Головна

Види і операції ТО

  1. I. Психологічні операції в сучасній війні.
  2. IV. Основний парадокс рефлексивної кооперації: неможливість взаєморозуміння. способи подолання
  3. Активні операції банків
  4. акцептні операції
  5. Орендні і лізингові операції
  6. Арифметичні вирази і операції
  7. арифметичні операції

Основні види ТО - отжиг, гарт, відпустка і старіння. Кожен із зазначених видів має кілька різновидів (операцій). Режими ТО визначають основні параметри: температура нагріву, час витримки, швидкість нагріву і охолодження. при нагріванні стали, наприклад, необхідно отримати аустенитную структуру, що забезпечується температурою, на 30 ... 50°З перевищує температуру критичних точок при нагріванні Аз 1, Ас3, Аст, Малюнок 24. При охолодженні необхідно забезпечити перетворення аустеніту в бажану структуру: перліт, сорбіт, троостит, мартенсит, що досягається забезпеченням необхідної температури нагріву матеріалу і швидкістю його охолодження.

У загальному вигляді графік ТО представлений діаграмою на малюнку 23.

 
 

 
 

 Операції ТО для різних матеріалів мають багато спільного і відрізняються, в основному, тільки режимами. Тому розглянемо їх на прикладі сталей, як найбільш загального і характерного матеріалу для ТО. Операції ТО проводять в твердому стані, при цьому мають місце процеси вторинної кристалізації.

відпал - Вид ТО, що полягає в нагріванні сплаву до певної температури (для стали вище лінії GSE, малюнок 24), витримці при цій температурі і наступному повільному охолодженні (часто разом з піччю). В результаті відпалу сплав набуває структуру, близьку до рівноважної, відбувається разупрочнение, підвищення пластичності, подрібнення зерна, знімаються залишкові напруги.

Залежно від вимог до сплаву проводять одну з різновидів операції відпалу: нормалізацію (усувається грубозернистої структури, вирівнюються механічні властивості, за вартістю більш дешева операція ТО), рекрісталлізаціонний відпалу (знімається наклеп, освіту текстури), дифузний відпал (проводять при більш високих температурах і тривалій витримці). У процесі відпалу протікають дифузійні процеси, які не встигли завершитися при первинній кристалізації. Компоненти сплаву розподіляються більш рівномірно за обсягом матеріалу.

Для різного сортаменту операції відпалу виконуються при його виготовленні. Для поліпшення оброблюваності матеріалу операції відпалу проводять на початку технологічного процесу виготовлення деталі.

загартування - Вид ТО, що полягає в нагріванні сплаву до певної температури (для сталі - вище лінії GSK, малюнок 24), витримці при цій температурі і наступному швидкому охолодженні з метою отримання нерівноважної структури. Нерівноважні структури матеріалу при ТО отримують, коли в сплавах є перетворення в твердому стані: змінна розчинність, поліморфні перетворення твердих розчинів. Мета гарту - отримання високої твердості, міцності, заданих фізико-механічних властивостей (наприклад, збільшити питомий електричний опір або коерцитивної силу в магнітотвердих сплавах).

 
 

 Можливість зміцнення сплавів шляхом ТО обумовлена ??наявністю аллотропических перетворень в твердому стані. У сталях, охолоджуючи аустенит з різними швидкостями (різним ступенем переохолодження), можна отримати продукти перетворення аустеніту, що різко відрізняються за будовою і властивостями. На малюнку 25 показані якісні залежності впливу швидкості охолодження сталі і одержувані при цьому гартівні структури.

Мала швидкість охолодження V1 призводить до утворення суміші фериту і цементиту, званої перліт (П), з твердістю HRC10, з великими зернами.

Чим більше швидкість охолодження, тим більше мелкодісперсная утворюється ферито-цементітная суміш.

При охолодженні зі швидкістю V2 виходить перша гартівна структура, сорбіт (С), який також є сумішшю фериту і цементиту, але відрізняється від перліту більш тонкодисперсним будовою, і має твердість HRC20. Стали з сорбітной структурою ізносостойки, використовуються для виготовлення навантажених деталей.

При охолодженні зі швидкістю V3 виходить друга гартівна структура, троостіт (Т), яка утворюється в результаті розпаду переохолодженого аустеніту при 500 ... 550°С. Володіє значною пружністю. Твердість троостита порядку HRC40. Сталь зі структурою троостита відрізняється високими значеннями міцності і пружності. Її застосовують для виготовлення різних пружних елементів.

При дуже швидкому охолодженні зі швидкістю V5 аустенит перетворюється в мартенсит (М), який має типову игольчатую структуру. Мартенсит представляє перенасичений твердий розчин вуглецю в a-Fe. Перетворення відбувається при температурі 911°С. гранецентрированную кристалічна структура g-Fe при 911°З переходить в ОЦК структуру a-Fe. Звільнитися атоми вуглецю g-Fe призводять до перенасичення їм структури a-Fe, і появі гартівних напружень. Мартенсит - тверда і крихка структура, з твердістю HRC 62 ... 66.

лінія Mн на малюнку 25 характеризує початок бездіффузіонного перетворення аустеніту в мартенсит.

Чим більше вуглецю в стали, тим краще гарт. При змісті вуглецю менше 0,2% сталь практично не гартується. Швидкість охолодження забезпечують закалочной середовищем: водою, розчинами солей, расплавами, маслами. Особливо важлива швидкість охолодження в інтервалі температур 650 ... 550°З, де аустеніт найменше стійкий. Його намагаються пройти швидко. В інтервалі температур 300 ... 200°З в деяких сталях утворюється мартенсит. Тому в цьому інтервалі температур потрібно повільне охолодження, щоб уникнути виникнення тріщин і напруг.

Залежно від температури нагріву гарт може бути повною або неповною. При повному загартування сталь переводять в однофазне аустенитное стан нагріванням вище критичних температур Ас3 або Асст; при неповній - до межкрітіческіх між Аз 1 і Ас3Сст). Звернемо увагу, що температури гарту доевтектичних і заевтектичних сталей неоднакові.

У процесі загартування можливе утворення залишкового аустеніту, який з плином часу при звичайних умовах може перетворитися в мартенсит. Це перетворення призводить до зміни розмірів деталі - нестабільності. Для підвищення стабільності стали безпосередньо після гарту проводять обробку холодом. Охолоджують сплав до температури порядку мінус 70°С, при цьому залишковий аустеніт переходить в мартенсит. Обробку холодом застосовують, наприклад, при виготовленні шарикопідшипників, ріжучого інструменту.

Зміцнення сплавів може бути і без аллотропических перетворень. В однофазних структурах (наприклад, в твердих розчинах з необмеженою розчинністю компонентів, див. Діаграму станів, рисунок 14), перекристалізація в твердому стані можлива в структурах, які утворюються в стані: рідка фаза одного компонента і кристали іншого компонента (тобто між лініями ликвидус - солидус, рисунок 14). Такі сплави називають старіючим: це сплави алюмінію, нікелю та інші.

відпустка - ТО, яка полягає в нагріванні попередньо загартованих сплавів до певної температури (для сталі - нижче лінії PSK), витримці при цій температурі і наступному охолодженні із заданою швидкістю. Мета відпустки - зменшення гартівних напруг, зниження твердості, отримання необхідних механічних властивостей. При відпустці відбувається розпад мартенситу, виділяється вуглець з перенасиченого твердого розчину стали в вигляді дрібних кристаликів карбіду заліза.

Залежно від температури нагрівання розрізняють низький відпустку, середній відпустку, високий відпустку. Чим вище температура відпустки, тим сильніше виявляються властивості пластичності, в'язкості в матеріалі, при одночасному зниженні твердості.

Низький відпустку стали проводиться при температурі 120 ... 150°З після гарту інструменту, цементованних, ціановані деталей.

Середній відпустку стали проводиться при температурі 350 ... 400°С, при цьому знижується твердість. Рекомендується для пружних елементів.

Високий відпустку стали проводитися при температурі 500 ... 650°С. Забезпечуються після нього достатня міцність, в'язкість, пластичність. Нагрівання при ТО проводять в термічних печах.

Самовільний відпустку, що відбувається в сплаві при простий витримці при кімнатній температурі, або відпустку при дуже низьких температурах порядку 100 ... 170°З називається старінням, відповідно природним або штучним.




будова полімерів | будова стекол | будова кераміки | композиційні матеріали | Тема 5. Властивості матеріалів і їх визначення | Класифікація властивостей матеріалів, їх загальна характеристика | Механічні (міцності) властивості матеріалів | твердість матеріалу | теплофізичні властивості | Зміна властивостей матеріалів |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати