчение зерна сплава за счет введения в расплав дополнительных центров кристаллизации (модификаторов).
Наклеп – упрочнение металла в процессе пластической деформации. Сопровождается изменением структуры, повышением твердости и прочности и понижением пластичности и ударной вязкости.
Обезуглероживание - уменьшение содержания углерода в поверхностных слоях металла при нагревании до высоких температур.
Термическая обработка - комплекс операций,
включающий нагрев до нужной температуры, выдержку и охлаждение металлических сплавов с целью получения требуемых свойств за счет изменения структуры.
Химико-термическая обработка - насыщение поверхности детали каким-либо химическим элементом в атомарном состоянии (с последующей термической обработкой или без нее) с целью получения требуемых свойств поверхности.
Окисление - процесс образования окислов металлов в виде пленки на поверхности металлического изделия.
47
Оксиды (окислы) - химическое соединение металлов с кислородом.
Окалина - продукт окисления, образующийся на поверхности стали и некоторых других сплавов при нагреве на воздухе или других средах, содержащих кислород.
Отпуск - вид термической обработки закаленной стали, включающий нагрев ниже критических
температур, |
с |
целью |
приобретения |
требуемых |
эксплуатационных свойств. |
|
|
||
Отжиг |
- |
вид |
термической |
обработки, |
включающий нагрев, выдержку и медленное охлаждение с печью, с целью снижения твердости, внутренних напряжений и уменьшения химической и структурной неоднородности.
Отпуск на зернистый перлит - вид термической обработки эвтектоидной и заэвтектоидных сталей с целью превращения пластинчатого перлита в зернистый, снижения твердости и улучшения обрабатываемости резанием. Рекристаллизационный отжиг - вид термической обработки холоднодеформированного металла с целью снятия наклепа.
Перегрев – укрупнение зерен аустенита при завышенной температуре нагрева или времени выдержки в процессе термообработки, приводящий к снижению механических свойств стали. Исправимый брак термической обработки.
Пережог - окисление границ зерен перегретой стали, приводящее к резкому снижению механической прочности. Брак неисправимый.
Перлит - однородная механическая смесь феррита и цементита, содержащая 0,8% углерода.
48
Пластичность - свойство твердых тел необратимо изменять свои размеры и форму под действием внешних сил без разрушения.
Поликристалл - вещество, состоящее из множества кристаллов.
Полиморфизм - способность некоторых веществ изменять тип кристаллической структуры при изменении температуры или давления (см. также Аллотропия).
Предел прочности – максимальное механическое напряжение, которое выдерживает материал без разрушения.
Предел упругости - максимальное механическое напряжение, после снятия которого не возникает остаточная деформация образца.
Прокаливаемость - способность стали закаливаться на определенную глубину.
Прочность - свойство твердых тел сопротивляться разрушению под действием внешних сил.
Растворы твердые -фазы переменного состава, в которых атомы различных химических элементов образуют общую кристаллическую решетку, тип которой соответствует решетке одного из элементов.
Рекристаллизация - процесс образования и роста структурно более совершенных зерен среди деформированных зерен той же фазы в поликристалле.
Решетка кристаллическая – упорядоченное расположение атомов, характеризующееся периодической повторяемостью в пространстве.
Сетка цементитная - структура в заэвтектоидных сталях, образованная цементитом, располагающимся по границам зерен перлита.
49
Химическое соединение в сплавах - фаза,
состоящая из разноименных атомов, образующих общую кристаллическую решетку, тип которой отличается от типа решеток входящих в соединение компонентов и имеющий постоянный химический состав. Среда закалочная - среда, в которой производится охлаждение сплава при закалке и обеспечивающая требуемую скорость охлаждения (вода, масло, воздух).
Сплав – однородный материал, полученный путем сплавления или спекания порошков двух или
более компонентов (металлов или |
металлов с |
|
неметаллами). |
|
|
Старение - вид термической |
обработки, |
|
обеспечивающий повышения прочности |
за |
счет |
распада пересыщенного твердого раствора с выделением в структуре дисперсных твердых частиц. Применяется для металлических сплавов без полиморфного превращения.
Сталь - название группы сплавов железа с углеродом в количестве не более 2,14%.
Легированная сталь - сталь, в которую специально введены дополнительные компоненты для придания требуемых свойств.
Углеродистая сталь - сталь, которая не содержит легирующих элементов.
Твердость - сопротивление материала местной пластической деформации от вдавливания более твердого тела.
Теплопроводность – способность металла проводить тепло; направленный перенос теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию их температуры.
50