Термическая обработка

Термическая обработка - технологический процесс, сущность которого заключается в изменении структуры металлов и сплавов при нагреве, выдержке и охлаждении, согласно специальным режимом, и тем самым, в изменении свойств последних.

Например в основе термической обработки сталей лежит перекристаллизация аустенита при охлаждении. Перекристаллизация может произойти диффузионным или бездифузийним способами. В зависимости от переохлаждения аустенит может превращаться в различные структуры с различными свойствами.

Полный диффузионный распад аустенита происходит при незначительном переохлаждении. В данном случае образуется пластинчатый перлит (механическая смесь феррита и цементита вторичного). Если переохлаждение увеличить до 373 ... 393 К, пластинки феррита и цементита успевают вырасти только до толщины (0,25 ... 0,30 мкм), такую ​​структуру называют сорбитом. Твердость сорбита выше твердость перлита.

Когда переохлаждения достигает 453 ... 473 К, рост пластинок прекращается на толщине 0,1 ... 0,15 мкм, такая структура называется троостита. Твердость троостита выше твердости сорбита.

При значительном переохлаждении аустенита (до 513 К) диффузный распад его становится невозможным, перекристаллизация имеет бездифузийний характер. В таком случае образуется перенасыщенный твердый раствор углерода в α-железе, который называется мартенситом. Твердость мартенсита выше твердости тростит.

Структура перлита является равновесной, а структуры сорбита, троостита и мартенсита является не равновесными.


1. Виды термической обработки

Различают следующие виды термической обработки: Отжига, нормализация, закалки и отпуск.

  • Отжига (отжиг). Отжиг - вид термообработки, который заключается в нагреве материала (металл и т.д.) до температуры выше критической точки, длительной выдержке при этой температуре и последующем медленном охлаждении. Основными видами отжига является гомогенизувальне, графитизувальне, перекристализацийне, рекристализацийне, релаксационные и сфероидизувальне [1]. Графитизувальне и сфероидизувальне отжига характерно только для сталей. Отжиг повышает пластичность, уменьшает внутренние напряжение, снижает твердость сталей.
  • Нормализация. Нормализацией называют нагревание до высокой температуры, видержування и медленное охлаждение на воздухе. Нормализация доказывает сталь до мелкозернистой и однородной структуры. Твердость и прочность стали после нормализации выше, чем после отжига.
  • Закалка. Закалкой называют нагревание до высокой температуры, выдержки и быстрое охлаждение (в воде, минеральном масле и других охладителях). Есть такие виды закалки: в одном охладителе; непрерывно; ступенчатое; изотермический; поверхностное и др.. Закалка сталей обеспечивает повышение твердости, возникновение внутренних напряжений и уменьшение пластичности. Твердость увеличивается в связи с возникновением таких структур: сорбит, троостит, мартенсит. Практически закалке подвергаются средне-и высокоуглеродистые стали.
  • Отпуск. Отпуском называют нагрев до температуры ниже 973 К, выдержки и медленное охлаждение на воздухе. Различают три вида отпуска: низкий (нагрев до температуры 473 К, средний (573-773 К), высокий (773-973 К). После отпуска в некоторой степени уменьшается твердость и внутренние напряжения, увеличивается пластичность и вязкость сталей. До этого приводит изменение структур после отпуска. Структура мартенсита стали переходит соответственно в структуру троостита и сорбита. Чем выше температура отпуска, тем меньше твердость отпущенной стали и тем больше ее пластичность и вязкость.
Отпуск, в основном, проводят после закалки для снятия внутренних напряжений. Низкий отпуск применяют при изготовлении инструмента, измерительного инструмента, цементированных деталей и др., средний - при производстве кузнечных штампов, пружин, рессор, высокий - для многих деталей, подверженных действию высоких напряжений (оси автомобилей, шатуны и т.п.).

См.. также

Примечания

  1. ДСТУ 3790-98 Металлургия цветных металлов. Термины и определения основных понятий.

Источники

  • Хильчевский В. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учебное пособие. М.: Просвещение, 2002. - 328с. ISBN 966-06-0247-2
  • Технология конструкционных материалов и материаловедение. Практикум [Текст]: [учеб. пособие. для студ. высш. уч. закл. по направлению "Инж. механика"] / В. В. Попович, А. И. Кондир, Е. И. Плешаков и др.. - М.: Мир, 2009. - 551 c. - ISBN 978-966-603-401-7
  • Материаловедение [Текст] / [Дяченко С. С., Дощечкина И. В., Мовлян А. А., Плешаков Е. И.]; ред. С. С. Дяченко; Харьковский нац. автомобильно-дорожный ун-т. - М.: ХНАДУ, 2007. - 440 с. - ISBN 978-966-303-133-0
  • Лахтин Ю. М. Основы металловедения. - М.: Металлургия, 1988. - 320с.
  • Будник А. Ф. Типовое оборудование термических цехов и участков: Учебное пособие. - М.: Изд-во СумГУ, 2008. - 212 с. ISBN 978-966-657-185-7


Технологии Это незавершенная статья по технологии.
Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.