21. Отжиг первого рода. Виды отжига. Назначение. Режим отжига.

Отжиг, при котором нагрев и выдержка металла производятся с целью приведения его в однородное(равновесное) состояние за счет уменьшения (устранения) химической неоднородности, снятия внутренних напряжений и рекристаллизации, называется отжигом первого рода.

Разновидности:

Гомогенизационный, рекристаллизационный и уменьшающий напряжения отжиг.

Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг. Применяется для устранения ликвации, выравнивания химического состава сплава. В его основе – диффузия. В результате нагрева выравнивается состав, растворяются избыточные карбиды. Применяется, в основном, для легированных сталей. Температура нагрева зависит от температуры плавления, Т_Н = 0,8 Т_пл. Продолжительность выдержки: часов. 2. ^ Рекристаллизационный отжиг проводится для снятия напряжений после холодной пластической деформации. Температура нагрева связана с температурой плавления: Т_Н = 0,4 Т_пл. Продолжительность зависит от габаритов изделия. 3. Отжиг для снятия напряжений после горячей обработки (литья, сварки, обработки резанием, когда требуется высокая точность размеров). Температура нагрева выбирается в зависимости от назначения, находится в широком диапазоне: Т_Н = 160……700^oС. Продолжительность зависит от габаритов изделия. Детали прецизионных станков (ходовые винты, высоконагруженные зубчатые колеса, червяки) отжигают после основной механической обработки при температуре 570…600^oС в течение 2…3 часов, а после окончательной механической обработки, для снятия шлифовочных напряжений – при температуре160…180^oС в течение 2…2,5 часов.

Вопрос №22

Диаграмма изометрического распада аустенита

Диаграмма для стали У8

Строится на основании процессов превращения аустенита в перлит при t=const. Аустенит превращается в перлит при небольших степенях охлаждения. С увеличением переохлаждения пластинки становятся мельче. Мелкопластинчатый перлит-сорбит. В районе выступа начала и конца распада аустенита получается тонкодисперсный перлит-троостит. Ниже выступа превращений-Бейнит. При очень больших степенях переохлаждения возможно бездиффузное превращение в перенасыщенный раствор углерода в альфа железо, называемый мартенсит.

Вопрос №23

Ковкие чугуны. Способ получения, область применения и маркировка

Ковкие чугуны имеют не большое относительное удлинение, относительно других чугунов. Получают из белого чугуна путем графитизированного отжига и делается в 2 этапа:

1. После заполнения формы отливки ее быстро охлаждают и получают структуру белого чугуна

2. Затем подвергают длительному отжигу(томление), предохраняя от окисления печными газами засыпкой песком.

Для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках(картеры, фланцы, муфты). КЧ 33-8 , где 1-ое число Сигма врем=330 МПа(врем. Сопротивление разрыву), 2-ое число относительное удлинение=8%

Вопрос №24

Отпуск, виды отпуска. Назначение , область применения.

Назначение: понизить твердость, понизить внутреннее напряжение, снижение закалочных напряжений, повышение пластичности.

Отпуск-нагрев закаленной стали до t ниже As1, выдержке и охлаждении на воздухе.

Низкий отпуск- отпуск в интервале 150-220 градусов. Структура:мартенсит отпуска. Для реж. инструментов, подшипников.

Средний отпуск-отпуск в интервале 350-400 градусов. Структура:троостит отпуска. Для пружин и рессор.

Высокий отпуск-отпуск в интервале 550-650 градусов. Структура:сорбит отпуска. Для деталей машин:валы и оси.

Вопрос №25

Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения железа. Стали ферритного, аустенитного, перлитного и мартенситного класса.

Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения железа Все легирующие элементы, за исключением C, N, H, В, растворяясь в железе, замещая его атомы, влияют на положение критических точек (А3 (точка G) и А4 (точкаN)), определяющих температурную область существования б- и г- железа. Т.о легирующие элементы делятся на две группы: 1-я группа – элементы стабилизирующие аустенит (г- фазу). 2-я группа – элементы стабилизирующие феррит (б- фазу). К элементам первой группы относятся Ni и Mn, которые понимают точку А3, и повышают точку А4. Элементы второй группы – Cr, W, Mo, V, Si, Al, Ti и др. – понижают точку А4 и повышают точку А3. (Все эти легирующие элементы имеют ОЦК-решетку, за исключением Al (ГЦК)). При определенной концентрации легирующих элементов критические точки А4 и А3, а также их интервалы, сливаются, и область г- фазы полностью замыкается. Легирующие элементы оказывают большое влияние на эвтектоидную концентрацию углерода (точка S диаграммы Fе – С) и предельную растворимость углерода в г- железе (точка Е). Легирующие элементы: Ni, Co, Si, W, Mo, Cr, Mn – точки S и Е сдвигают влево в сторону меньшего содержания углерода, а V, Ti, Nb – наоборот, повышают концентрацию углерода в эвтектоиде.

Стали ферритного класса - это высокохромистые стали, содержащие более 17 % Сг и до 0 15 % С.( 12x17, 08Х13) Применение: клапана, валики, втулки.

К аустенитному классу относятся высоколегированные стали, образующие пpи кристаллизации преимущественно однофазную аустенитную структуру γ-Fe c гранецентрированной кристаллической (ГЦК) рeшеткой и сохраняющие еe при охлаждении дo криогенных температур. Кoличество другой фазы - высоколегированного феррита (δ-Fe с объемноцентрированной кристаллической (ОЦК) решеткой) изменяется от О до 10 %. Они содержат 18 ...25 % Сг, обеспечивающего жаро- и коррозионную стойкость, а также 8...35 % Ni, стабилизирующего аустенитную структуру и повышающего жаропрочность, пластичность и технологичность сталей в широком интервале температур.( 08Х16Н9М2, 08X23H18) Применение:паропроводы, камеры сгорания.

Стали перлитного класса - это низко - и среднелегированные, наиболее распространенные как конструкционные, так и инструментальные стали. В состоянии проката или после отжига они благодаря перлитной или ферритно-перлитной структуре хорошо обрабатываются режущим инструментом.( 12Х1МФ) Используют для изготовления крепежа, труб, паропроводов, пароперегревателей и коллекторов энергетических установок.

Стали мартенситного класса используют для изготовления деталей энергетического оборудования ( лопатки, диафрагмы, турбинные диски, роторы), длительно работающих при температурах 600 - 620 С. Высокая жаропрочность этих сталей достигается при закалке от 1000 - 1050 С в масле на мартенсит с последующим отпуском на сорбит или троостит.( 2X13, 4Х10С2М)