Остаточный аустенит в структуре мартенсита, его количество в зависимости от содержания углерода в стали и температуры закалки. Необходимость снижения остаточного аустенита, стабилизация остаточного аустенита.
Скорость превращения. Влияние переохлаждения на интенсивность превра щения. Дисперсность получаемых в результате превращения структур.
Возможность получения аустенита из мартенсита - обратное мартенситное превращение.
Влияние легирующих элементов на кинетику превращения аустенита. Влияние легирующих элементов на склонность аустенитного зерна к росту.
Способы превращения в стали.
Библиографический список
1.Блантер, М.Е. Фазовые превращения в стали при термической обработке / М.Е. Блантер. - М.: Металлургиздат, 1962.
2.Геллер, Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер. - М.: Металлургия,
1983.
3.Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1978.
4.Гуляев, А.П. Термическая обработка стали / А.П. Гуляев. - М.: Машгиз,
1960.
5.Доронин, В.М. Термическая обработка углеродистой и легированной сталей
/В.М. Доронин. - М.: Металлургиздат, 1955.
6.Курдюмов, Г.В. Превращение в железе и стали / Г.В. Курдюмов, Л.М. Утевский, Р.И. Энтин. - М.: Наука, 1973.
7.Лысак, Л.И. Физические основы термической обработки стали / Л.И. Лысак, Б.И. Николин. - Киев: Техника, 1975.
8.Мескин, B.C. Основы легирования стали / B.C. Мескин. - М.: Металлургия,
1964.
9.Новиков, И.И. Теория термической обработки стали / И.И. Новиков. - М.: Металлургия, 1986.
10.Попов, А.А. Фазовые превращения в металлических сплавах / А.А. Попов.
-М.: Металлургиздат, 1963.
11.Попов, А.А. Изотермическая и термокинетическая диаграммы распада пе реохлажденного аустенита: справочник термиста / А.А. Попов, Л.Е. Попова. - М.: Машгиз, 1961.
12.Чалмерс, Б. Физическое металловедение / Б. Чалмерс Пер. с англ. - М.: Металлургиздат, 1963.
Тема 13. Термическая обработка по режиму закалка для сталей различных классов
Закалка как термическая операция, ее цель для сталей ферритного, аустенит ного, аустенито-ферритного классов, а также сталей с превращениями.
Определение температуры нагрева под закалку, выдержка при заданной тем пературе нагрева, скорость нагрева для сталей с различной теплопроводностью, скорость охлаждения. Исходная структура стали по окончании выдержки, степень легированности твердого раствора вследствие растворимости интерметаллидных и карбидных фаз.
Закалочные среды, механизм действия закалочных сред.
Влияние содержания углерода, легирующих элементов и скорости охлаждения на температуру начала и конца мартенситного превращения, степень превраще ния.
Структуры, получаемые при закалке сталей с превращениями: сорбит, тростит, верхний бейнит, нижний бейнит, мартенсит.
Свойства мартенсита в малоуглеродистой стали и в стали с высоким содержа нием углерода.
Остаточный аустенит в структуре мартенсита, его количество в зависимости от содержания углерода, начала мартенситного превращения и температуры за калки. Влияние остаточного аустенита на прочностные и пластические свойства стали. Необходимость снижения содержания остаточного аустенита, способы снижения остаточного аустенита. Причины минимального разрыва между закал кой и обработкой холодом; закалкой, обработкой холодом и отпуском; между за калкой и отпуском.
Закаливаемость сталей, прокаливаемость, способы закалки. Дефекты, возникающие при закалке.
Библиографический список
1. Блантер, М.Е. Фазовые превращения при термической обработке стали / М.Е. Блантер. - М.: Металлургиздат, 1962.
2.Браун М.П. Природа перегретой стали / М.П. Браун. - Киев: Изд. АН УССР,
1954.
3.Геллер, Ю.А. Инструментальные стали / Ю.А. Геллер. - М.: Металлургия,
1983.
4.Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1978.
5.Гуляев, А.П. Термическая обработка стали / А.П. Гуляев. - М.: Машгиз,
1960.
6.Курдюмов, Г.В. Явления закалки и отпуска стали / Г.В. Курдюмов. - М.: Металлургиздат, 1960.
7.Курдюмов, Г.В. Превращение в железе и стали / Г.В. Курдюмов, Л.М. Утевский, Р.И. Энтин. - М.: Наука, 1973.
8. Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов /
Ю.М. Лахтин. - М.: Металлургия, 1983.
9.Лахтин, Ю.М. Материаловедение / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. - М.: Машиностроение, 1980.
10.Люты В. Закалочные среды: справочник / В. Люты. - М.: Металлург, 1990.
11.Новиков, Н.И. Теория термической обработки стали / Н.И. Новиков. - М.: Металлургия, 1978.
12.Попов, А.А. Фазовые превращения в металлических сплавах / А.А. Попов.
-М.: Металлургиздат, 1963.
13.Попов, А.А. Изотермическая и термокинетическая диаграммы распада пе реохлажденного аустенита: Справочник термиста / А.А. Попов, Л.Е. Попова. - М.: Машгиз, 1961.
14.Садовский, В.Д. Структурная наследственность в стали / В.Д. Садовский. - М.: Металлургия, 1973.
Тема 14. Термическая обработка по режиму отпуск для сталей различных классов
Отпуск как окончательная термическая операция. Сложность процессов, про текающих в стали при отпуске: изменение содержания углерода в мартенсите, снижение содержания остаточного аустенита, снятие напряжения I рода, выделе ние карбидных частиц, их рост и коагуляция.
Температурные интервалы протекания процессов, их интенсивность. Получаемые в процессе отпуска структуры, особенности их строения, измене
ние прочностных, пластических свойств, твердости в зависимости от температуры отпуска.
Разновидности отпуска по температуре:
-низкотемпературный (с нагревом до 250 °С);
-среднетемпературный (с нагревом в интервале 350...500 °С);
-высокотемпературный (с нагревом в интервале 500...680 °С). Цели проведения многократного отпуска.
Старение стали: естественное старение, искусственное старение. Старение как
разновидность отпуска для сталей с карбидным и интерметаллидным упрочнени ем, температуры и продолжительность старения для различных сталей.
Высокотемпературный отпуск металлопроката как предварительная термиче ская операция, цели ее проведения.
Отпускная хрупкость I рода и II рода, температурные интервалы ее проявле ния. Возможные причины отпускной хрупкости I рода, восстановление вязкости стали при увеличении продолжительности отпуска. Отпускная хрупкость II рода, характерная особенность хрупкости II рода, возникновение отпускной хрупкости в сталях, легированных Mn, Сг, Ni. Возможность устранения отпускной хрупко сти II рода.
Библиографический список
1. Белоус, М.В. Превращения при отпуске стали / М.В. Белоус, В.Т. Черепин, М.А. Васильев. - М.: Металлургия, 1973.
2. Бернштейн, М.Л. Прочность стали / М.Л. Бернштейн. - М.: Металлургия, 1974.
3.Блантер, М.Е. Теория термической обработки / М.Е. Блантер. - М.: Метал лургия, 1984.
4.Блантер, М.Е. Фазовые превращения при термической обработке стали / М.Е. Блантер. - М.: Металлургиздат, 1962.
5.Бочвар А.А. Металловедение / А.А. Бочвар. - М.: Металлургиздат, 1956.
6.Гольдштейн, М.И. Специальные стали / М.И. Гольдштейн, С В . Грачев, Ю.Г. Векслер. - М . : Металлургия, 1985.
7.Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1978.
8.Гуляев, А.П. Термическая обработка стали / А.П. Гуляев. - М.: Машгиз,
1960.
9.Гудремон, Э. Специальные стали: в 2 т. / Э. Гудремон. - М.: Металлургия,
1966.
10.Курдюмов, Г.В. Явления закалки и отпуска стали / Г.В. Курдюмов. - М.: Металлургиздат, 1960.
11. Курдюмов, Г.В. Превращение в железе и стали / Г.В. Курдюмов,
Л.М. Утевский, Р.И. Энтин. - М.: Наука, 1973.
