Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
екзамен123.docx
Скачиваний:
65
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
402.18 Кб
Скачать

2. Порівняння гартування з іншими методами термообробки.

Сталь у вихідному стані досить пластична, її можна обробляти шляхом деформування: кувати, вальцювати, штампувати. Характерною особливістю сталі є її здатність суттєво змінювати свої механічні властивості після термічної обробки сутність котрої полягає у зміні структури сталі при нагріванні, витримці та охолодженні, відповідно до спеціального режиму. Розрізняють такі види термічної обробки:

  • відпал;

  • нормалізація;

  • загартування;

  • відпуск.

Відпал або відпалювання — це операція термічної обробки(термооброблення) металів і сплавів, яка полягає в нагріванні металевихнапівфабрикатів, виробів до певної температури, витримуванні при цій температурі та повільному охолодженні з метою наближення структури до рівноважного стану. Існують різні види відпалювання: гомогенізувальне, графітизувальне, перекристалізувальне, рекристалізувальне, релаксаційне, сфероїдизувальне тощо[1]. Залежно від ролі фазових перетворень в технологічному процесі розрізняють операції відпалів І роду та ІІ роду.

Нормалізація сталі — вид термічної обробки сталі, що полягає у нагріванні доевтектоїдних сталей до температури вище за А3 (див. діаграму), а заевтектоїдних — вище за Аcm на 50-60° з наступним охолодженням на повітрі. При нормалізації відбувається перекристалізація сталі, котра усуває крупнозернисту структуру, отриману при литві чикуванні. Цей вид термообробки часто замінює відпал для низьковуглецевих сталей (0,2...0,3% С), а для середньовуглецевих сталей (0,3...0,5% С) — гартування і високий відпуск.

У зв'язку з подібністю режимів термічної обробки нормалізацію інколи називають нормалізаційним відпалом.

Нормалізація застосовується для підвищення міцності і в'язкості, однорідності структури та покращення оброблюваності низьковуглецевої сталі, а також, виправлення структури зварного з'єднання і зменшення внутрішніх напружень. При цьому виді термічної обробки швидкість охолодження вища, ніж при відпалі, і розпад аустеніту відбувається в нижній частині перлітного інтервалу. Після нормалізації утворюється дисперсна ферито-цементитна структура — сорбіт або троостит. Ці структури мають вищу твердість і міцність у порівнянні з перлітом, який формується після відпалу. Різниця між властивостями збільшується з підвищенням вмісту вуглецю у сталі.

Гартування — це операція, при якій сталь нагрівають на 30...50 °С вище від точки Ас1 або Аст, витримують за цієї температури, а потім швидко охолоджують. У результаті такої обробки в сталі, як правило, формується мартенситна структура, тому твердість і міцність її досягають максимального значення

Мета гартування — одержати мартенситну структуру з рівномірним розподілом вуглецю і підвищити твердість і міцність сталі.

Нагрівання при гартуванні потрібне для переведення структури сталі в стан аустеніту, а швидке охолодження — для запобігання розпаданню аустеніту на феритно-цементитні суміші (троостит, сорбіт) і для переохолодження його до температури аустенгтномартенситного перетворення.

Чим більші розміри виробів, складніші їхні форма і хімічний склад, тим повільніше треба їх нагрівати. Інакше у виробі можуть виникнути великі внутрішні напруження і внаслідок цього — коробления і навіть розтріскування.

Вирішальним чинником у процесі гартування є швидкість охолодження, оскільки вона визначає характер структури сталі, яка формується при цьому.

Головні параметри процесу гартування:

  • температура нагріву;

  • час витримки;

  • середовище, в якому нагрівають виріб;

  • швидкість охолодження.

  • режим відпуску.

Ві́дпуск ста́лей — операція термічної обробки, яка полягає в нагріваннізагартованих сталей до температур, що не перевищують температури утворення аустеніту (Ас1), витримуванні при цих температурах для перетворення мартенситу гартування у рівноважніші структури та наступного охолодження.

  • На відміну від продуктів розкладання переохолодженого аустеніту (сорбіт, троостит), які мають пластинчасту форму цементиту, продукти розкладання мартенситу під час нагрівання (сорбіт відпуску, троостит відпуску) мають зернисту форму цементиту, тому за інших рівних умов вони характеризуються більшими ударною в’язкістю й границею витривалості в умовах руйнування від втоми.

  • Головним параметром режиму відпуску, який визначає структуру, а отже, властивості сталі й застосування відпуску, є температура. За температурою нагрівання розрізняють такі види відпуску:

• низькотемпературний (низький) відпуск

• середньотемпературний (середній) відпуск

• високотемпературний (високий) відпуск

Чим багатша сталь на вуглець, тим вона твердіша після термічної обробки. Сталь із вмістом вуглецю до 0,3 % (технічне залізо) практично загартовуванню не піддається.