Технология термообработки. Основные виды термообработки, технологические режимы.

Основные факторы воздействия при термообработке стали явл. t° и время. Изменяя t° и скорость нагрева или охлаждения, можно целенаправленно изменять структуру и свойства стали в зависимости от требований, предъявляемых к изделиям.Осн. виды термообработки: отжиг I и II рода, закалка и отпуск.Разнообразие приемов термической обработки позволяет осуществить выбор конкретных режимов в зависимости от размера выпускаемых партий изделий, формы и размера деталей, энергозатрат и др. факторов. Производительность термич. Обработки повышается за счет использования лазера, электронных и ионных пучков.

50. Отжиг стали I и II рода: виды отжига, режимы обработки, изменение структуры и св-в стали, прим. Виды закалки, ее режимы, хар-ки, типы охладителей, изменение структуры и св-в стали.

Отжиг I рода – устраняет неоднородность металла, вызванную предшествующей обработкой. Его производят при t° выше или ниже t° фазовых превращений. Подразделяют на:

1. гомогенизацию (диффузионный отжиг) – прим. для устранения дендритной или внутрикристаллитной ликвации стальных слитков и крупных отливок. Схема процесса включает нагрев до t° 1100-1200°С в течение 8-20 ч и медленное охлаждение. Однако из-за высоких t°-тур происходит рост зерна стали. Для устранения этого недостатка требуется дополнительно проводить полный отжиг или нормализацию.

2. рекристаллизационный отжиг прим. для снятия наклепа и повышения пластичности холоднодеформированной стали. Схема процесса: нагрев до t°-тур, превышающих порог рекристаллизации (650…760°С), выдержку в течение 0, 5…1, 5 ч и медленное охлаждение. Кроме рекристаллизации феррита, происходит укрупнение и сфероидизация частиц цементите, в результате чего повышается пластичность сталей.

3. отжиг для снятия остаточных напряжений прим. для стальных изделий после литья, сварки или мех. обработки. Схема: нагрев до 160…700°С (выбор t°-тур зависит от вида обработки: после резания – 570…600°С, сварки – 650…700, шлифования – 160…180°С), выдержка в течение 2…3 ч и медленное охлаждение.

Отжиг II рода – осущ. для снижения фазовой неоднородности стали и проводят при t°, превышающих t° фазовых превращений. Подразделяют на:

1. полный отжиг – прим. для перекристаллизации всей структуры доэвтектоидной стали с целью измельчения зерна и снятия остаточных напряжений. Нагрев на 30…50°С выше Ас3 для доэвтектоидных или выше выше Аст для заэвтектоидных сталей, выдержку 0, 5…3, 0 ч с последующим охлаждением на воздухе. Нормализация – более экономичная термическая операция, чем отжиг. Отличается условиями охлаждения, к-рое проводят на воздухе с большей скоростью. Получают стали более высокой прочности, т.к. распад аустенита происходит при более низких t°, что повышает дисперсность ферритоцементитной смеси.

2. неполный отжиг – прим. для улучшения обрабатываемости резанием и получ. зернистого перлита в структуре заэвтектоидных сталей. Схема: нагрев на 30…50°С выше Ас1, выдержка и последующее медленное охлаждение.

3. изотермический отжиг – прим. для измельчения зерна, снижения твердости и снятия внут. напряжений для легированных сталей. Нагрев выше точки Ас3 на 20…30°С, выдержка и последующее быстрое охлаждение 680…620°С (ниже точки Аr1 на 50…100°С) и выдержка при этой t° до полного распада аустенита, после чего детали охлаждают на воздухе.

Закалка – это нагрев стали до t° выше фазовых превращений, выдержка при этой t° и быстрое охлаждение со скоростью больше критической. цель: придание высокой твердости; детали машин – для повышения их упругости и прочности, твердости и износоустойчивости. Бывает закалка:

1. полная – изделия нагревают на 30…50°С выше линии Ас3 (заэвтектоидные стали: перлит+цементит). При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит.

2. неполная - на 30…50°С выше линии Ас1 (доэвтектоидные стали). Перлит превращается в аустенит; цементит превращений не претерпевает.

Охладители: вода, масло, растворы солей и т.п.

Виды закалки:

1. закалка в двух средах – нагретое изделие замачивается в воде, где охлаждается до t° 300°С, затем быстро переносится в масло (или на воздух), где охлаждается до 20°С медленнее, чем в воде (инструментальные высокоуглеродистые стали).

2. ступенчатая закалка – охлаждение нагретого изделия в расплавленных солях (230…250°С), выдерживается для выравнивания t° по всему сечению изделия, а затем охлаждение на воздухе (углеродистые, легированные стали).

3. изотермическая закалка – выполняется так же, как и ступенчатая, но выдержка более продолжительна (t° выше Мн). Происходит распад аустенита с образованием бейнита (конструкционные легированные стали).

4. закалка с самоотпуском – охлаждают только часть изделия, а теплота, сохранившаяся в остальной части детали после извлечения из среды, вызывает отпуск охлажденной части. Контроль отпуска ведется по цветам побежалости.

5. закалка с обработкой холода – охлаждение закаленных сталей до t° меньше 20-25°С. Обработку холодом проводят для уменьшения его количества (мерительный инструмент, пружины, детали подшипников качения).