Термическая обработка бывает предварительная и окончательная

Рис. 1.33 Схемs термической обработки металла

Все эти виды термической обработки отличаются друг от дурга:

· Температурой нагрева;

· Длительностью выдержки;

· Скоростью охлаждения

Любой процесс термической обработки может быть описан графиком в координатах температура - время

Рис. 1.34 График термической обработки

Термическая обработка изменяет в нужном направлении прочностные, пластические и другие свойства материала изделий.

В основе теории термической обработки лежат фазовые и структурные превращения, протекающие при нагреве и охлаждении металлов и сплавов. Эти превращения характеризуются определенными критическими точками. (рис. 1.35).

Рис. 1.35 «Стальной» участок диаграммы состояния железо-цементит:

Знание критических точек облегчает изучение процессов термической обработки сталей.

Превращения в стали при нагреве. Нагрев, стали при термической обработке используют для получения аустенита. Структура доэвтектоидной стали при нагреве ее до критической точки состоит из зерен перлита и феррита. Происходит превращение перлита в мелкозернистый аустенит. При дальнейшем нагреве избыточный феррит растворяется в аустените и превращения заканчиваются. Структура стали состоит из аустенита.

По окончании процесса превращения перлита в аустенит образуется большое количество мелких аустенитных зерен. Эти зерна называют начальными зернами аустенита.

Дальнейший нагрев стали или увеличение выдержки приводит к росту аустенитного зёрна. Размер зерна, полученный в стали в результате той или иной термической обработки, называют действительным зерном. Величина такого зерна зависит не только от термической обработки, но и от способа выплавки стали. Однако склонность к росту аустенитных зерен с повы­шением температуры нагрева различная. Стали, раскисленные в процессе плавки кремнием и марганцем, обладают большой склонностью к непре­рывному росту зерен аустенита при повышении температуры. Такие стали называют наследственно крупнозернистыми. К ним относят кипящие стали.

Стали, раскисляемые в процессе выплавки дополнительно алюминием и в особенности легированные титаном или ванадием, мало склонны к росту зерна аустенита при нагреве до 950— 1000°С. Такие стали называют наследственно мелкозернистыми. К ним относят спокойные стали.

Размер действительного зерна в стали зависит от размера зерна аустенита. Как правило, чем крупнее зерна аустенита, тем крупнее действительные зерна.

Размер наследственного зерна оказывает влияние на технологические свойства стали. Если сталь наследственно мелкозернистая, то ее можно нагревать до более высокой температуры выдерживать при ней более длительное время, не опасаясь чрезмерного роста зерна по сравнению с наследственно крупнозернистой сталью. Горячую обработку давлением - прокатку, ковку, объемную штамповку наследственно мелкозернистой стали - можно начинать и оканчивать при более высокой температуре, не опасаясь получения крупнозернистой структуры.

Для определения размера наследственного (аустенитного) зерна применяют различные методы. Например, для низкоуглеродистых цементуемых сталей применяют метод цементации, т. е. науглероживание поверхности стали.