Практиката на термична обработка на стомана

Следните видове топлинна обработка: хибридизация
нормализиране. закаляване и отвръщане на стомана.

Отгряване - загряване на стоманата е над температурата фазовата трансформация, експозиция и последващо бавно охлаждане, обикновено в пещта. След хибридизация, стоманата се приближава и структурна фаза равновесие диаграма показва на Fe-Fe3 В.

Ето защо, след всяко отгряване структура е същата като тази на диаграмата на желязо-цементит (вижте точка 5.3 ..):

· Имате doevtektoidnyh стомани - перлит и ферит;

· В евтектоиден стомана - перлит;

· Имате хиперевтектоидни стомани - перлит и цимент вторично.

В зависимост от температурата на загряване на отгряване на дифузия е разделена. пълен. изотермични, прекристализация и непълна.

Решение отгряване (хомогенизиране) - е загряване на стоманата до температура от 1100 ... 1200 # 8304 С, задържане (мин - около 16 часа), и следващо бавно охлаждане с пещта. Предимно се използва за легирани стомани и големи оформени отливки (барове) от въглеродна стомана с цел изравняване на химическия състав на елементите на въглерод и легиращи, а следователно и на механичните свойства целия обем на слитъка (по-висока е температурата, толкова по-висока дифузия). След дифузия отгряване ние се получи структура, състояща се от ферит и перлит, но зърната са големи, че твърдостта се понижава, а това не е желателно. Ето защо, след отгряване на дифузия е необходимо за мелене на зърно.

Методи за издребняване на зърната. Зърното се смила в стомана по време на загряване по време на прехода от перлит да аустенит. Скоростта на охлаждане от размера на зърното не е засегната. Затова зърното на стоманата е приземен: 1) пълно отгряване; 2) нормализиране; 3) охлаждане; 4) пластичната деформация, в която намаляването на размера на зърното се извършва механично, чрез раздробяване.

Пълен отгряване - про-евтектоидните стомана се нагрява над AS3 30 ... 50 # 8304; C (фигура 6.1.), Експозицията и последващо бавно охлаждане с пещта. Над не може да бъде топъл, тъй като в този случай също расте житото на аустенит. След като отгряване се получава фина зърнеста структура, състояща се от перлит и феритни с повишена издръжливост.

Фиг. 6.1. Обхватът на оптимални температури отопление

за различни видове топлинна обработка

Пълен отгряване се използва:

· За издребняване на зърната и повишават вискозитета след решение отгряване, леене, заваряване, и след горещо валцоване и коване (1100 ... 1200 # 8304; С);

· За облекчаване на вътрешни напрежения.

Пълен отгряване - обикновено е подготвителна работа преди окончателната термична обработка.

Пълен отгряване хиперевтектоидния стомана, т.е. нагряване над Acm. не се използва, защото: а) образуване на голям зърно; б) се появява на вторичния мрежа чуплив цементит на границите на зърната.

Бавно охлаждане в пещ при пълно отгряване спомага за освобождаването на излишък от ферит като отделни клъстери, т.е. зърна. Образуването на тези региони (зърна) на феритни е нежелателно, тъй като при последващото нагряване за закаляване е трудно да се гарантира изравняване на концентрацията на въглероден целия обем на аустенит. Това може да доведе до образуването на гаси части с намалена твърдост. Следователно, пълно отгряване често се подлага на валцуване, коване, оформени отливки и блокове на легирани стомани за намаляване на твърдостта да се улесни тяхното търкаляне.

Изотермични отгряване - един вид пълно отгряване се използва главно за стомани да се намали времето за отгряване.

И с пълните и изотермични отвръщане части нагрява до температура над AC3 за 30 ... 50 # 8304 С и се оставя експозиция - за отопление на компонентите и края на фазови превръщания на перлит и феритни в аустенит. Ако пълно отгряване след това се извършва, охлаждане на части са в една и съща пещ. Ако се извършва изотермични отгряване, елементите от първия пещта се придвижват бързо във втора пещ при температура, съответстваща на изотермично. Това дава твърда структура troostite или сорбитол. части обработени чрез рязане по-лошо, но има подобрение на време и по-малко вътрешно напрежение, тъй като трансформацията на перлит на повърхността и в сърцевината са повече или по-малко равномерно, и няма остри стрес концентрати.

Изотермични отгряване се подлага на валцуване, коване, насипва инструмента и други артикули от малък размер. Отоплителни обикновено се провежда в защитни среда. за да се избегне окисление и изгаряне на въглерода от подробностите на повърхността. Ако, например, дължината на конвенционален скорост отгряване стомана пръстен е около 30 часа, изотермично отгряване трае 8 ... 10 часа.

След изпичане, много големи предмети или детайли не могат да бъдат тях бързо и равномерно по целия обем да се охлади температурата на изотермични стопанство. В този случай трансформирането на отделни части се места при различни температури, което води до нееднакво структура и твърдост.

Прекристализацията отгряване - студено загряване на стоманата над температурата на рекристализация, задържане при тази температура и последващо охлаждане. Целта на каляването - премахване на закаляване и повишаване на пластичност. Този тип на отгряване се прилага преди студена пластична обработка и други подобни, за да се отстрани междинен етап между операциите студена деформация закаляване. В някои случаи прекристализация отгряване и се използва като крайна топлинна обработка.

Температурата на прекристализация отгряване стомана зависи от неговия състав. С увеличаване на съдържанието на въглерод и легиращи елементи в повишаване на температурата на отгряване стомана прекристализация. В повечето случаи, като температура на изпичане в диапазона 650 ... 750 # 8304; C (фигура 6.1.).

Частично отвръщане - това нагряване doevtektoidnyh и хиперевтектоидни стомани горе AS1 30 ... 50 # 8304 С, задържане и последващо бавно охлаждане с черния дроб. Структурата след това отгряване е същият, както в диаграма на желязо-цементит.

Doevtektoidnyh стомана. Частичен отгряване се използва за намаляване на стоманата преди обработка, прогонване на стреса и частични шлифовъчни зърна (зърно е земята само за сметка на перлит и феритни с не участват). Това се осъществява отвръщане при обработката на горещото налягане е направено правилно и не е довело до рязко разширяване на зърното. Частичен отгряване в сравнение с общия отгряване по-евтино и по-малко се окислява стоманата.

Хиперевтектоидни стомана. Частичен отгряване се използва вместо пълното отгряване за мелене на зърно, тъй като много малко от вторичния цементит и структурата е главно перлит. В допълнение, мека отгряване се използва за получаване на гранули перлит, и след това цикличен отгряване или отгряване наречен сферонизация. от пластмаса цементит в перлит става гранулирана форма.

процес сферонизация е както следва. При нагряване от 680 ... 760 # 8304 С и се държи перлит се трансформира в аустенит време евтектоиден реакция. Където ферит е много бързо се превръща в аустенит (полиморфна трансформация) и след това бавно се разтваря цементит в образуваната аустенит, разтварянето е за предпочитане в ъглите и ръбовете на плочата, където атоми е най-лесно се изключва.

При охлаждане от 760 # 8304, # 680 ° С до 8304 ° С и задържането на обратния процес, т.е. цементит отново пада, но предимно на краищата на плочи (заоблена плоча цементит в перлит). И така се повтаря няколко пъти. Резултатът е гранулиран перлит, която е на фона на феритни плочи не са разположени и зърно цементит (фиг. 6.2).

Фиг. 6.2. Микроструктурата на стоманата след spheroidizing хиперевтектоидния: на светъл фон (ферит) - зърна от цементит (Fe 3 C)

Стомана с гранулиран перлит е с ниска твърдост и якост в сравнение с податлив на перлит, но по-висока якост. Освен това, стомана с гранулирани перлит по-малко податливи на прегряване (растеж на зърно по време на нагряването), изкривяване и напукване по време на последващото охлаждане. За да се премахне несигурността решетка цементит вторичния непълно отгряване продукция нормализиране.

Отгряване на гранулиран перлит също претърпяват средно и ниско въглеродна стомана за подобряване на еластичността преди студено коване или чертеж.

Нормализиране - се нагрява doevtektoidnyh стомана горе AC3. и хиперевтектоидни горе Acm 50 ... 60 # 8304; С (. Фигура 6.1), експозицията и последващо охлаждане при безветрие. Нормализиране причинява пълна фаза прекристализация на стоманата и елиминира груба структура, получена чрез леене, горещо валцуване, коване и щамповане. След нормализиране структура силно зависи от дебелината на стената на статията. За средните продукти ние получаваме следната структура.

Doevtektoidnyh стомана - сорбитол плоча и излишък от ферит. Освен това, с увеличаване на въглерод в стоманата излишък от ферит става по-малко, и 0.6% въглеродна стомана горе то не напълно, т.е. получаване kvazievtektoid и твърдост в този 10 ... 15% увеличение.

Евтектоиден стомана - сорбитол плоча.

Хиперевтектоидни стомана - сорбитол плоча и вторичен цементит. Но това чуплив цементит мрежа при граници зърно предотвратява, в сравнение с охлаждане бързо закаляване, т.е. не в пещта и въздуха.

Нормализиране сравнение с отгряване осигурява висока твърдост и якост, но поради усъвършенстване на зърно, запазва достатъчна еластичност и якост. Затова нормализиране е много широко използван в инженеринг като краен форма на топлинната обработка.

Заявление. За ниски стомани въглеродни (0.3% C) - (те имат структура много по-мек ферит и перлит сорбитол или много малко) се използва вместо пълно нормализиране отгряване. Тя е по-евтино и по-лесно, тъй като охлаждането се извършва във въздуха. В този случай, твърдостта е малко по-висока, но на повърхността на процеса на обработка ще бъде по-чист. За високо въглеродна стомана, използвани вместо пълно нормализиране отгряване не може, защото има твърде много сорбитол и обработка рязане ще бъде трудно;

За средно-въглеродна стомана (0.3% С ... 0.5) се използва вместо подобряване нормализиране когато структурата получава гранулиран освобождаване сорбитол с повишена издръжливост. П - е скъп вид лечение, и се използва за критични части на превозното средство, работещи с високи ударни натоварвания (мотовилката, колянов вал, и т.н.). Ако елементът работи с ниски ударни натоварвания, е по-евтино да се използва нормализация (въздушно охлаждане), но полученият сорбитол плоча, която има вискозитет по-долу.

За нормализиране хиперевтектоидния стомани, използвани за крехко разрушаване вторичен окото преди охлаждане цементит и непълна отгряване.

Втвърдяване - най-често срещаните и в същото време най-трудната вида термична обработка. Hypoeutectoid стомана се нагрява над линията AC3. хиперевтектоидни класа - над Ас1 30 ... 50 # 8304; (. Фигура 6.1) С се нагрява и след това бързо се охлажда със скорост по-висока. например въглеродна стомана - във вода и за сплав - в маслото.

Легирани стомани. Всички легиращи елементи, различни от кобалт, намалени дифузия. Това намалява и скоростта на охлаждане в маслото ще бъде по-висока. т.е. При закалени.

Отопление хиперевтектоидни стомани за закаляване на температури над Аст не се прилагат, защото:

0.8%, и следователно остатъчен аустенит е по-голяма - до 40%;

Скоростта на нагряване се определя чрез охлаждане конфигурация продукт и химическия състав на стоманата.

За високо въглеродна стомана, големи продукти, продукти със сложна конфигурация и високо легирани стомани скоростта на нагряване трябва да бъдат малки, в противен случай има големи вътрешни напрежения, което води до изкривяване или дори крекинг. В този случай, продуктът се нагрява бавно с пещта.

За малки предмети. особено с проста конфигурация, бързо нагряване се прилага, т.е. елементите са заредени в предварително загрята пещ. Понякога се използва за отопление на стопени соли.

При нагряване, особено при температури над 550 # 8304 С, стомана бързо се окислява и изгаря въглерода с повърхност, което е нежелателно. Следователно, нагряване се извършва в защитни атмосфери. Разтопен сол, защитни газови смеси в разтопеното олово (течен ниска адхезия към стомана) или във вакуум.

Видове гасене на пожар:

за въглеродни и нисколегирани стомани - вода и водни разтвори на NaOH или NaCl

за средно и високо легирани стомани са същите охлаждащата среда, както и на петрола, въздух и стопени соли.

втвърдяване процес. В промишлеността, най-широко използван охлаждането след методи (ris.103): непрекъснато. прекъснати. скорост и изотермичен.

Активизира закаляване. Охлаждане до 250 ... 300 # 8304 С и излагане в баня от разтопен соли или основи. Понякога охлаждане и излагането се осъществява в горещо масло при температура от 150 ... 180 # 8304; С (за големи компоненти за увеличаване на капацитета на охлаждане на средата за охлаждане през елемента и калциниран).

Охлаждането скорост се използва главно за легирани стомани и въглеродна стомана, но само за продукти от малък размер (диаметър 10 ... 12 mm).

Изотермични втвърдяване. По същия начин, както и скоростта на втвърдяване, но откъс в банята дава повече. След като втвърдяване получава добра комбинация от механични свойства, т.е. висока твърдост и здравина с добра еластичност и якост. Изотермични втвърдяване се използва само за стомани.

Закаляване не е окончателната термична обработка. За да се намали чупливостта и вътрешен стрес, причинен от закаляване чрез увеличаване на силата на звука, както и да получи необходимите механични свойства, стоманата е смекчена след закаляване.

Почивка стомана трябва да бъде винаги след втвърдяване. След темпериране стомана придобива желаните физични и механични свойства. Освен това, по-високата температура на закаляване, толкова повече отстранява напълно вътрешните напрежения. След охлаждане трябва да бъде бавно, тези вътрешни напрежения не се срещат отново.

Следните видове отпуск (фигура 6.1.):

Средната ваканция ... 350 500 # 8304; C. След такъв празник, ние получаваме ваканция структурата troostite. Целта на средната празник - за повишаване на границата на еластичност. Тази версия са обект на пролетта и пролетта. След средно празник получите твърдост 40 ... 50HRC.

Страхотен ваканция ... 550 650 # 8304; C. След висока температура закаляване се темпериране структура на сорбитол. който има структура на гранули и се характеризира с повишена издръжливост.

Закаляване закалено нарича подобрение. тъй като подобрена издръжливост.