На головну

Термічна обробка

  1. III. Обробка списків за допомогою форми
  2. Введення і обробка даних в Excel
  3. Глава 8. статічтіческая обробка радіометричних вимірювань
  4. ДАНІ І ЇХ ОБРОБКА
  5. Будівельне устаткування, РІЗАННЯМ
  6. Винятки та їх об'єктна обробка
  7. Камеральна обробка польових вимірювань

Термічна обробка - Обробка, яка полягає в зміні структури і властивостей матеріалу заготовки внаслідок теплових впливів.

Основні параметри термічної обробки - температура нагріву, швидкість нагріву, тривалість витримки при температурі нагріву и швидкість охолодження.

Вибір температури нагріву сплаву при конкретному виді термічної обробки визначається температурами фазових перетворень (наприклад, критичними температурами на відповідній діаграмі стану). Температура нагріву, щоб не допустити оплавлення, не повинна перевищувати температуру плавлення (лінію солидус на діаграмі стану).

Оскільки при нагріванні і охолодженні сплавів з реальними швидкостями фазові перетворення в твердому стані протікають із значним тепловим гистерезисом, слід відрізняти критичні температури при нагріванні сплаву від аналогічних температур при його охолодженні. Швидкість нагріву вибирається в залежності від ряду факторів: теплопровідності матеріалу, форми і розмірів виробів, загальної маси нагріваються виробів, характеру їх розташування в печі і деяких інших.

Тривалість витримки при заданій температурі нагріву визначається швидкістю фазових перетворень. Витримка необхідна для повного завершення фазових перетворень і вирівнювання температури по всьому об'єму виробу.

Швидкість охолодження вибирається залежно від ступеня стійкості фіксується фази при даному хімічному складі, а також від необхідних структури і властивостей.

Основними видами термічної обробки є отжиг, гарт, відпустка и штучне старіння. Різновиди термічної обробки - термомагнітна и електротермічна обробки, обробка холодом та ін.

термомагнітна обробка- Різновид термічної обробки, що дозволяє поліпшити деякі магнітні властивості матеріалів в результаті охолодження виробів з них в магнітному полі.

електротермічна обробка- Різновид термічної обробки матеріалів з використанням електричного нагріву (індукційного, контактного і ін.). Дозволяє використовувати великі швидкості нагріву, а також нагрівати окремі ділянки виробу або тільки його поверхневий шар.

Термічній обробці для перекладу виробів в більш стабільний стан після механічної обробки піддають злитки, виливки, напівфабрикати, а також зварні з'єднання, деталі машин і інструменти.

Зміцнення термічною обробкою піддаються до 8 ... 10%, загальної виплавки сталі в країні. Номенклатура зміцнюючих деталей велика - від деталей приладів, різноманітних деталей машин до великих елементів металургійного, тракторного, енергетичного обладнання.

відпал

відпал - Термічна обробка матеріалів (наприклад, металів, напівпровідників, стекол), яка полягає в нагріванні до певної температури, витримці і повільному охолодженні (3 ... 200 ° С / год). Мета відпалу - поліпшення структури і оброблюваності матеріалів, зняття внутрішніх напружень та ін. Мікроструктура матеріалів в результаті відпалу стає рівноважної.

Відпал для металів і сплавів в залежності від температури нагріву має різновиди: повернення і відпал рекристалізації.

повернення- Нагрів деформованих металів і сплавів нижче температури їх рекристалізації (~ 0,2 tпл), Витримка і повільне охолодження (з піччю) для часткового відновлення їх структурної досконалості в результаті зменшення щільності дефектів будови, однак без помітних візуально змін мікроструктури. Повернення обумовлений мікроструктурними змінами всередині кожного зерна. Повернення включає дві стадії - відпочинок и полигонизацию.

відпочинок- Початкова стадія процесу повернення деформованого металу, що протікає при низькотемпературному (до 0,2 tпл) Нагріванні і об'єднує процеси, пов'язані з дифузійним перерозподілом точкових дефектів (стік до кордонів зерен і дислокація) і їх часткової анігіляцією (взаємне знищення). При відпочинку також відбувається перегрупування дислокацій без утворення нових блоків всередині зерен. Відпочинок використовують для усунення всередині окремих зерен або в обсязі сплаву неоднорідності хімічного складу, що виникає найчастіше в процесі кристалізації, а також для часткової релаксації напружень.

полігонізації- Стадія процесу повернення деформованого металу, що протікає при нагріванні до 0,3 ... 0,4 tпл, пов'язана з поділом деформованих зерен на полігони (Блоки, субзерна) з малою щільністю дислокацій. Межі полігонів (стінки, субграніци) утворюються при енергетично вигідному вибудовуванні дислокацій в результаті їх дифузійного руху, а також їх часткової анігіляції (рис. 4.22).

