Шпоры по материаловедению5

20. Классификация способов термической обработки. Для придания М и сплавам необход св-в их подвергают термической обработке. Для этого М и сплавы нагревают до опред t, выдерживают, а затем охлаждают с определённой . В рез-те этого происходит изменение структуры  получаем нужное нам св-во. ТО заключается в тепловом воздействии на М и сплавы с целью направленного изменения структуры и свойств М и сплавов.  То можно изобразить графически в координатах t, С и , сек. Наклон говорит о . РИС!!! По графику можем определить t нагрева,  выдержки,  охлаждения. График не говорит об изменении структуры. Параметры ТО (t нагрева,  выдержки,  охлаждения,  нагрева) по-разному влияют на структурные изменения. Соответственно структурным изменениям все виды ТО делят на: 1) отжиг (I и II рода). Отжиг – ТО, в процессе кот производится нагрев деталей из стали до требуемой t с последующей выдержкой и медленным охлаждением в печи для получения однородной, равновесной, менее тв структуры, свободной от остаточных напряжений. Отжиг I рода – отжиг, при кот нагрев и выдержка м производятся с целью приведения его в однородное (равновесное состояние) за счёт  химич неоднородностей. Виды О I-го рода: а) гомогенизационный (ТО, при кот гл процессом явл устранение последствий ликвации); б) рекристаллизационный (ТО деформированного М, при кот гл процессом явл рекристаллизация М); в) О для снятии напряжения. 2) закалка состоит в нагреве стали выше её t фазовых превращений, выдержке для завершения всех превращений и охлаждений с более высокой  с целью получения при комнатной t неравновесных структур, обеспечивающих более высокую прочность и твёрдость стали: а) закалка без полиморфного превращения; б) закалка с полиморфным превращением. 3) отпуск – ТО, представляющая собой нагрев закалённого сплава ниже t фазовых превращений для приближения его структуры к более устойчивому состоянию. 4) ХТО: а) диффузионное насыщение неМ (цементация, азотирование, цианирование, борирование, оксидирование); б) диффузионное насыщение М (алитирование, хромирование, силицирование, насыщение др М); в) диффузионное удаление элементов (обезводороживание и обезуглероживание). 5) ТМО: а) ТМО стареющих сплавов; б) ТМО сталей, закаливаемых на мартенсит. Первые 3 вида относятся к собственно ТО, там имеет место тлк тепловое воздействие. При ХТО одновременно с тепловым возд происходит изменение в хим составе. При ТМО происходит одновременное термич и механич воздействие.

21. Отжиг I-го рода. Разновидности отжига I-го рода. Отжиг I рода – отжиг, при кот нагрев и выдержка м производятся с целью приведения его в однородное (равновесное состояние) за счёт  химич неоднородностей. Виды О I рода: 1) рекристаллизационный - ТО деформированного М, при кот гл процессом явл рекристаллизация М. РО заключается в нагреве холоднодеформированной стали выше t начала кристаллизации, выдержке при этой t и последующем медленном охлаждении. Большая часть работы (90…95%) затрачивается на пластическую деформацию М, превращается в тепло, а ост часть аккумулируется в М. О накоплении этой энергии свидетельствует   дефектов крист решетки и рост напряжений. В рез-те пластической деформации М приходит в ТД-ки неустойчивое механическое состояние. В рез-те изменяется структура,   дислокаций, что приводит к  прочности. Это наз-ся наклёп. М т.о. находится в энергетически неустойчивом состоянии. М стремится вернуться в устойчивое состояние с меньшим уровнем свободной энергии. Чтобы могли в М произойти необходимые изменения их нагревают, и проводят РО. В начале при нагреве до t=0,2…0,3 от абсол t_ПЛ без видимых изменений в структуре набл восстановление некоторых св-в, начинает  электрическое сопротивление и  электропроводность. Для технически чистых М при достижении t0,4 от абсол t_ПЛ начинается и происходит Р. РИС!!! Механизм Р состоит из 2 элементарных процессов: зарождение центров, рост центров. В рез-те деформированные зёрна заменяются на новые, недеформированные. Образование новых равноосных зерён вместо старых деформированных наз-ся первичной Р. В рез-те первичной Р  свободная энергия, наклёп почти полностью снимается; св-ва восстанавливаются. Основной характеристикой процесса Р явл t начала К. Она не явл физич const. Т.к. на t влияет оч много факторов, то её измеряют после выдержки 1…2 часа при этой t. Чем  время выдержки, тем при более  t может начаться Р. Р зависит от степени предшествующей деформации. РО используют в промышленности как первоначальную операцию перед холодной обработкой давлением, как промежуточный процесс м/у операциями холодного деформирования и как окончательную ТО для придания п/ф или изделию требуемых св-в. 2) гомогенизационный (диффузионный). В реальных условиях К происходит при непрерывно изменяющейся t. В рез-те в V слитка или литой детали набл неоднородность хим состава. Она может носить макрохарактер (хим неоднородность в разных частях отливки – зональная ликвация. Ликвация – неоднородность хим состава) и микрохарактер (в центре зёрен – один состав, а на границе зёрен – др). Чаще всего зональная ликвация рез-т естеств конвекции в Ж сплаве. В рез-те К сплавов возникает ликвация, кот нежелательна. Для устранения ликвации и проводят диффузионный О. Чтобы произошла диффузия, необх высокая t и выдержка. 3) О для снятия напряжения. Многие технологические воздействия на обрабатываемые детали сопровождаются возникновением в них остаточных напряжений, кот нежелательны. Для  остаточных напряжений проводят О для снятия напряжения. t нагрева в  сплавах определённая. Чем  t нагрева, тем быстрее и полнее снимается остаточное напряжение. Но может оказаться, что выбранная t может приводить к фазовым превращениям или рекристаллизации, что недопустимо. Если после технологического воздействия деталь подвергают термообработке, то её побочным эффектом может оказаться  остаточного напряжения. Если приходится специально проводить О для снятия напряжения, то t надо выбирать такой, чтобы исключить фазовые превращения  t будут достаточно низкие. После выдержки при определённой t изделие необходимо охлаждать медленно, чтобы не возникли новые остаточные напряжения. В зависимости от m изделия, его формы, от размеров поперечного сечения, теплопроводности  охлаждения после О для снятия напряжения может составлять 20…200С/ч.

22. Диффузионный отжиг (ДО) (ч/з неравновесную кристаллизацию). В реальных условиях К (переход из жидкого состояния в твёрдое) происходит при непрерывно изменяющейся t. В рез-те в V слитка или литой детали набл неоднородность хим состава. Она может носить макрохарактер (хим неоднородность в разных частях отливки) – зональная ликвация. Ликвация - неоднородность хим состава. Чаще всего зональная ликвация рез-т естеств конвекции в Ж сплаве. Ликвация также может носить микрохарактер (в центре зёрен – один состав, а на границе зёрен – др). В рез-те К сплавов возникает ликвация, кот нежелательна. Для устранения ликвации и проводят гомогенизационный (диффузионный) О. Нагрев при ДО проводят до max высоких t, т.к. при этом наиболее интенсивно проходят диффузионные процессы, необходимые для выравнивания в отдельных объёмах состава стали. Обычно для легированных сталей t ДО выбирают в интервале 1050-1250С. Т.к. диффузионные процессы наиболее интенсивно протекают в начале выдержки и их интенсивность с течением времени выдержки заметно , то применение длительных выдержек при этом отжиге нецелесообразно. Это обусловлено также необходимостью экономии электроэнергии и  производительности печей. Обычно на практике выдержка при ДО составляет не более 15-20 часов. После выдержки детали охлаждают вместе с печью до 800-820С, а затем проводится охлаждение на воздухе. В рез-те ДО получается крупное зерно, кот устраняется при обработке давлением или последующей ТО.

23. Рекристаллизационный отжиг (РО). Отжиг для снятия напряжения. РО – ТО деформированного М, при кот гл процессом явл рекристаллизация. РО заключается в нагреве холоднодеформированной стали выше t начала кристаллизации, выдержке при этой t и последующем медленном охлаждении. Большая часть работы (90…95%) затрачивается на пластическую деформацию М, превращается в тепло, а ост часть аккумулируется в М. О накоплении этой энергии свидетельствует   дефектов крист решетки и рост напряжений. В рез-те пластической деформации М приходит в ТД-ки неустойчивое механическое состояние. В рез-те изменяется структура,   дислокаций, что приводит к  прочности. Это наз-ся наклёп. М т.о. находится в энергетически неустойчивом состоянии. М стремится вернуться в устойчивое состояние с меньшим уровнем свободной энергии. Чтобы могли в М произойти необходимые изменения их нагревают, и проводят РО. В начале при нагреве до t=0,2…0,3 от абсол t_ПЛ без видимых изменений в структуре набл восстановление некоторых св-в, начинает  электрическое сопротивление и  электропроводность. Для технически чистых М при достижении t0,4 от абсол t_ПЛ начинается и происходит Р. РИС!!! Механизм Р состоит из 2 элементарных процессов: зарождение центров, рост центров. В рез-те деформированные зёрна заменяются на новые, недеформированные. Образование новых равноосных зерён вместо старых деформированных наз-ся первичной Р. В рез-те первичной Р  свободная энергия, наклёп почти полностью снимается; св-ва восстанавливаются. Основной характеристикой процесса Р явл t начала К. Она не явл физич const. Т.к. на t влияет оч много факторов, то её измеряют после выдержки 1…2 часа при этой t. Чем  время выдержки, тем при более  t может начаться Р. Р зависит от степени предшествующей деформации. РО используют в первоначальную операцию перед холодной обработкой давлением, как промежуточный процесс м/у операциями холодного деформирования и как окончательную ТО для придания п/ф или изделию требуемых св-в. Отжиг для снятия напряжения. Многие технологические воздействия на обрабатываемые детали сопровождаются возникновением в них остаточных напряжений, кот нежелательны. Для  остаточных напряжений проводят О для снятия напряжения. t нагрева в  сплавах определённая. Чем  t нагрева, тем быстрее и полнее снимается остаточное напряжение. Но может оказаться, что выбранная t может приводить к фазовым превращениям или рекристаллизации, что недопустимо. Если после технологического воздействия деталь подвергают термообработке, то её побочным эффектом может оказаться  остаточного напряжения. Если приходится специально проводить О для снятия напряжения, то t надо выбирать такой, чтобы исключить фазовые превращения  t будут достаточно низкие. Н-р, в стальных и чугунных заготовках t=400…500С; в латунных п/ф остаточное напряжение почти полностью исчезает при t=250…300С. После выдержки при определённой t изделие необходимо охлаждать медленно, чтобы не возникли новые остаточные напряжения. В зависимости от m изделия, его формы, от размеров поперечного сечения, теплопроводности  охлаждения после О для снятия напряжения может составлять 20…200С/ч.

24. Отжиг II-го рода (определение). Превращения, происходящие при нагреве стали. Отжиг II-го рода – ТО, заключающаяся в нагреве стали до t выше критических точек А_С1 или А_С3, выдержке и в последующем медленном охлаждении. О II-го рода основан на прохождении фазовых превращений в твёрдом состоянии – превращении - и потому часто наз-ся фазовой перекристаллизацией. При фазовой перекристаллизации измельчается зерно и устраняется видмианитеттова структура, строчечность и др неблагоприятные структуры стали. Обычно О II-го рода явл подготовительной ТО – в процессе О  твёрдость и прочность, что облегчает обработку резанием средне- и высокоуглеродистых сталей. Но в некоторых случаях (н-р, для многих крупных неответственных отливок) О II-го рода явл окончательной ТО.

При нагреве стали выше критических точек с образованием аустенита исходной структурой чаще всего явл смесь феррита и цементита-перлит. Превращение перлита в аустенит происходит тлк при оч медленном нагреве. В реальных условиях нагрева при термообработке превращение перлита в аустенит запаздывает, и имеет место перегрев. Чем выше t, тем больше степень перегрева и тем быстрее идёт превращение. Движущей силой превращения явл стремление системы достичь min свободной энергии. Кинетика фазовых превращений определяется 2 параметрами -  зарождения центров превращения (зародыши аустенита) и линейной скоростью роста из этих центров (зёрна аустенита). Зародыши новой фазы – аустенита – образуются на межфазных поверхностях раздела феррита и цементита. Переход перлита в аустенит состоит из 2 элементарных процессов: полиморфного превращения и растворения в С цементита. Растворение цементита запаздывает по сравнению с полиморфным превращением  после превращения феррита в аустенит необх дополнительное время для устранения неоднородности аустенита – период гомогенизации аустенита.  образования аустенита зависит от разности свободных энергий аустенита и перлита и  диффузии атомов С, необходимых для образования гомогенного аустенита. На сильно развитой феррито-цементитной поверхности раздела стали при нагреве выше А_С1 образуется большое число центров превращения зародышей аустенита, и к концу превращения аустенитные зёрна получаются мелкими. Эти зёрна наз-ся начальными зёрнами. При дальнейшем нагреве эти зёрна аустенита растут.

25. Превращения, происходящие при охлаждении стали. Основное превращение, протекающее во время охлаждения при отжиге эвтектоидной стали – распад аустенита при температуре ниже точки А₁ (727⁰С) на смесь феррита с цементитом. При скорости охлаждения стали, обеспечивающей полное протекание диффузионных процессов и соответственно близкое к равновесному состояние стали, в структуре последней образуется перлит.

Перлит растет из отдельных центров в виде колоний. Зародышем перлитной колонии обычно является цементит, зарождение которого облегчено на границе аустенитных зерен. При утолщении цементитной пластины вблизи нее аустенит обедняется углеродом и создаются условия для зарождения путем полиморфного превращения ферритных пластин, примыкающих к цементитной пластине.

При утолщении же ферритной пластины, практически не содержащей углерода, он оттесняется в аустенит, в результате чего создаются благоприятные условия для появления новых цементитных пластин. Кроме бокового при превращении А  П имеет место и торцевой рост пластин феррита и цементита.

26. Диаграмма изотермического превращения переохлаждённого А (строят, чтобы понять, что происходит в сталях при охлаждении). Берут большое кол-во тонких образцов и нагревают их до t, немного выше А₁. После этого образцы переносят на t, немного ниже А₁ и выбрасывают в Н₂О. Наблюдают, как происходит процесс . СТР 249 РИС 10.11!!! Степень переохлаждения – разность м/у равновесной и реальной t. Степень переохлаждения ,  переохлаждения . Чем  степень переохлаждения, тем  центров, тем  феррито-цементита. Области на диаграмме: 1 – обл устойчивого А; 2 – обл переохлаждённого А; 3 – обл начавшегося, но ещё не закончившегося превращения А  П; 4 – обл закончившегося превращения; 5 – обл начавшегося, но ещё не закончившегося мартенситного превращения (м/у М_Н-М_К); 6 – мартенситная обл (ниже М_К).

27. Промежуточное (бейнитное) превращение. БП аустенита протекает в температурной области м/у перлитным и мартенситным превращениями. В рез-те БП образуется смесь -фазы (феррита) и карбида, кот наз-ся бейнитом. Кристаллы -фазы образуются в промежуточном интервале t путём когерентного роста упругой связи с исходной -фазой. При БП кристаллы -фазы растут медленно, что связано с необходимостью диффузионного отвода атомов С из аустенита с целью получения -фазы, обеднённой С. Это объясняется тем, что в промежуточном интервале t -фаза может образовываться из -фазы, обеднённой С. (рис 10.17 стр 255) Карбид в бейните не имеет пластинчатого строения, свойственного перлиту. Карбидные частицы в бейните очень дисперсны. Различают верхний бейнит (имеет перистое строение) и нижний бейнит (игольчатое, мартенситоподобное строение), образующиеся соответственно в верхней и нижней части промежуточного интервала t (условная граница м/у ними 350С). Верхний бейнит от нижнего отлич по хар-ру распределения и составу карбидной фазы. В вернем бейните карбидные частицы расположены м/у пластинами феррита или по границам и внутри пластин феррита, а в нижнем бейните включения карбида нах-ся тлк внутри пластин -фазы. Цементит – карбидная фаза в верхнем бейните, в нижнем бейните - -карбид, кот заменяется цементитом с  времени выдержки. Продукты изотермического превращения переохлаждённого аустенита в промежуточном интервале t по своему составу, структуре и свойствам близки к продуктам отпуска мартенсита закалённой стали, если t БП = t отпуска. Бейнит прочнее перлита; его прочностные св-ва  с понижением t изотермического превращения. Повышенная прочность бейнита определяется малыми размерами ферритных кристаллов, дисперсными выделениями карбидов, искажениями решётки Fe из-за её пересыщения С, повышенной  дислокаций в бейнитном феррите. Пластичность при переходе из перлитной области в бейнитную (верхний бейнит) , а затем с  t опять  (нижний бейнит).  пластичности в области верхнего бейнита связано с выделением грубых карбидов по границам ферритных кристаллов. В нижнем бейните частицы карбидов расположены внутри кристаллов -фазы  при высокой прочности в стали с нижнем бейнитом сохраняется высокая вязкость.

28. Способы отжига сталей. Отжиг – ТО, в процессе кот производится нагрев деталей из стали до требуемой t с последующей выдержкой и медленным охлаждением в печи для получения однородной, равновесной, менее тв структуры, свободной от остаточных напряжений.  след разновидности О стали: полный, неполный и изотермический. Полный О применяется для доэвтектоидных сталей и состоит в нагреве стали на (30…50)С выше точки А_С3, выдержке при этой t до полной перекристаллизации М и медленном охлаждении. При таком отжиге образуется мелкое аустенитное зерно, из кот при охлаждении формируется равномерная мелкозернистая ферритно-перлитная структура  полный О применяют с целью измельчения зерна. Кроме того, полным О устраняют 2 порока структуры доэвтектоидной стали – видмагнитеттов феррит и строчность. Для неполного О доэвтектоидной стали нагревают чуть выше А_С1, потом медленно охлаждают. Это вид О используют, когда необх улучшить обрабатываемые срезы. Неполный О широко применяется для доэвтектоидных сталей. При неполном О проводится нагрев до t немного выше (на 10-30С) точки Ф₁, что приводит к практически полной перекристаллизации стали и получению зернистой (сфероидальной) формы перлита вместо обычной пластинчатой  такой О называют сфероидизирующим. Изотермический О применяют для улучшения обрабатываемости легированных сталей. Он состоит в нагреве на 30-50С выше А_С3 и сравнительно быстром охлаждении до 660-680С, изотермической выдержке при этой t для получения равновесной перлитной структуры и последующем охлаждении на воздухе. Изотермическому О чаще всего подвергают штамповки и сортовой прокат небольших размеров из легированной цементуемой стали. Если при проведении О охлаждение после нагрева и выдержки проводится на воздухе, то такой процесс наз-ся нормализационным О или нормализацией. При нормализации сталь нагревают до t на 30-50 выше линии GSE и охлаждают на воздухе. Нормализацию применяют чаще всего в след случаях: как промежуточную операцию для смягчения стали перед обработкой резанием; для устранения пороков и общего улучшения структуры стали перед закалкой.

29. Закалка. Закалка без полиморфного превращения. Понятие о кристаллической  закалки. З состоит в нагреве её выше t фазовых превращений, выдержке для завершения всех превращений и охлаждении с высокой  с целью получения при комнатной t неравновесных структур, обеспечивающих более высокую прочность и твёрдость стали. При закалке для достижения max твёрдости стремятся получить мартенситную структуру. Критическая  закалки – min  охлаждения, необходимая для переохлаждения А до мартенситного превращения.  охлаждения определяется видом охлаждающей среды. Критическая  определяется по диаграмме изотермического распада переохлаждённого А.

30. Закалка с полиморфным превращением. Мартенситное превращение. Закалка с полиморфным превращением – ТО, заключающаяся в нагреве М выше t фазовых превращений с последующим быстрым охлаждением для получения структурно неравновесного состояния. После З в стали образуется структура пересыщенного тв р-ра С в Fe – мартенсит. Мартенситное превращение идёт в интервале t начала и конца мартенситного превращения М_Н и М_К. Для доэвтектоидных сталей оно начинается при 240 и заканчивается при -5С. Но при этой t в стали ещё остаётся некоторое кол-во А_ОСТ. Мартенситное превращение очень чувствительно к напряжению, а деформация А может вызвать превращение даже при t выше М_Н (образуется мартенсит деформации). Кристаллы М в зависимости от состава сплава  в зависимости от t своего образования могут иметь различную морфологию и субструктуру. 2 вида М: пластинчатый (игольчатый) и пакетный (реечный). Пластинчатый М образуется в высокоуглеродистых сталях, имеющих низкие значения М_Н и М_К. Кристаллы М в этом случае представляют собой широкие пластины, кот в плоскости шлифа имеют вид игл. Пакетный М характерен для низко- и среднеуглеродистых и конструкционных легированных сталей. В этом случае кристаллы М имеют форму тонких реек, вытянутых в одном направлении и объединённых в пакеты. В легированных сталях внутри мартенситных пакетов м/у кристаллами М, как правило, присутствуют прослойки А_ОСТ.

Т.о, особенностями мартенситного превращения явл его бездиффузиорный хар-р, ориентированность кристаллов и образование при непрерывном охлаждении в интервале температур М_Н – М_К.

31. Закаливаемость и прокаливаемость сталей. Закаливаемость – способность стали  твёрдость в процессе З. Закаливаемость зависит от содержания С в стали. Чем  С, тем  после З его будет в мартенсите и тем  будет твёрдость. Прокаливаемость – способность стали получать закалённый слой на ту или иную глубину. Прокаливаемость зависит от  критич, а  критич зависит от состава стали. Если действительная  охлаждения в сердцевине изделия будет >  критич, то сталь получит мартенситную структуру по всему сечению и прокаливаемость будет сквозной. Если  охлаждения в сердцевине изделия <  критич, тот изделие прокаливается тлк на какую-то определенную глубину и прокаливаемость будет неполной. Тогда в сердцевине произойдёт распад А с образованием феррито-цементитной смеси. Критический D прокаливания – D заготовки, в центре кот после З в данной охлаждающей среде образуется полумартенситная зона. D_КР=20 в Н₂О  критич D этой стали после охлаждения в Н₂О = 20 мм. D_{КР 95}=20 в Н₂О  после З заготовка диаметром 20 мм в Н₂О на 95% состоит из мартенсита. На прокаливаемость оказывают влияние состав стали и характер закалочной среды.

32. Способы закалки сталей. З в 1 охлаждающей среде - самый простой способ – (гл, чтобы  охлаждения> критич). Для этого сталь нагревают до состояния однородного А и охлаждают в 1 среде (масло, Н₂О). При З в 1 среде оч часто возникают чрезмерные закалочные напряжения  надо найти способ З для  этого напряжения. «+»: простота; «-» большие внутренние напряжения в детали. 2) З в 2 средах: Сначала погружают в Н₂О, а потом в масло. «+»: снижаются внутренние напряжения; «-»: трудность регулирования выдержки деталей в перовой охлаждающей Ж, нестабильный результат. 3) Ступенчатая З (Чернов): после нагрева до состояния А деталь быстро переносится в t, чуть >М_Н, выдерживается при этой t, а потом охлаждается в масле. З в 2 средах и ступенчатая З, если речь идёт об обычных углеродистых сталях, может применяться тлк для деталей небольшого сечения, т.к. при охлаждении в Н₂О детали диаметром 8…12 мм, мы можем перескочить t распада на феррит и цементит. t нагрева сталей по З подбирают по ДС. Доэвтект стали: (30…50)С+А_С3; заэвтект и эвтект стали: (50…70)С+А_С1. «-»: ограничение размера деталей. 4) Изотермическая З. Сталь выдерживается в ваннах до окончания изотермического превращения аустенита. t соляной ванны обычно составляет (250-350)С. В рез-те изотермической З получается структура бейнита с твёрдостью 45-55 HRC при сохранении повышенной пластичности и вязкости. Длительность выдержки определяется с помощью диаграмм изотермического превращения аустенита. 5) Закалка с самоотпуском применяется в случае термообработки инструмента типа зубил, молотков, в кот должны сочетаться твёрдость и вязкость. Изделия выдерживают в закалочной ванне не до полного охлаждения. За счёт тепла внутренних участков происходит нагрев поверхностных слоёв до нужной t, т.е. самоотпуск. 6) Обработка холодом. В структуре стали, закалено при комнатной t присутствует некоторое кол-во остаточного аустенита, кот  твёрдость и износостойкость деталей и может приводить к изменению их размеров при эксплуатации в условиях низких t из-за самопроизвольного образования мартенсита из аустенита. Для  остаточного аустенита в структуре применяют обработку холодом, кот состоит в охлаждении стали ниже 0С до М_К (обычно не ниже -75С), поучаемых в смесях сухого льда со спиртом. Обработка холодом должна производиться сразу же после закалки во избежание стабилизации аустенита.

33. Поверхностная закалка стали состоит в нагреве поверхностного слоя стали выше А_С3 c последующим охлаждением для получения высокой твёрдости и прочности в поверхностном слое детали в сочетании с вязкой сердцевиной. Высокая  высокочастотного нагрева обусловливает смещение фазовых превращений в область более высоких t  t высокочастотной закалки должна быть выше t З при обычном печном нагреве и тем выше, чем больше  нагрева и грубее выделения избыточного феррита в доэвтектоидных сталях. Нагрев под З производят токами высокой частоты (ТВЧ).  нагрева зависит от кол-ва выделившейся теплоты, пропорционального квадрату силы тока и сопротивлению М. Основное кол-во теплоты выделяется в тонком поверхностном слое. Чем  частота тока, тем  закалённый слой. Структура закалённого слоя состоит из мартенсита, а переходной зоны – из мартенсита и феррита. Глубинные слои нагреваются до t ниже критических и при охлаждении не упрочняются. Для  прочности сердцевины перед поверхностной закалкой деталь иногда подвергают нормализации или улучшению. «+» поверхностной З ТВЧ: регулируемая длина закаливаемого слоя, высокая производительность, возможность автоматизации, отсутствие окалинообразования и обезуглероживания, min коробление детали. «-»: малая применимость ТВЧ к условиям единичного производства. Для поверхностной З применяют обычно углеродистые стали, содержащие 0,4%С. Глубокая прокаливаемость при этом методе не используется  легированные стали обычно не применяют. После З проводят низкий отпуск или самоотпуск. Выбор толщины упрочняемого слоя зависит от условий работы деталей. Для поверхностной З может использоваться нагрев лазером. Лазерное излучение распространяется очень узким пучком и хар-ся высокой концентрацией энергии. Под действием лазерного излучения поверхность деталей за короткий промежуток времени нагревается до высоких t. После прекращения облучения нагретые участки быстро охлаждаются благодаря интенсивному отводу теплоты холодными V М. Происходит З тонкого поверхностного слоя. Лазерная обработка поверхности стальных и чугунных деталей  их износостойкость, предел выносливости при изгибе и предел контактной выносливости.

34. Отпуск закалённой стали. Низкий, средний и высокий отпуск. Закалённая сталь находится в крайне нестабильном состоянии. В структуре – мартенсит, кот представляет собой пересыщенный р-р С в Fe. Сталь стремится перейти в более устойчивое состояние. Эти процессы начинаются при комнатной t, но диффузионная подвижность атомов недостаточна. Чтобы привести сталь в более стабильное состояние, её приходится нагревать. Этот нагрев наз-ся отпуском. При этом происходит распад мартенсита с образованием феррита и цементита. Вначале при 80…100С в мартенсите образуется скопление С (кластеры, сегретации). Затем при t>100C начинается образование карбидов. Образование цементита Fe₃С происходит при t>250С, причём наиболее активно в интервале 300…400С. Процессы при отпуске связны с распадом мартенсита и А_ОСТ. При этом образуется смесь феррита с цементитом. А_ОСТ  мартенсит  Ф+Ц. Виды отпуска по t: 1) низкий отпуск проводят при t до 250С (120-250С). При этом образуется структура, кот наз-ся отпущенный мартенсит. В рез-те этих процессов  уровень напряжения и  хрупкость мартенсита. Низкий отпуск проводят т.о., чтобы и твёрдость, и износостойкость не , а если , то очень незначительно. Применяется для режущих и мерительных инструментов, инструментальных сталей. 2) Средний отпуск проводят при 350…450С. При этом образуется структура, кот наз-ся троостит отпуска. Это смесь Ф с Ц. Имеют место мельчайшие выделения Ц, кот служат эффективным барьером для движения дислокаций, что исключает даже микроскопические деформации  средний отпуск применяют для упругих элементов (пружин, рессор и т.п.). Цель среднего отпуска состоит в  твёрдости при  предела упругости. 3) Высокий отпуск проводят при 450…650С. В рез-те образуется структура, кот наз-ся сорбит отпуска. При этих t образовавшиеся частицы цементита уже успевают вырасти, образуется грубодисперсная смесь (сорбит отпуска). После высокого отпуска сталь становится пластичной, при этом сохраняется прочность. Сталь мало подвержена хрупкому разрушению, выдерживает ударные нагрузки. Поэтому эту обработку, сочетающую закалку с высоким отпуском, называют термическим улучшением или просто улучшением. Высокий отпуск применяют к среднеуглеродистым сталям, содержащим 0,3…0,6% С. Эти стали называют улучшаемые. Изменение свойств при отпуске. Закалённая сталь характеризуется высокой твёрдостью и склонностью к хрупкому (катастрофическому) разрушению  закалка сталей никогда не используется как окончательная ТО. В процессе отпуска прочностные характеристики стали , показатели пластичности .