Раздел 8.

1.Что такое термическая обработка и для чего её проводят?

ТО- процессы, включающие нагрев, выдержку, и охлаждение металлических изделий с целью изменения их структуры и свойств

2.МЕТОДА ТАБЛИЧКА

3.Сущность и назначение отжига

Отжиг проводят с целью приведения сплавов в более термодинамически равновесное состояние. Цели отжига

-снижение твердости и улучшение обрабатываемости

-снятие или уменьшение степени ликвации

-уменьшение внутренних напряжений

-получение более высокого комплекса мех. свойств по сравнению с литым и перегретым состоянием

-подготовка структуры к последующей термообработке

4.Дать характеристику отжигу первого рода и его видам

Отжиг первого рода это нагрев, который проводят для приведения в термодинамически более устойчивое состояние деталей, полученных предварительной обработкой. Отжиг первого рода проводят без фазовых превращений. В зависимости от того, какие отклонения от равновесия устраняются, различают несколько видов отжигов.

-Диффузионный (гомогенизация)-применяется для устранения химической неоднородности в литом металле.Отжиг проводится при высокой температуре (1050-1100) с длительной выдержкой (12-20ч) охлаждение замедленное до 200. Общая продолжительность 80-100ч.Диффузионному отжигу подвергают слитки и крупные отливки.

-Рекристаллизационный отжиг – нагрев холоднодеформированной стали до температуры 650-700 с целью устранения последствий наклепа. Рекристаллизационному отжигу подвергаются изделия получаемые при помощи холодной пластической деформации.

-Релаксационный отжиг-Температура колеблется обычно в пределах 200-700. Применяется для снижения внутренних напряжений возникших в металле после обработки (давлением,сварке,литье и т.д.). Он основан на том, что при повышении температуры снижается предел текучести-поэтому та часть внутренних напряжений которая оказалась выше предела текучести релаксирует за счет протекания микропластической деформации.

5.Отжиг второго рода и его виды.

Отжиг второго рода-нагрев сплава выше температуры фазового превращения с последующим охлаждением для получения фазового и структурного состояний близких к равновесной. В следствии фазовой перекристаллизации уменьшается размер зерен и повышаются механические свойства. Обычно этот отжиг применяют для доэвтектоидной стали

Полный отжиг – нагрев доэвтектоидной стали на 30-50 выше Ac3 и заэвтектоидной- выше Acm.Выдержка для полного прогрева и фазовой перекристаллизации. Охлаждение вместе с печью. Цели полного отжига

-измельчение зерен и повышение механических свойств

-снижение внутренних напряжений

-снижение твердости и улучшение обрабатываемости металла резанием.

Неполный отжиг – нагрев стали выше Ac1 но ниже Ac3 или Acm. Фазовая перекристаллизация происходит только частично. Механические свойства оказываются пониженные. Этот вид отжига применяют для улучшения обрабатываемости метала резанием, для снятие внутренних напряжений, так как он более экономичен по сравнению с неполным отжигом.

Сферодизирующий отжиг (отжиг на зернистый перлит) – нагрев на 10-30 выше Ac1 с последующим медленным охлаждением до 650. Такому отжигу подвергают углеродистые и легированные инструментальные, шарикоподшипниковые стали для снижения твердости, улучшения обрабатываемости резанием, снижения внутренних напряжений. Этому виду отжига также подвергают листы и прутки из низко и –средне углеродистой стали перед холодной штамповкой и волочением для повышения пластичности.

Изотермический отжиг – нагрев 30-50 выше Ac3 для доэвтектоидной или Ac1 для заэвтектоидной стали, ускоренное охлаждение до 650, выдержка, охлаждение на воздухе.

Цели изотермического отжига те же что и полного. Преимущество-уменьшение длительности процесса.

Нормализационный отжиг (нормализация) –

6.Что такое закалка сталей, её цели и технология?

Закалка-вид термической обработки, при которой доэвтектоидную сталь нагревают до температуры на 30-50 выше Ac3, заэвтектоидных сталей на 30-50 выше Ac1, выдержка и охлаждение со скоростью выше критической.Цель закалки-получение структур неравновесного мартенсита, и в ряде случаев остаточного аустенита, что позволяет получить высокую прочность и твердость.

7.Что такое критическая скорость охлаждения и от чего она зависит?

Критическая скорость охлаждения-скорость, при которой весь переохлажденный аустенит сохраняется до начала мартенситного превращения. Её значение можно определить из диаграммы изотермического распада аустенита, она зависит от положения точек начала и конца мартенситного превращения, а их положение зависит от содержания углерода в стали

8.Дать характеристику способам закалки.

Закалка в одном охладителе (непрерывная закалка). После нагрева и соответствующей выдержки изделие погружают в охлаждающую среду до полного охлаждения

Прерывистая закалка (закалка в двух средах). В начале охлаждают в воде до температур несколько выше Мн (300-400), а затем переносят в среду с меньшей охлаждающей способностью. В результате замедленного охлаждения в темп.интервале мартенситного превращения получаются значительно меньшие внутренние напряжения.

Закалка с подстуживанием. Нагретое в печи изделие перед погружением в закалочную среду некоторое время охлаждается на воздухе. При подстуживании распад аустенита не должен начаться.

Ступенчатая закалка. После нагрева до температуры закалки изделие охлаждают в среде, имеющей температуру выше точки Мн, и выдерживают некоторое время с целью выравнивания температуры по сечению. Мартенситное превращение протекает при последующем медленном охлаждении на воздухе, что дает меньшее значение внутренних напряжений.

Изотермическая закалка. Тоже что и ступенчатая закалка, только подразумевается более длительная выдержка.

Закалка с самооотпуском. Применятся для инструмента и деталей, которые работают с ударными нагрузками и должны сочетать высокую твердость на поверхности или в рабочей части с повышенной вязкостью в сердцевине или хвостовой (крепежной) части. Нагретое до температуры закалки изделие выдерживают в закалочной среде, но не до полного охлаждения. Охлаждение прерывают, когда сердцевина сохраняет ещё достаточное количество тепла, за счёт которого происходит нагрев и отпуск закаленных участков изделия

Закалка с обработкой холодом. Изделие после закалки охлаждают до отрицательных температур. В результате достижения температуры, близкой к точке Мк (конца мартенситного превращения) аустенит дополнительно превращается в мартенсит

9.Как и почему выбирают температуры закалки для углеродистых сталей?

Температуры закалки выбирают в зависимости от положения критических точек Ac1+30-50 градусов для заэвтектоидных сталей и Ac3+30-50 градусов для доэвтектоидных сталей. Их положение зависит от содержания углерода в стали. При нагреве доэвтектоидных сталей до температур ниже Ac3 в образовавшейся структуре будет присутствовать мягкий феррит помимо мартенсита, что снизит твердость сплава. Нагрев под закалку выше оптимальной температуры вызывает рост зерна аустенита, что приводит к образованию при охлаждении крупноигольчатого мартенсита, что снижает ударную вязкость и повышает хрупкость.

10.Что такое закаливаемость и прокаливаемость?

Закаливаемость-способность стали к повышению твердости при закалке.

Прокаливаемость-способность сталей при закалке приобретать структуру мартенсита (закаливаться) на определенную глубину.

11.Отпуск сталей, его цели и виды.

Отпуск-нагрев закаленной стали ниже температуры Аc1 и выдержка при температуре нагрева. Цель отпуска -

уменьшение напряжений в стали, повышение вязкости, пластичности и снижение

твердости. В результате отпуска неустойчивые структуры закалки переходят в более

устойчивые. Отпуски классифицируют по температурам: существуют низкий, средний, и высокий отпуски.