На головну

Нагрівання і охолодження.

  1. АПАРАТИ ДЛЯ ЗВАРЮВАННЯ поліетиленових труб ДЕТАЛЯМИ із закладними нагрівальними елементами
  2. Група 143 Установка водонагрівачів
  3. Група 36 Установка нагрівачів індивідуальних, колонок для ванн, кип'ятильників
  4. Вимірювач: 1 воздухонагреватель
  5. Вимірювач: 1 воздухонагреватель
  6. Вивчення технології монтажу електродвигунів і нагрівальних установок.

Процес термообробки стали, в будь-якому випадку, включає в себе нагрівання та охолодження, при цьому відбуваються структурні і фазові перетворення. Ці перетворення прийнято розділяти на чотири основних види:

П ® А при підвищенні температури;

А ® П при зменшенні температури;

А ® М при загартуванню (температура значно зменшується, швидке охолодження);

М ® П при відпустці (температура збільшується).

Після проходження цих процесів при рідкісних варіантах термообробки залежить остаточна структура сталей а, отже, властивості деталей.

Перше основне перетворення в стали:

П ® А (температура збільшується)

Перше основне перетворення відбувається, практично, при всіх видах відпалу і загартування в процесі нагрівання сталі. Перетворення перліту в аустеніт починається при нагріванні стали вище першої критичної точки АЗ 1. При цьому зерна (Ф + Ц) в Перлітний зерні взаємодіють між собою і утворюється зародок зерна аустеніту: Ф + Ц®А

Так як поверхні розділу між ферритом і цементитом в зерні перліту дуже багато, то в початковий момент часу виникає величезна кількість зародків аустеніту. Початкове зерно аустеніту завжди дуже дрібне. Збільшення температури нагріву викликає поступове зростання зерна аустеніту. Чим вище температура, тим крупніше зерно.

Одночасно з ростом зерна аустеніту відбувається розчинення великих включень цементиту і вирівнювання вмісту вуглецю по перетину деталей.

Зростання зерна аустеніту в різних сталях йде по-різному. Якщо збільшення температури викликає повільне зростання зерна, чим більше температура, тим більше зерно, то таку сталь називають спадково грубозернистої. Якщо ж збільшення температури викликає зростання зерна тільки при нагріванні до температури 950-1000 ° С, то таку сталь називають спадково дрібнозернистої.

Грубозерниста сталь - це кипляча, тобто розпечена Mg і C.

У структурі цієї стали немає ніяких включень, що стримують межі зерен. Тому зерно в такій стали збільшується пропорційно зростанню температури.

Спадково дрібнозерниста сталь - це спокійна сталь, вона розпечена Al.

FeO + Al ® Fe + Al2O3

Дрібне включення окису Al стримує кордону зерен від переміщення при нагріванні до температур до 950 ° С, але подальше зростання температури викликає різке зростання зерна і його розмір може навіть перевищити розмір зерна в крупнозернистой стали. Для того щоб визначити, до якого типу належить дана сталь, проводять випробування на стандартну пробу, тобто нагрівають сталь до температури 930 ° С і тримають 8 годин. Якщо зерно збільшилася, то сталь грубозерниста, якщо не збільшилася, то сталь дрібнозерниста.

Розмір зерна аустеніту є дуже важливою характеристикою. Чим більше зерно аустеніту, тим відповідно буде більше зерно перліту або мартенситу, які утворюються після відпалу або гарту. Велике ж зерно завжди небажано, тому що знижує ударну в'язкість стали.

Друге основне перетворення:

А ® П (температура зменшується)

Це перетворення відбувається при повільному охолодженні стали, тобто в процесі відпалу. Починається воно освітою перших зародків цементиту на кордоні зерна аустеніту при зниженні температури нижче точки А1.

Якщо зерно А було великим, відповідно великим буде і зерно П.

Якщо охолодження йде повільно, то дифузія вуглецю встигає пройти на більшу відстань, відповідно утворюється зерно перліту і цементиту великої товщини.

Якщо охолодження йде швидко, то дифузія пройти не встигає, утворюються

тонкі пластини Ф і Ц, структура перліту буде дрібнодисперсного, від якої заздрості твердість стали. Чим більше перлітні пластини, тим менше твердість і навпаки. Тому, при повільному охолодженні твердість стали завжди вийде менше.

Четверте перетворення М ® П.

Структура загартованої сталі, тобто М є т / д нестійкою. Це пояснюється, по-перше надмірною кількістю с в твердому розчині. По-друге, великою кількістю внутрішніх дефектів кристалічної будови, по-третє наявністю залишкового аустеніту. Однак, мимовільно при нормальній температурі сталь не може перейти в більш стійкий стан, так як для перебудови структури потрібна додаткова енергія. Розпад нестійкою структури можливий лише при підвищенні температури. Така перебудова починається починаючи з невеликого нагрівання до 1000 і закінчується при досягненні температурою т. А1 (Тобто 7000). Умовно процес перебудови температури можна розбити на три стадії:

При нагріванні до 2000С. В цьому інтервалі температур з М загартування виділяється надлишок вуглецю у вигляді дрібних виділень цементиту Fe3C. В результат внутрішнє напруження в мартенсите зменшується, і такий мартенсит називають мартенситом відпустки. Виділення з мартенситу цементиту супроводжується зменшенням обсягу стали.

200-4000С. При цих температурах триває перетворення мартенситу гарту в мартенсит відпустки при зменшенні обсягу і одночасно з цим залишковий аустеніт, який зберігся в загартованої сталі, перетворюється в мартенсит гарту. Цей процес йде зі збільшенням обсягу стали. Якщо залишкового аустеніту багато, то це збільшення обсягу можна компенсувати. Зміна обсягу пов'язано з переходом мартенситу гарту в мартенсит відпустки.

400-6000С. При цих температурах мартенсит відпустки розпадається на суміш фериту і цементиту Мотп ® Ф + Ц. Чим вище температура, тим більше розмір утворилися зерен фериту і цементиту. Крім того, змінюється і форма цементітних включень. На відміну від пластинчастої форми, яка утворюється при розпаді аустеніту в момент переходу його в перліт, при перетворенні мартенситу в перліт частки цементиту округлі, тобто сферичні. В результаті такої зміни структури змінюється в'язкість стали. Чим дрібніше частинки цементиту і чим вони більш круглі, тим вище в'язкість. Розмір округлих включень цементиту залежить тільки від температури, чим вище температура, тим включень більше, але одночасно зі збільшенням розміру включень зменшується і твердість і в'язкість стали.

Практика термообробки сталей.

При виготовленні деталей для зміни структури і властивостей сталі застосовують різні операції термообробки. До них відносять відпал, загартування і відпустку.

 



Теорія термообробки. | Відпал сталей.

Вступ | повний відпал | Способи загартування. | Відпустка стали. | Відпускна крихкість. | Прожарювана сталей. | Азотування. | Нітроцементація. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати