Если после неполного отжига Ц остается пластинчатым, то применяется ЦИКЛИЧЕСКИЙ или МАЯТНИКОВЫЙ ОТЖИГ. Изделие нагревают выше Ас1 и охлаждают до 680С, затем вновь нагревают до 740-750С и опять охл до 680, в результате получат зернистый перлит и сталь будет пластичной.

Иногда с целью экономии времени проводят ИЗОТЕРМИЧЕСКИ ОТЖИГ. При такой ТО изделие нагревают выше Ас1=(30-50)С, быстро охлаждают до Т ниже АС1 на 50-100 и выдерживают в течение времени необходимого для полного превращения А в перлит, и протекания процессов сфероидизации карбидов 620-680С, охл на воздухе, получают зернистый перлит. ЗП эвтектоидной стали имеет твердость 230 НВ (160НВ для ПластП), пр. пр 800 МПа(600) отн. уд 15 %(20%)

При отжиге легированных сталей увеличивается не только продолжительность нагрева и выдержки, но и продолжительность охлаждения. Их охлаждают с малой скоростью вследствие большой устойчивость легированного аустенита. И все-таки твердость их остается высокой после отжига, что ухудшает обрабатываемость резанием.

ОТЖИГ НОРМАЛИЗАЦИОННЫЙ или НОРМАЛИЗАЦИЯ (Н).

Н это ТО стали, при которой изделие нагревают до аустенитного состояния (на 30-50 выше Ас3 или Аст) и охлаждают на воздухе. Происходит полная фазовая перекристаллизация, устраняется крупнозернистая структура литья, ковки или прокатки

Отличие Н от полного отжига в скорости охлаждения. В результате Н получается более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит), уменьшаются вн. напряжения. Твердость и прочность выше на 10-15% , чем после отжига. Поэтому нормализация не всегда может заменить отжиг, несмотря на экономию времени и тепла. Н применяют как промежуточную операцию для улучшения структуры и как окончательную. например, для сортового проката (рельсы, швеллеры) Н с отпуском применяют для улучшения свойств отливок вместо закалки и отпуска, свойства будут ниже, но исключается вероятность появления трещин. Н нередко проводят с прокатного нагрева.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Уже рассм. Н применяют для устранения цементитной сетки в заэвт. сталях после медленного нагрева при полном отжиге

Патентирование это отжиг 2р, нагрев до Т Ас3+(150-200)С, перенос в ванну 450С, обжатие (деформация). Применяется для изготовления высокопрочной проволоки.

Лекция 7

ЗАКАЛКА

Закалка – ТО, состоящая в нагреве выше температуры превращения с последующим быстрым охлаждением для получения структурно неустойчивого состояния сплава. Для сталей это непрерывная закалка, закалка с подстуживанием, ступенчатая закалка. Для Cu, Ni, Al сплавов при закалке без полиморфного превращения образуется пересыщенный твердый раствор

Основные параметры закалки – Т Температура нагрева и скорость охлаждения, Т определяют по диаграмме состояния, Скорость по кривым изотермического распада аустенита. Закалка от полного отжига, нормализации отличается лишь скоростью охлаждению

ТЕМПЕРАТУРА нагрева под закалку

Рис. Диаграмма состояния

Углеродистые дозвк. стали нагревают Ас3+(30-50)С Для О,45мас.%С 830-850С

Закалка из межкритического интервала А1с - Ас3 Для доэвт. сталей применяется редко, наз неполной, в структуре кроме мартенсита присутствует феррит

Углеродистые заэвтек стали нагревают Ас1+(40-60)С, для У12= 760-800С

А+Ц-→ А+М с после закалки получают мартенсит с включениями вторичного цементита, если нагреть выше Аст получим дефектную хрупкую структуру грубоигольчатого мартенсита

Время нагрева, или продолжительность нагрева складывается из времени прогрева и продолжительности выдержки. Времени прогрева ( зависит от формы изделия, веса садки, типа печи, теплопроводности материала, состава стали) выдержка (только от состава стали) Подбирается опытном путем или по справочникам.

Должна произойти гомогенизация аустенита, но не вырасти зерно.

Фасонные изделия предварительно прогревают до 400-600С для уменьшения коробления

Талб.

Продолжительность нагрева в сек на 1мм для закалки до 850 в зависимости от типа печи и формы

круг квадрат прямоуг

эл. печь 40-50 50-60 65-75

пламенная печь 35-40 45-50 55-60

солянная ванна 12-15 15-18 18-22

свинцовая ванна 6-8 8-10 10-22

Охлаждение при закалке. Детали охлаждают с различной скоростью, которая зависит от состава стали, охлаждающей среды, формы изделия.. Режим охлаждения должен обеспечить необходимую глубину закаленного слоя но в тоже время не вызвать больших остаточных закалочных напряжений из-за разности Т. Обычно используют воду, масло, растворы солей, щелочей, для лег сталей воздух.

Охлаждающую способность различных сред оценивают по скорости охлаждения в области Т наименьшей устойчивости переохлажденного А (650-550)С и в области мартенситного превращения (300-200)С, в последнем интервале желательно замедленное охлаждение для уменьшения термических и структурных напряжений М

Скорость охлаждения различных сред град в сек

вода 18С 600 270

вода28 500 270

вода50 100 270

10% NaOH 1200 300

10% NaCl 1100 300

масло 100 20-50

воздух 3 1

Рис. Температура - скоростью охл среды

Различают З периода охлаждения в жидкостях

1.пленочное кипение, образование»паровой рубашки», скорость охл невелика

2.пузырьковое кипение - максимальный отвод тепла

3.конвекционный теплоотвод - ниже Т кипения, скорость охл. минимальна

Для закалки угл. низколег. сталей применяют волу и водные р-ры соли и щелочи. Вода как охл среда имеет сущ. недостаток - высокая скорость охлаждения в области температур мартенситного превращения, что приводит к образованию закалочных дефектов. пленочное кипение составляет 95% всего периода охлаждения.

Наиболее высокой и равномерной охл. способностью обладают 8-12%р-ры соли и щелочи. Здесь паровые рубашки разрушаются легко, получают охл. быстрое и равномерное

Для лег сталей возможны невысокие скорости применяют масло (чаще минеральное нефтянное). Масло имеет небольшую ск. охл в мартенситном интервале, что убирает закалочные дефекты - трещины, недостаток - воспламеняется

Закаливаемость(З)-способность стали принимать закалку, приобретать высокую твердость в результате закалки. З зависит от содержания С, низкоугл стали до 0,2мас% не закаливаются. ЛЭ оказывают небольшое влияние.

Прокаливаемость(П)- способность стали получать закаленной слой с мартенситный или мартенсито-трооститный структурой на ту или иную глубину П= глубина закаленной зоны. Глубину прокаленной зоны принимают от пов. слоя[ до слоя 50%март+50% троостита

При осуществлении закалки скорость охлаждения уменьшается от поверхностного слоя к центральным и на некотором расстоянии она окажется ниже критической. В этом случае закалится лишь поверхностный слой

Vкр=A1-tmin/1,5τ min

Рис Определение критической скорости

П определяется критической скоростью закалки, зависящей от состава стали.

Доэвт сталь, кр. ск. большая нужна –вода сс олью, угл - вода, лег сталь - масло. Низкая кр. ск приводит к низкой скорость закалки лег. стали. Закалка в медленно охлаждающей среде, например, в масле, позволяет не только получить М, но уменьшить напряжения

Прокаливаемость тем выше, чем больше устойчивость переохлажденного А, чем меньше крит скорость. Чем больше сдвиг линий начала (и конца) распада переохл аустенита в ФКС (перлит) по С-образной диаграмме вправо тем меньше критическая скорость закалки.

Факторы, которые уменьшают устойчивость А ( нерастворившиеся частицы, неоднородность А, мелкое зерно) уменьшают прокаливаемость

П зависит от содержания С. Для сталей с 0-,8%С это5-6мм

ЛЭ увеличивают устойчивость переох А, уменьшают крит скорость(кроме Со), поэтому легированные стали на воздухе могут приобретать структуру мартенсита, при этом меньше напряжения, меньше брак. Особенно увеличивают прокаливаемость Мо и В.

КОЛЭ повышают прокаливаемость, если они растворились в аустените, в противном случая являются центрами распада А и уменьшают П

Рис. Изменение скорости охлаждения по сечению

Характеристикой прокаливаемости является критический диаметр- максимальное сечение, прокаливающееся в данном охладителе на глубину 1\2 радиуса изделия. Изделия, имеющие размеры меньше критического диаметра, прокаливаются насквозь. Зная крит. диаметр, можно правильно выбрать сталь для детали определенных размеров. Таблицы номограммы Блартера

П определяются методом торцевой закалки (см-рис)Образец нагревают, охлаждают с торца, измеряют твердость от торца. Скорость будет уменьшатся и твердость тоже. Определив расстояние до 50НРС, получают мм, которые по табл. переводят в кр. диаметр

Легированные стали

Т нагрева под закалку легированных сталей выше. Т выбирают по справочникам, не по диаграммам, т. к. Ас1 выше из-за легирования Это об-ся тем, что ЛЭ повышают крит точки Ас1 и Ас3., диффузионные процессы в лег. сталях протекают медленнее (тв раст-ры замещения а не внедрения). Поэтому Т закалки Ас3+50-60 и время выдержки больше до 1ч. Обычно это 840-880С, быстрореж. сталь Р18, Р9(%W) имеют наивысшую Т закалки 1200-1250С, в структуре 50%М, 30%Аост, 20% карбиды

При закалке происходит растворение ЛЭ, переход их в М, что оказывает влияние на превращение при отпуске (вторичное Твердение). у лег сталей не наблюдается роста зерна аустенита, т.к. ЛЭ сдерживают рост зерна (особенно карбид TiC). Нагревают их медленно из-за пониженной теплопроводости и возможности коробления

Дефекты закалки

1. Недостаточная твердость, причина неполная закалка, недогрев, исправление повторная закалка

2. Коробление (стиральная доска) происходит из-за возникновения внутренних напряжений, на пов. растягивающие, внутри сжимающие

Термические напряжения - причина появления неодновременное охлаждение пов. слоев и центра

Структурные напряжения причина появления неодновременное фазовых превращений пов. слоев и центра

Коробление неравномерные структурные и термические напряжения, устранение медленное охлаждение в области мартенситного превращения, закалка и охл в обкладках и зажимах

3. Закалочные. трещины Причины большая скорость охлаждения, резкие изменения в радиусах изделия, дефект неисправимый, быстрый отпуск после закалки предотвращает трещинообразование

4. Перегрев - крупное зерно, получается грубоигольчатый М, повышенная хрупкость, исправить - перезакалить.

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