Мал. 4.22. Схеми полігонізації: а - розподіл дислокацій після деформації; б - утворення внутрізеренних блоків

Полігонізації призводить до подальшого зняття пружних спотворень (внутрішніх напружень) кристалічної решітки і більш повного відновлення фізичних властивостей. Механічні властивості при цьому змінюються незначно (відбувається зниження міцності). Текстура зберігається, хоча і стає блокової.

Полігонізації після великих деформацій, як правило, є початковою стадією рекристалізації.

рекристалізація- Процес зародження нових кристалічних зерен в полікристала і їх зростання за рахунок тих, що були раніше.

Рекристалізацію можна представити у вигляді стадій: первинна рекристалізація (Рекристалізація обробки), збірна и вторинна рекристалізації. Для того щоб в металі протікала рекристаллизация, необхідна його хоча б мінімальна попередня холодна обробка, що забезпечує критичну ступінь деформації.

первинна рекристалізація- Процес зародження і зростання нових рівноосних зерен при нагріванні до повного зникнення текстури, створеної деформацією. Температура початку первинної рекристалізації (Температурний поріг рекристалізації) змінюється від 0,1 ... 0,2 tпл -для чистих металів до 0,5 ... 0,6 tпл -для твердих розчинів. Зародками нових зерен є окремі енергетично вигідні блоки (центри рекристалізації).

Після зникнення текстури в процесі первинної рекристалізації метал набуває равноосную дрібнозернисту структуру. Наклеп практично повністю знімається, і властивості матеріалапрібліжаются до їх початкових значень. Разупрочнение пояснюється зняттям спотворення кристалічної решітки і різким зменшенням щільності дислокацій. Властивості металів і сплавів після первинної рекристалізації близькі до властивостей після їх відпалу.

Для повного зняття наклепу метали нагрівають до більш високих температур, щоб забезпечити високу швидкість рекристалізації і повноту її протікання. Така термічна обробка отримала назву рекристаллизационного відпалу.

відпал рекристалізації - Нагрів деформованих металів і сплавів до температур понад 0,4 tпл - Для технічно чистих металів і 0,5 ... 0,6 tпл - Для сплавів (твердих розчинів), витримка і повільне охолодження (з піччю) для поліпшення структури і оброблюваності, зняття внутрішніх напружень, управління формою і розмірами зерен, текстурою і властивостями металів. Різновидом рекристаллизационного відпалу є нормалізація.

нормалізація (Нормалізаційний отжиг) - Вид термічної обробки, що полягає в нагріванні деформованих металів і сплавів до температур вище температурного порога рекристалізації, витримці і охолодженні на повітрі для додання металу однорідної дрібнозернистої структури, що забезпечує підвищення пластичності і ударної в'язкості.

збірна рекристалізація - Процес зростання одних рівноосних зерен за рахунок зникнення інших шляхом фронтального переміщення граничних зон зростаючих зерен і поглинання при цьому дрібних. Збірна рекристалізація відбувається після завершення первинної рекристалізації в процесі подальшого нагрівання. Структура матеріалу в результаті такого процесу характеризується збільшенням розмірів зерен при зменшенні їх числа.

вторинна рекристаллизация- Процес прискореного зростання окремих зерен, що призводить структуру матеріалу до разнозерністимі. Зерна, що ростуть з більшою швидкістю, можна умовно розглядати як зародкові центри. В результаті вторинної рекристалізації утворюється разнозерністимі структура, яка представляє собою безліч дрібних зерен і невелика кількість дуже великих. Вторинна рекристаллизация призводить до погіршення механічних властивостей.

При вторинної рекристалізації після високих ступенів попередньої деформації нерідко виникає текстура рекристалізації. Характер текстури рекристалізації визначається видом попередньої обробки тиском (прокатка, волочіння та ін.), Умовами проведення відпалу, а також кількістю і природою домішок. Текстуру рекристалізації можна спостерігати в міді, алюмінії, залозі та інших металах. При утворенні текстури рекристалізації відпалений полікристалічний метал характеризується анізотропією властивостей.

Вплив нагрівання при відпалі на мікроструктуру деформаційно-зміцненого металу і величину механічних властивостей (пластичності, міцності) схематично представлено на рис. 4.23.

Мал. 4.23. Вплив нагрівання при відпалі на зміну структури деформаційно-зміцненого матеріалу і величину його механічних властивостей

 




Загальні відомості | Основні магнітні властивості матеріалів | технологічні властивості | старіння | зношування | дифузія | корозія | Загальні відомості | деформація полікристалів | деформація полімерів |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати