15) Закаливаемость – способность стали к упрочнению, получению мартенситной структуры. Зависит в основном от содержания углерода.

Прокаливаемость – способность стали закаливаться на определенную глубину.

Критерием может являться зона, где 50,70,90% мартенсита.

Факторы влияющие на прокаливаемость:

• Все легирующие элементы, кроме кобальта, смещают термокинетическую диаграмму вправо. Легирующие элементы увеличивают область устойчивости переохлажденного аустенита, уменьшают критическую скорость закалки, при этом увеличивают прокаливаемость.

• Все факторы, которые уменьшают скорость превращения аустенита в перлит увеличивают прокаливаемость.

Для определения степени прокаливаемости используется метод торцевой щакалки.

16) см. 14 вопрос

17) Легирующие элементы оказывают сильное влияние на полиморфное превращение железа. Существует два вида воздействия на полиморфное превращение железа со стороны легирующих элементов:

1. Легирующие элементу расширяют гамма-область ( область устойчивости аустенита), а именно: А3 – понижают, А4 – повышают. К таким элементам относятся: C, Cu, Mn, N, Ni, и др.

A4

Температура

J

A3

α

α + J

Л.Э. ,%

Х,%

Если легирующего элемента больше чем «Х» ,то эти стали будут аустенитные.

2. Легирующие элементы расширяют альфа-область (область устойчивости феррита), а именно: А3 – повышают, А4 – понижают. К таким элементам относятся: Сr, W, Mo, V, Si, Al, и др.

α

α + J

J

Л.Э. ,%

Температура

У,%

Элементы в стали могут находиться в виде карбидов (все элементы левее Fe в таблице Менделеева). Образующиеся карбиды имеют сложный состав(, они всегда с железом), некоторые элементы вообще не растворяются в стали (Cu не более 1%, Pb не растворяется).

18) см. предыдущие вопросы

19) Закалка – вид термической обработки (ТО), которая направлена на повышение прочности, твердости, износостойкости.

При закалке существуют две среды охлаждения: масло и вода.

При охлаждении в области высоких температур медлить нельзя, т.к. аустенит может превратиться в перлитные составляющие. А в области Мн хотелось бы замедлить скорость охлаждения во избежание образования трещин. В этом и заключается проблема.

В итоге приходится перебирать различные способы закалки:

• Непрерывная заклка (в одном охладителе) – необходимо учитывать размер детали.

• Закалка в двух охладителях/прерывистая закалка. Здесь необходим большой опыт работы термиста, чтобы четко знать когда осуществить переход от воды к маслу.

• Ступенчатая закалка – деталь погружают в расплав солей при температуре выше линии Мн для конкретной стали, в остотальном технология таже.

• Изотермическая закалка/закалка на бейнит –данную закалку чаще всего применяют для легированных сталей, отличие от остальных способов заключается лишь в скорости охлаждения, чтобы аустенит успел перейти в бейнит.

• Закалка с самоотпуском – данный вид закалки применяют для инструмент, рабочая часть инструмента опускается в воду, тем самым образуя мартенсит, а не рабочая часть в воду не опускается. За счет теплообмена происходит нагрев рабочей части, т.е. отпуск (его температуру определяют по цвету).

Следует помнить, что закалка не является заключительным этапом ТО(кроме стали Г13), после закалки необходимо назначение др. видов ТО, для снятия внутренних напряжений и получения необходимых механических свойств.

20) Отжиг – вид ТО, назначается после ковки, штамповки, литья для: снятия внутренних напряжений, повышения пластичности, понижения прочности, измельчения зерна. Среда охлаждения: медленное охлаждение с печью.

Q

P

Ф

S

K

E

G

A

0.02%,C

0.8%,C

6.67%,C

температура

2

2а

нормализация

1

АС3

АСТ

АС1

3

1- Для до эвтектоидных сталей назначают полный отжиг. Охлаждение медленное с печью, конечная структура- феррит+перлит.

Исходная структура аналогичная, только крупнозернистая, после охлаждения в печи обе составляющие мелкозернистые (полная фазовая перекристаллизация). При этом снимаются внутренние напряжения, повышается пластичность, понижается прочность, появляется возможность проведения механической обработки.

2,2а – неполный отжиг

2 – назначается для до эвтектоидных сталей, с целью исправления только перлитной составляющей.

2а – для за эвтектоидных сталей. Отжиг на зернистый перлит. Необходим для улучшения обработки резаньем.

3 – низкий отжиг/рекрестализационный отжиг. Назначается, когда структура нас удовлетворяет.

4 (значительно выше 1) – Гомогенизация/Диффузионный отжиг.

Если у литой стали присутствует ликвация (неоднородность по химическому составу по сечению и объему), то сталь нагревают до 105-1100,град. С и медленно с печью охлаждают. Ликвация исчезнет, но вырастает зерно, тогда: если в дальнейшем сталь будут ковать, то структура сама исправиться, если нет то необходим полный отжиг.

5 – Изотермический отжиг. Охлаждаем сталь на 50 -100 град. С ниже АС3 и выдерживаем сталь при этой температуре.

Нормализация – вид ТО, представляющий собой охлаждение стали на воздухе.

Для до эвтектоидных сталей:

Нормализация и отжиг для низкоуглеродистых не легированных сталей – взаимозаменяемые операции. Если сталь легированная, то нормализация заменяет улучшение (закалка + высокий отпуск). После нормализации свойства стали будут несколько хуже, поэтому возможность замены решает конструктор.

Для заэвтектоидных сталей:

Если сталь имеет цементитную сетку, то чтобы её убрать назначают нормализацию. Она может быть как окончательным видом ТО, так и подготовительной операцией.

Про отпуск см. в предыдущих вопросах.