12.Лысак, Л.И. Физические основы термической обработки стали / Л.И. Лысак, Б.И. Николин. - Киев: Техника, 1975.
13.Новиков, И.И. Теория термической обработки стали / И.И. Новиков. - М.: Металлургия, 1986.
14.Садовский, В.Д. Структурная наследственность в стали / В.Д. Садовский. - М.: Металлургия, 1973.
15.Утевский, Л.М. Отпускная хрупкость стали / Л.М. Утевский. - М.: Метал лургиздат, 1961.
Тема 15. Термомеханическая обработка стали
Термомеханическая или термопластическая обработка (ТМО) стали, её цели. Термомеханическая обработка как совместный комплекс двух способов упрочне ния: деформации и последующей термической обработки, позволяющей сохра нить в той или иной форме результаты наклёпа.
Наиболее распространённые виды термомеханической обработки:
-высокотемпературная термомеханическая обработка (ВТМО), включающая деформацию аустенита выше температуры рекристаллизации;
-низкотемпературная термомеханическая обработка (НТМО), включающая деформацию аустенита ниже температуры рекристаллизации;
-предварительная термомеханическая обработка (ПТМО), состоящая в наклё пе стали до термической обработки, но в результате быстрого нагрева, до аустенитного состояния и охлаждения, наклёпанное состояние в той или иной мере со храняется.
Технологичность перечисленных процессов. Изменение прочностных и пла стических свойств в результате термомеханической обработки стали, причины изменения свойств, получаемые в результате ТМО структуры.
Сравнение ВТМО и НТМО для получения лучшего сочетания высоких значе ний прочности и пластичности для сталей, применяемых в машиностроении.
Классификационные схемы ТМО стали, наиболее характерные марки стали, подвергающиеся ТМО.
Применение ТМО (ВТМО) в условиях Златоустовского металлургического за вода. На примере, конкретной марки стали комплексно решить задачу проведения ТМО, обеспечив:
-оптимальный способ пластической деформации;
-наилучшую схему совмещения термической обработки и пластической де формации;
-скорректированные (в связи с использованием деформации) режимы терми ческой обработки.
Перспективы воздействия на сталь с целью дальнейшего повышения свойств стали, ее надежности, долговечности, технологичности.
Библиографический список
1.Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1978.
2.Бернштейн М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов: В 2 т. - М.: Металлургия, 1968. - T.l, Т.2.
3.Бернштейн М.Л. Прочность стали / М.Л. Бернштейн - М.: Металлургия,
1974.
4.Бернштейн, М.Л. Термомеханическая обработка стали / М.Л. Бернштейн, В.А. Займовский, Л.М. Капуткина. - М.: Металлургия, 1983.
5.Блантер, М.Е. Фазовые превращения в стали при термической обработке / М.Е. Блантер. - М.: Металлургиздат, 1962.
6.Горелик, С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов / С.С. Горелик. - М.: Металлургия, 1975.
7.Лахтин, Ю.М. Материаловедение / Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева. - М.: Машиностроение, 1980.
8.Левитин, В.И. Высокотемпературная термомеханическая обработка аустенитных сталей и сплавов / В.И. Левитин, М.А. Смирнов. - Челябинск: ЧГТУ, 1995.
9.Садовский, В.Д. Структурная наследственность в стали / В.Д. Садовский. - М.: Металлургия, 1973.
10.Металловедение и термическая обработка металлов (МиТОМ). - 19601985 гг.
Тема 16. Химико-термическая обработка стали
Химико-термическая обработка (ХТО) стали, её цели.
Термомеханическая обработка как совместный комплекс двух способов уп рочнения поверхностного слоя за счёт термического и химического воздействия. Общая характеристика процессов химико-термической обработки стали.
257
Наиболее распространённые виды химико-термической обработки их характе ристика и сущность:
-цементация, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали углеродом, при нагревании в соответствующей среде (твёрдыми кар бюризаторами, газовая, жидкостная);
-азотирование, заключающееся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали азотом при нагреве до 500...550 °С в аммиаке;
-нитроцементация, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхност ного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840...860 °С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и аммиака;
-цианирование, заключающееся в диффузионном насыщении поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 820...950 °С в расплавленных солях, содержащих группу CN;
-борирование и силицирование;
-диффузионная металлизация, заключающаяся в диффузионном насыщении поверхности стальных деталей Al, Cr, Zn, Si и др.
Сущность методов; стали, подвергаемые химико-термической обработке, глу бина получаемого при этом слоя; влияние легирующих элементов на течение процесса ХТО; свойства поверхностных слоев после ХТО; получаемая твердость, структура, коррозионная стойкость и усталостная прочность азотированного слоя, режимы термической обработки, которым подвергаются детали после ХТО.
Библиографический список
1.Абраимов, Н.В. Химико-термическая обработка жаропрочных сталей и сплавово / Н.В. Абраимов, Ю.С. Елисеев. - М.: Интермет Инженеринг, 2001.
2.Бернштейн, М.Л. Термомеханическая обработка металлов и сплавов: в 2 т. / М.Л. Бернштейн. - М.: Металлургия, 1968.
3.Болховитинов, Н.Ф. Химико-термическая обработка металлов / Н.Ф. Болховитинов. - М.: Машиностроение, 1965.
4.Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1978.
5.Гудремон Э. Специальные стали: в 2 т. / Э. Гудремон. - М.: Металлур гия, 1966.
6.Дубинин, Г.Н. Диффузионное хромирование сплавов / Г.Н. Дубинин. - М.: Машиностроение, 1964.
7.Кальнер, В.Д. Цементация и нитроцементация стали / В.Д. Кальнер. - М.: Машиностроение, 1973.
8.Лахтин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов / Ю.М. Лахтин. - М.: Металлургия, 1983.
9.Лахтин, Ю.М. Азотирование стали / Ю.М. Лахтин, Я.Д. Коган. - М.: Маши ностроение, 1973.
10.Минкевич, А.Н. Химико-термическая обработка металлов и сплавов / А.Н. Минкевич. - М.: Машиностроение, 1965.
11.Райцес, В.Б. Технология химико-термической обработки на машинострои тельных заводах / В.Б. Райцес. - М.: Машиностроение, 1965.
12.Химико-термическая обработка металлов и сплавов: справочник / под ред.
Л.С. Ляховича. - М.: Металлургия, 1981.
Тема 17. Причины образования флокенов в стали. Влияние легирования на склонность стали к образованию флокенов. Противофлокенная термическая обработка
Газы в сталях. Флокены как внутренний дефект стали, причины образования. Механизм образования флокенов. Температурный интервал образования фло
кенов. Внешний вид дефекта «флокены» при микроскопическом и электронномикроскопическом исследовании.
Влияние легирования (химического состава) на склонность стали к образова нию флокенов. Влияние различных элементов на способность железа растворять водород, а также на скорость диффузии водорода. Флокеночувствительные марки стали.
Причины крайне редкого обнаружения дефекта «флокены» в литой стали и деформированных прутках малого сечения (кр., кв. 25...30 мм).
Технологические меры, применяемые при выплавке стали для предупрежде ния её склонности к образованию флокенов (снижение общего содержания водо рода, модифицирование и т.д.). Предупреждение флокенов при переплавных про цессах, например ЭШП.
Противофлокенная термическая обработка (ПФТО) сортового проката и поко вок из стали (ускоренное охлаждение поковок, изотермическая выдержка, термоциклирование и др.). Примеры противофлокенной термической обработки на раз личных металлургических и машиностроительных заводах, влияние её на струк туру сталей.
Методика контроля стали на флокены. Отличительные черты дефекта «флоке ны» от других дефектов стали.
Библиографический список
1.Азот в металлах / В.В. Аверин, А.Р. Ревякин, В.И. Федорченко, Л.Н. Козина.
-М.: Металлургия, 1976.
2.Гельд, П.В. Водород в металлах и сплавах / П.В. Гельд, Р.А. Рябов. - М.: Металлургия, 1974.
3.Гуляев, А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1978.
4.Доронин, В.М. Углеродистые стали / В.М. Доронин. - М.: Металлургиздат,
1955.
5.Дубовой, В.Я. Флокены в стали / В.Я. Дубовой. - М.: Металлургиздат, 1950.
6.Калинина, З.М. Дефекты легированных сталей / З.М. Калинина. - М.: Ме таллургиздат, 1960.
7.Касаткин, Г.Н. Водород в конструкционных сталях / Г.Н. Касаткин. - М.: Интермет Инженеринг, 2003.
8.Металловедение и термическая обработка: справочник / под ред. Н.Т. Гудцова, М.Л. Бернштейна. - М.: Металлургиздат, 1956.
9.Морозов, А.Н. Водород и азот в стали / А.Н. Морозов. - М.: Металлургиз дат, 1950.
10.Металловедение и термическая обработка металлов / М.: Металлургиздат, 1997. - № 11.
11.Металловедение и термическая обработка металлов / М.: Металлургиздат, 2001. - № 4.
12.Шаповалов, В.И. Флокены в стали / В.И. Шаповалов, В.В. Трофименко. - М.: Металлургиздат, 1987.
13.ГОСТ 10243-75. Сталь. Методы испытаний и оценки макроструктуры. - М.: Изд. стандартов, 1975.
Тема 18. Влияние неметаллических включений на надежность
идолговечность машин и механизмов, работающих в различных рабочих средах
Неметаллические включения как вредная примесь стали. Уменьшение содер жания включений - одна из основных металлургических проблем.
Источники загрязнения стали неметаллическими включениями. Классифика ция включений: по происхождению (эндогенные и экзогенные включения), по химическому составу, по форме выделения неметаллических включений и склон ности включений к деформированию (пластичные и хрупкие включения), а также температура образования включений, место выделения неметаллических включе ний; распределение неметаллических включений по объёму слитка открытой вы плавки.
Влияние на загрязнённость стали неметаллическими включениями рафини рующих переплавов. Влияние деформации на распределение неметаллических включений.
Металлографические признаки неметаллических включений. Методы качест венного и количественного анализа неметаллических включений. ГОСТ 1778-70 «Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений».
Требования ГОСТ и ТУ на поставку стали по загрязненности неметаллически ми включениями в зависимости от назначения.
Технологические приёмы при выплавке по обеспечению минимального со держания неметаллических включений в стали. Систематическая работа метал лургов по улучшению технологии выплавки, качества огнеупоров и повышению общей культуры металлургического производства. Мероприятия по обеспечению развивающегося машиностроения металлом повышенного качества, более надеж ным и долговечным в эксплуатации.
Библиографический список
1.Азот в металлах / В.В. Аверин, А.Р. Ревякин, В.И. Федорченко, Л.Н. Козина.
-М.: Металлургия, 1976.
2.Включения и газы в сталях / В.И. Явойский, С.А. Близнюков, А.Ф. Вишкарёв и др. - М.: Металлургия, 1979.
3.Гуляев, А.П. Чистая сталь / А.П. Гуляев. - М.: Металлургия, 1975.
4.Ефимов, В.А. Разливка и кристаллизация стали / В.А. Ефимов. - М.: Метал лургия, 1976. - 552 с.
5.Кислинг, Р. Неметаллические включения в стали / Р. Кислинг, Н. Ланге; пер.
сангл. - М.: Металлургия, 1968.
6. Неметаллические включения и дефекты в электрошлаковом слитке / С Е . Волков, А.Е. Волков, Ю.И. Заболуев Г.А. Буряковский. - М.: Металлургия, 1979.
7.Поволоцкий, Д.Я. Раскисление стали / Д.Я. Поволоцкий. - М.: Металлургия,
1972.
8.Шульте, Ю.А. Неметаллические включения в электростали / Ю.А. Шульте.
-М.: Металлургия, 1964.
9.Дискуссии о роли неметаллических включений в развитии дефектов стали в процессе горячего деформирования // Сталь, Металлы, Расплавы, Известия вузов. Чёрная металлургия, Металлург. - 1973-2003.
Тема 19. Влияние легирующих элементов на структуру и свойства стали. Вредные примеси в стали. Ограничение содержания в стали цветных металлов
Легирование стали - назначение и технологии. Легирующие элементы, их классификация (обыкновенные примеси, срытые примеси, случайные примеси и легирующие элементы) и форма присутствия в стали (в свободном состоянии, в форме интерметаллидов, неметаллических соединений, в карбидной фазе, в фор ме раствора железа).
Влияние легирующих элементов на полиморфизм железа и положение крити ческих точек в сталях (классификация Вевера - Гуляева). Диаграммы состояния: Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Ni, Fe-Cr-Ni и др.
Феррито- и аустенитообразующая способности элементов, их эквивалентность Сг и Ni. Диаграммы по определению структуры стали по химическому составу (Мауэра, Шеффлера).
Азот как легирующий элемент. Аустенитирующее действие азота на высоко хромистые (20...30% Сг) стали ферритного и аустенитного классов. Высокоазоти стые нержавеющие стали, область их применения, характерные преимущества и недостатки.
Влияние легирующих элементов на твердость и ударную вязкость феррита. Стали: ферритные, аустенитные, мартенситного класса, стали переходных
классов (феррито-аустенитного, аустенитно-мартенситного). Пределы содержания легирующих элементов в указанных сталях, термическая обработка, свойства, 261
преимущества, недостатки, области применения (на примере конкретных марок сталей).
Вредные примеси: сера и фосфор, их влияние на физико-механические свойст ва. Особенности ограничения содержания цветных примесей, их влияние на у—»а- превращение в процессе закалки. Склонность медистых сталей к образованию по верхностных трещин при горячей обработке давлением.
Библиографический |
список |
1. Бабаков, А.А. Коррозионностойкие |
стали и сплавы / А.А. Бабаков, |
М.В. Приданцев. - М.: Металлургия, 1971. |
|
2.Бородулин, Г.М. Нержавеющая сталь / Г.М. Бородулин, Е.И. Мышкевич. - М.: Металлургия, 1973.
3.Гольдштейн, М.И. Специальные стали / М.И. Гольдштейн, С В . Грачев, Ю.Г. Векслер. - М . : Металлургия, 1985.
4.Гудремон, Э. Специальные стали: в 2 т. / Э. Гудремон. - М.: Машинострое ние, 1980.
5.Каховский, Н.И. Сварка нержавеющей стали / Н.И. Каховский. - Киев: Наукова думка, 1968.
6.Коломбье, Л. Нержавеющие и жаропрочные стали / Л. Коломбье, Н. Гохман.
-М.: Металлургия, 1958.
7.Мескин, B.C. Основы легирования стали / Мескин B.C. - М.: Металлургия,
1975.
8.Морозов, А.Н. Водород и азот в стали / А.Н. Морозов. - М.: Металлургиз дат, 1950.
9. Ульянин, Е.А. Коррозионностойкие стали и сплавы: справочник / Е.А. Ульянин. - М.: Металлургия, 1980.
10.Хансен, Н. Структура двойных сплавов: в 2 т. / Н. Хансен, К. Андерко; пер.
сангл. - М.: Металлургиздат, 1962.
11.Химушин, Ф.Ф. Жаропрочные стали и сплавы / Ф.Ф. Химушин. - М.: Ме таллургия, 1969.
12.Химушин, Ф.Ф. Нержавеющие стали / Ф.Ф. Химушин. - М.: Металлургия,
1976.
Тема 20. Дислокации в металле, их влияние на свойства стали
Понятие дислокации. Дислокации в стали как несовершенство кристалличе ского строения металлов: экстраплоскость, краевые, винтовые и смешанные дис локации, их схематическое изображение. Методы изучения металла, доказываю щие существование дислокаций.
Дислокационные превращения в упорядоченных сплавах. Дислокационные превращения и полюсные источники двойникования сверхструктур.
Дислокационные структуры и механические свойства. Теоретические модели дислокаций. Энергия активации дислокационных превращений.
