Наклеп и рекристаллизация

Наклеп - упрочнение металлов под действием холодной пластической деформации (повышается электросопротивление, прочность понижается корзинная стойкость и плотность) повышается количество вакансий

Холодная пластическая деформация — это процесс, при котором металл подвергается механическому воздействию при температурах ниже точки его рекристаллизации.

Критический наклеп - степень деформации, после которой при рекристаллизации образуются крупные зерна.

Отдых - уменьшение количества точечных дефектов, частичное перераспределение дислокаций, уменьшается внутреннего напряжения.

Рекристаллизация - образование в структуре наклепанного металла новых равноосных зерен.

Мех. старение - изменение во времени мех свойств стали, после холодной пластической деформации. Избыточное содержание азота и углерода в феррите.

Эвтектика - механическая смесь кристаллов, образующаяся в результате кристаллизации.

Макроскопический метод исследования металлов

Оптическое увеличение микроскопа - произведение увеличения объектива на увеличение окуляра.

Разрешающая способность микроскопа - размер минимальной частицы, которую можно увидеть с помощью микроскопа.

На полированных шлифах изучают неметаллические включения, т.к. они не отражают свет, это графит, карбид.

Зерно - кристалл неправильной формы. За величину зерна берут среднюю площадь или средний диаметр.

Расчет величины зерна производят визуальным сравнением зерен с эталонной шкалой.

Отжиг

Термическая обработка — это тепловое воздействие на металл с целью получения требуемых свойств за счет изменения структуры в заданном направлении. Любой процесс термической обработки определяется температурой нагрева, временем выдержки при этой температуре и скоростью охлаждения.

Наиболее распространенными видами термической обработки

сталей являются отжиг, закалка и отпуск.

Отжиг - операция, цель которой заключается в получении более равновесного состояния металла. Различают отжиг I и 2 рода. При отжиге I рода протекающие в металле физические процессы не обусловлены фазовыми превращениями: в промышленности применяются следующие виды отжига I рода.

І. Диффузионный (гомогенизапионный) отжиг - направлен на устранение химической неоднородности (ликвации) в сплавах. Производится путем длительной выдержки при высоких температурах (как правило, на 100-150° ниже линий солидус). При этом за счет протекания диффузии химическая неоднородность частично или полностью устраняется. Обычно такой отжиг выполняется на ранних стадиях технологического процесса, чтобы последующей пластической деформацией (прокатка, штамповка и т.д.) устранить крупнозернистую структуру, полученную при диффузионном отжиге.

2. Рекристаллизационный отжиг устраняет влияние наклепа при пластической деформации за счет протекания процесса рекристаллизации. Нагрев производится при температуре на 100-150° выше порога рекристаллизании. Отжиг выполняют непосредственно после операции, вызвавшей наклеп.

3. Отжиг для снятия напряжений (низкий отжиг) устраняет (полностью или частично) внутренние напряжения, возникающие при различных технологических операциях (литье; гибка, сварка, механическая

обработка и т.д.). При повышении температуры снижается прочность, и часть упругой деформации переходит в пластическую (релаксация напряжений). Нагрев производят не выше температуры фазовых превращений (не выше температуры отпуска для стали, подвергнутой закалке и отпуску). После этого детали медленно охлаждают, что особенно важно для деталей крупногабаритных или имеющих сложную конфигурацию. Применяют данный вид отжига после операции, вызвавшей напряжения, часто - как конечную операцию всего технологического процесса.

Отжиг 2 рода основан на протекании диффузионных процессов при фазовых превращениях. В стали при нагреве происходит образование аустенита из перлита. Величина зерна аустенита тем больше, чем выше температура. Поэтому стараются нагревать сталь при отжиге не более чем на 50° выше критической точки Аз.

При охлаждении с небольшой скоростью (в печи) происходит распад аустенита с образованием перлита. Цель отжига стали может состоять в

- снижении твердости перед механической обработкой;

- повышении пластичности перед операциями гибки, холодной штамповки и т.д.;

- полном устранении внутренних напряжений; перекристаллизации для измельчения зерна.

В промышленности используются следующие виды отжига П рода.

I. Полный нормальны отжиг применяется

обычно для сталей, содержащих 0,3-07% углерода. Заключается в нагреве на 30-50° выше критической точки Ас3 , выдержке последующем медленном охлаждении вместе с печью, что обеспечивает в массивных производственных печах охлаждение со скоростью 15-20 град/ч.

2. Нормализация применяется для сталей, содержащих менее 0,3% углерода, вместо полного нормального отжига. Заключается в нагреве на 30-50° выше критических точек Aс3 или Acсm, выдержке и последующем охлаждении на спокойном воздухе. В сравнении с полным отжигом нормализация является более дешевой операцией.

Иногда нормализацию делают для заэвтектоидной стали с целью устранения сетки вторичного цементита, образующейся по границам зерен при медленном охлаждении с температур выше Асm. При этом следует учитывать, что при охлаждении на воздухе сталей, содержащих более 0,3% углерода, в поверхностном слое происходит подкалка - возрастание

твердости вследствие ускоренного охлаждения. Это требует проведения дополнительных операций для снижения твердости.

3. Неполный отжиг применяется для эвтектоидных и зазвтектоидных сталей. Заключается в нагреве на 30-50° выше критической точки Ас1 выдержке и медленном охлаждении в печи. Чаще применяется аналогичная операция - отжиг на зернистый перлит, представляющий собой также смесь феррита и цементита, но цементит имеет форму не пластинок, а округлых частиц, что существенно повышает пластичность и ударную вязкость металла.