Термическая обработка

 

ОТПУСК. ПРОВОДИТСЯ ПОСЛЕ ЗАКАЛКИ И ЦЕМЕНТАЦИИ

Термическая обработка, состоящая в нагреве закаленной стали до температуры ниже Ас1, выдержке и последующем охлаждении с произвольной скоростью.
Отпуск проводят после закалки токами высокой частоты и цементации.

НИЗКИЙ ОТПУСК. ФОРМИРУЕМАЯ СТРУКТУРА – МАРТЕНСИТ ОТПУСКА

Проводится при t =150...250°С.
Получают структуру - мартенсит отпуска.
Частично снимаются закалочные напряжения.
Проводят для инструментальных сталей.
После закалки токами высокой частоты.
После цементации.

СРЕДНИЙ ОТПУСК. ФОРМИРУЕМАЯ СТРУКТУРА - ТРООСТИТ ОТПУСКА

Проводится при t =350...500°С.
Получают структуру – троостит отпуска.
Высокая твердость HRC 40…50 c хорошей упругостью и вязкостью.
Для изделий типа пружин, рессор.

ВЫСОКИЙ ОТПУСК. ФОРМИРУЕМАЯ СТРУКТУРА - CОРБИТ ОТПУСКА

Проводится при t =500...680°С.
Получают структуру – сорбит отпуска.
Высокая твердость и повышенная ударная вязкость.

Сочетание закалки и высокого отпуска называют улучшением, а стали, предназначенные для такой обработки (среднеуглеродистые стали) – улучшаемыми.

ЗАКАЛКА. НАГРЕВ ВЫШЕ ТЕМПЕРАТУР ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ И БЫСТРОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

Термическая обработка, состоящая в нагреве сплавов выше температуры фазовых превращений и последующем быстром охлаждении (скорость охлаждения должна быть выше критической скорости закалки).

Закаливаемость определяется содержанием углерода. Стали с содержанием углерода менее 20% не закаливаются. С введением в сталь легирующих элементов, закаливаемость и прокаливаемость увеличиваются (особенно молибден и бор, кобальт – наоборот).

ПОЛНАЯ И НЕПОЛНАЯ ЗАКАЛКА. РАЗЛИЧНЫЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА

Сплав должен испытывать хотя бы частичную твердофазовую перекристаллизацию. Нагрев стали ведется то температуры выше критических точек на 30 – 50 град (Ас1 – для заэвтектоидных сталей, Ас3 – для доэвтектоидных сталей). Если нагрев ведется до температур Ас3 или Аст, то такая закалка называется полной, если до Ас1 – неполной.

Если при полной закалке охлаждение нагретой заготовки ведут на спокойном воздухе, то такая термическая обработка называется нормализацией.

ЗАКАЛКА ТВЧ. ЦЕЛЕСООБРАЗНА ДЛЯ СРЕДНЕУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ

Температура закалки при нагреве токами высокой частоты должна быть выше, чем при обычном нагреве. При правильных режимах нагрева твердость повышается на 2…4 HRC по сравнению с обычной закалкой, возрастает износостойкость и предел выносливости.

Наиболее целесообразно использовать этот метод для изделий из сталей с содержанием углерода более 0,4%.

ПРЕИМУЩЕСТВА ЗАКАЛКИ ТВЧ

Большая экономичность, нет необходимости нагревать всё изделие.
Более высокие механические свойства.
Отсутствие обезуглероживания и окисления поверхности детали.
Возможность автоматизации процесса.
Использование закалки ТВЧ позволяет заменить легированные стали на более дешевые углеродистые.
Позволяет проводить закалку отдельных участков детали.

НЕДОСТАТОК ЗАКАЛКИ ТВЧ – ВЫСОКАЯ СТОИМОСТЬ ИНДУКТОРОВ

Основной недостаток метода – высокая стоимость индукционных установок и индукторов. Используется в серийном и массовом производстве.

ОТЖИГ

Термическая обработка сталей, заключающаяся в нагреве металла, выдержке и последующем медленном охлаждении (вместе с печью).

Отжиг приближает металл к равновесию. После отжига заготовки хорошо обрабатываются резанием или деформацией.

Отжиг обычно используется как подготовительная технологическая обработка, которой подвергаются детали после литья, сварки и т.д.

ОТЖИГ I РОДА

Проводят для получения более равновесной, чем исходная, структуры, выравнивания химического состава сплава. Примерами отжига I рода являются рекристаллизационный отжиг, диффузионный отжиг.

Рекристаллизационный отжиг проводится для снятия напряжений после холодной пластической деформации. В результате отжига материал приобретает такие же механические свойства, какие он имел до деформации.

Диффузионный (гомогенезирующий) отжиг применяется для устранения ликваций, выравнивания химического состава сплава. В его основе – диффузия. В результате нагрева выравнивается состав, растворяются избыточные карбиды. Применяется, в основном, для легированных сталей.

ОТЖИГ II РОДА

Предназначен для изменения фазового состава (перекристаллизации). Является подготовительной операцией, которой подвергают отливки, поковки, прокат. Отжиг снижает твердость и прочность, улучшает обрабатываемость резанием средне- и высокоуглеродистых сталей. Происходит измельчение зерна, снижение внутренних напряжений, уменьшение структурной неоднородности, что способствует повышению пластичности и вязкости.

К отжигу II рода относятся неполный отжиг, полный отжиг.

Полный отжиг – с температурой нагрева на 30…50°С выше критической температуры А3. Проводится для доэвтектоидных сталей. Сталь получает мелкозернистую структуру.

Неполный отжиг - с температурой нагрева на 30…50°С выше критической температуры А1. Применяется для заэвтектоидных сталей. Неполный отжиг является обязательным для инструментальных сталей.

Если при полном отжиге охлаждение нагретой заготовки ведут на спокойном воздухе, то такая термическая обработка называется нормализацией.