Второе превращение, происходящее при отпуске высоколегированных сталей при 200-300С, превращение остаточного аустенита. Механизм распада ОА близок к механизму БП, в результате образуются те же фазы: обедненный углеродом М и Ц

Третье превращение при отпуске снятие внутренних напряжений и карбидное превращение ε-карбида Fe2C - в цементит при 350-400С. При этой Т завершается процесс выделение углерода из тв. р-ра мартенсита, происходит нарушение когерентности и обособление решеток феррита и карбида с одновременным протеканием карбидного превращение снятие внутренних напряжений и превращение ε-карбида Fe2C - в цементит. Происходит релаксация закалочных напряжений, полигонизация a-фазы. Образующуюся структуру наз. трооститом отпуска.

Повышение Т отпуска выше 500 приводит к коагуляции и сфероидизации карбидов. Структуру стали после высокого отпуска наз. сорбитом отпуска. Частицы карбидов в структуре сорбита отпуска отличаются строением от частиц карбида сорбита ПП (зернистое, а не пластинчатое). Образование зернистых структур улучшает свойства стали (при одинаковой твердости, пр. прочности, пластичности, растет пр. текучести, отн. сужение и уд. вязкость). ЛЭ замедляют процессы коагуляции карбидов, за счет дифф. процессов легируют Ц, а также образуют собственные карбиды МеС, что вызывает резкое повышение прочности и твердости (дисперсионное твердение - выделение специальных карбидов при отпуске).

Процессы , происходящие при отпуске закаленных сталей

-распад мартенсита с образованием карбидов 20-350С

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

-превращение остаточного аустенита по механизму бейнитной реакции 200-300С

снятие внутренних напряжений и превращение ε-карбида Fe2C - в цементит при 350-400С

-сфероидизация и коагуляция карбидов 450Си выше

-уменьшение плотности дислокаций, полигонизация и рекристаллизация ферритной матрицы 450С и выше

Влияние отпуска на изменение механических свойств.

Распад М при отпуске изменяет все свойства стали. Повышение температуры отпуска от 200 до 600С снижает твердость, пр. прочности. пр. текучести, повышает отн. удлинение, отн. сужение.( см. рис.)

Ударная вязкость (хрупкость) меняется по-разному. При отпуске некоторых легированных сталей она снижается, такое снижение получило название отпускной хрупкости.

Необратимая хрупкость (НОХ), или хрупкость 1 рода наблюдается в результате отпуска при 250-400С. Не исправляется повторным нагревом при этой же температуре, устраняется нагревом свыше 400С, но при этом снижается твердость. Сталь при НОХ имеет блестящий межкристаллитный излом. НОХ объясняется возникновением объемно-напряженного состояния при неоднородном распаде М. Поэтому отпуск в области температур НОХ не проводят.

Обратимая отпускная хрупкость(ООХ), хрупкость 2 рода наблюдается в некоторых сталях при медленном охлаждении (на воздухе или с печью) после отпуска при 500-550С. При ООХ происходит сильное уменьшение уд. вязкости, а главное порога хладноломкости. ООХ устраняется повторным отпуском от 600-650С с быстрым охлаждением в воду. Увеличивает склонность к ООХ Cr, Ni, Mn, Si, P уменьшает Mo, W (Mo, W снижают содержание фосфора на границах зерен)

Лекция 6

Технология ТО

Основными видами ТО являютсяся отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Цель ТО изменить структуру и свойства металла в зависимости от необходимых требований для изделия. Режимы То назначаются с соответствии с критическими точками и диаграммами изотермического превращения (есть справочники)

ОТЖИГ 1 рода (О1р)- ТО, заключающаяся в нагреве металла, имеющего неустойчивое состояние в результате предшествующей обработки (неоднородная кристаллизация, холодная пласт. деформация, наклеп, сварка) и приводящая металл в более устойчивое состояние.

О1р применяется для любых сплавов, проводится при Т выше или ниже фазовых превращений. Задача устранить химическую или физическую неоднородность, созданную предшествующей ТО. Основное назначение отпуска получение равновесной структуры, поэтому охлаждение медленное угл. стали скорость -200С в час, легированные стали скорость -30-100 град с час

Для сталей О1р это гомогенизационный (диффузионный) отжиг 1100-12000С, рекристаллизационный отжиг 600-7200С, отжиг для уменьшения внутренних напряжений 450-6500С.

ГОМОГЕНИЗАЦИЯ(Г)-или ДИФФУЗИОННЫЙ ОТЖИГ(ДО)

Применяется для устранения или уменьшения дендритной или внутрикристаллической ликвации.

Ликвация дефект литья который приводит к анизотропии свойств, возникновению флокенов (тонких внутренних трещин), снижает пластичность, вязкость лег. стали.

Слитки для ДО или Г нагревают у сталей до 1100-1200С, выдерживают 8-20ч до 50-100ч ( для сокращения продолжительности и экономии топлива часто загружают в печь горячие слитки сразу после разливки) Нагрев д. б. высоким для протекания дифф. процессов необходимых для выравнивания состава в объемах стали. После ДО получается очень крупное зерно. Этот недостаток устраняют при деформации слитков, фасонныые отливки подвергают после Г полному отжигу или нормализации для измельчения зерна.

РЕКРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫЙ ОТЖИГ (РО)

РО нагрев деформированной стали выше Т рекристаллизации, выдержка и охлаждение. Применят для снятия наклепа, вн. напряжений перед ХД или в промежутках между операциями ХД.

Наклеп зто изменение свойств металла в результате холодной пластической деформации. В результате ХД происходит повышение прочности и твердости, упрочнение Ме. Например, холодное волочение проволоки нагартовка, до 90% деф пр. пр. до 4000МПа(причина повышение пл. дислокации на 4 порядка)

Рекристаллизация это процесс образования и роста новых зерен при нагреве наклепанного Ме до определенной Т. Происходит в 2 стадии: первичная Р (образование зародышей и рост новых зерен с неискаженной решеткой)и собирательная Р(рост зерен за счет мелких)

Трекр для чистых металлов = 0,4 Тплавления, для чистых Ме Cu- 200(1084), Al 100(660), Fe 450(1535), W 1200(3400)

Плавило Бочвара Тр= 0,4(Тп+273)

Границей между хол и гор деформацией яв-ся Трекр.

Для стали это 650-700С, с увеличением содержания С и ЛЭ повышает Т рекр. Al 99?7%-240, 99,9-200,99,99-100,99,9999—45

Температуру РО берет выше Трек для протекания Р по всему объему, для сокращения выдержки в печи. Для малоугл сталей с 0,08-0,2%С, подвергаемых прокатке, волочению температура РО 680-700С, отжиг калиброванных прутков высокоуглеродистых легированных хромистых сталей проводят при 730 С 0,5-1час.

При отжиге стали кроме рекристаллизации феррита может протекать К и С цементита, что тоже повышает пластичность и облегчает ОМД

ОТЖИГ ДЛЯ снятия напряжений. Этот вид отжига применяют для отливок, сварных изделий, после обработки резанием и т. д. после операций, где из-за неравномерного охлаждения или пл. деф. возникли остаточные напряжения. Температура = 400-600С, время = неск часов, устанавливается опытным путем. Остаточные напряжения также снимаются при проведение других видов отжигов, РО, а также при высоком отпуске.

ОТЖИГ 2рода или перекристаллизационный отжиг

Отжиг 2 рода - ТО, состоящая из нагрева выше температуры полиморфного превращения (или растворения вторых фаз) с последующим медленным охлаждением для получения структурно устойчивого (равновесного) состояния. Для сталей это аустенизация с последующим перлитным превращением: полный перекристаллизационный отжиг доэвтектоидных сталей, изотермический отжиг легированных сталей, неполный доэвтектоидных сталей, нормализация, сфероидизирующий отжиг заэвтектоидных сталей.

Перекристаллизационный отжиг основан на фазовой перекристаллизации(ФП). Назначение полное изменение фазового состава. Т и время выдержки при отжиге должны обеспечить нужные структурные превращения, охлаждают медленно, чтобы успели произойти диффузионное фазовые превращения.

После такого отжига получают однородную равновесную мелкозернистую структуру (равновесные структуры из диаграммы Ф+П, П,П+Ц)., Свойства. Н ↓ δ ψ↑, очень высокая, ФП измельчает зерно, устраняет видманштедт и др. неблагоприятные структуры.

ФП применяют в качестве предварительной или подготовительной ТО для отливок, проката

В зависимости от Т нагрева делят полный отжиг и неполный отжиг, изотермический

ПОЛНЫЙ ОТЖИГ для доэт стали, нагрев до Ас3 + 30-50-С, время = полный прогрев и ФП, охлаждение медленное с печью. Скорость нагрева 100С в час, продолжительность выдержки 1 час на 1 тонну, охл с закрытой, открытой дверцей печи, с выкл или вкл обогревом. Зависит от устойчивости переохл аустенита. Чем больше устойчивость (лег. сталь) тем медленнее.

ПО обеспечивает полную фазовую перекристаллизацию = превращение феррито-перлитной структуры в аустенит. А получается мелкозернистый, при охлаждении также будем иметь мелкое зерно, если перегреть, зерно аустенита вырастет при охлаждении получится структура состоящая из крупных зерен феррита и перлита. Иногда ферритные выделения имеют вид игл, такая структура наз. видманштеттовой. (честь Видманштетта, Австрия, открывшего структуры в метиорном железе 1908г)

Полный отжиг для заэв. обычно не применяется но это было бы Аст+ (30-50)С

НЕПОЛНЫЙ ОТЖИГ

Нагрев выше, немного выше Ас1, АС1 + 20-50С= 740-770С

Неполный отжиг применяют для заэвтектоидных сталей., для доэвт очень редко. В результате отжига заэвт сталей цементит получается в виде глобулей, (поэтому такой отжиг наз. сфероидизацией).,получению зернистого цемнтита (ЗЦ) способствует предшествующая пл. деформация, при которой Ц сетка дробится, Сталь с ЗЦ лучше обрабатывается резанием, что позволяет применять более высокие скорости обработки, иметь высокую чистоту поверхности. Если Ц (вторичный и третичный) выделится после охлаждения в виде сетки по границам, то это является браком, нужно нагреть выше Аст для растворения сетки с последующим охлаждением на воздухе (провести нормализацию).

Стали, по составу близкие в эвтектическим нагревают на 750-770С для отжига на зернистый перлит, заэвтект до770-790

Для доэв сталей неполный отжиг применяют только для улучшения обрабатываемости резанием, для снижения твердости. когда нет крупного зерна после предв. ТО. Неполный О доэвт сталей не приводит к полной переркр., феррит остается таким же, что и до нагрева. его применят, если исправление структуры не требуется, а только снижение твердости.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6