Теория термической обработки»

Термической или тепловой обработкой называются процессы, связанные с нагревом, выдержкой и охлаждением с целью изменения структуры сплава и получения необходимых свойств.

 

ТО самый распространенный в современной технике способ изменения свойств металлов и сплавов.

 

ТО может быть применения как промежуточная операция для улучшения технологических свойств (обрабатываемости резанием, давлением и т.д.) и как окончательную операцию для придания сплаву комплекса свойств, которые обеспечивают необходимые эксплуатационные характеристики изделия.

 

Чем ответственнее конструкция, тем больше в ней термически обработанных деталей.

 

ЦЕЛЬЮ ТО – является изменение свойств металла путем изменения его структуры.

 

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ ТО – температура и время.

Поэтому режим любой термообработки можно представить графически в координатах температура и время

 

По этому графику можно определить температуру нагревания, время нагрева, выдержки, охлаждения, общую производительность производственного цикла. График может быть и более сложного вида. Но по форме этого графика нельзя сказать, с каким видом ТО мы имеем дело.

ВИД ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ НЕ ХАРАКТЕРОМ ИЗМЕНЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВО ВРЕМЕНИ, А ТИПОМ ФАЗОВЫХИ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В МЕТАЛЛЕ.

Термическая обработка ТО - заключается только в термическом воздействии на металл.

 

Термомеханическая ТМО – заключается в сочетании термического воздействия и пластической деформации

 

Химико-термическая обработка ХТО- в сочетании термического и химического воздействия.

• Отжиг (первого рода) – термическая операция, состоящая в нагреве металла, имеющего неустойчивое состояние в результате предшествующей обработки, и приводящая металл в более устойчивое состояние.

• Отжиг (второго рода) – нагрев металла выше температуры превращения с последующим достаточно медленным охлаждением для получения структурно устойчивого состояния сплава.

• Закалка – нагрев металла выше температуры превращения с последующим достаточно быстрым охлаждением для получения структурно неустойчивого состояния сплава.

• Отпуск – нагрев закаленного сплава ниже температуры превращения для получения более устойчивого структурного состояния.

* Химико-термическая обработка – нагрев сплава в соответствующих химических реагентах для изменения состава и структуры поверхностных слоев. В данном случае используется способность металлов растворять различные, окружающие их поверхность элементы, атомы которых, при повышенных температурах, могут диффундировать в металлы.

* Термомеханическая (термопластическая) обработка – деформация и последующая термическая обработка, сохраняющая в той или иной форме результаты наклепа

 

 

 

В системе железо-углеродистых сплавов приняты следующие обозначения критических температур.

 

Нижняя критическая точка – Ас1 соответствует линии PSK при охлаждении – Аr1

 

Верхняя критическая точка – Асз соответствует линии GOS при охлаждении – Аr 3

 

Температура линии SE – обозначается Асm

 

РОСТ ЗЕРНА АУСТЕНИТА ПРИ НАГРЕВЕ

 

Зародыши аустенита при нагреве выше Ас1 образуются на границе раздела феррит-карбид. При таком нагреве число зародышей всегда велико и начальное зерно аустенита мелкое.

 

При дальнейшем повышении температуры и увеличении выдержки происходит рост зерна.

 

Способность зерна аустенита к росту неодинакова даже у сталей одного марочного состава и зависит от условий выплавки.

 

 

По склонности к росту зерна различают два типа сталей:

Наследственно мелкозернистые

Наследственно крупнозернистые

* В наследственно мелкозернистых сталях при нагреве до высоких температур (1000-1050оС) зерно увеличивается незначительно, однако при более высоком нагреве наступает бурный рост зерна.

* В наследственно крупнозернистых сталях наоборот сильный рост зерна наблюдается даже при незначительном перегреве выше Ас1