Главная страница
Навигация по странице:

  • Критические температуры стали.

  • ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ.

  • лекции металловедение 5. Лекция 10 термическая обработка сталей и сплавов


    Скачать 1.18 Mb.
    НазваниеЛекция 10 термическая обработка сталей и сплавов
    Анкорлекции металловедение 5.doc
    Дата15.05.2018
    Размер1.18 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлалекции металловедение 5.doc
    ТипЛекция
    #26910
    страница1 из 9
      1   2   3   4   5   6   7   8   9

    ЛЕКЦИЯ 10

    ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
    Термическая обработка – обработка сталей и сплавов, которая заключается в нагреве, выдержке и охлаждении.

    Термическая обработка проводится с целью изменения структуры и свойств материалов. После термической обработки можно получить требуемый комплекс механических свойств. Термической обработке подвергаются как заготовки, образцы, так и готовые детали.

    Любая термическая обработка включает в себя три стадии:

    1. Нагрев до определенной температуры.

    2. Выдержка.

    3. Охлаждение с определенной скоростью.

    Первая стадия нагрева зависит от состава сплава, от вида термической обработки, в сталях – от содержания углерода.

    Стадия выдержки зависит от величины сечения и размеров детали, которая подвергается термической обработке.

    Третья стадия охлаждения зависит от вида термической обработки, среды охлаждения и количественно оценивается скоростью охлаждения Vохл .

    Режимы термической обработки можно представить графически в координатах температура – время.

    В основе теории термической обработки лежат фазовые и структурные превращения, протекающие при нагреве и охлаждении сталей и сплавов. Превращения в сталях характеризуются критическими температурами, которые определяются по диаграмме состояния железо – углерод.

    Критические температуры стали.

    Каждая сталь независимо от содержания углерода имеет две критические температуры.

    Нижняя критическая температура:

    Определяется по линии PSK диаграммы Fe – C. Равна 727оС.

    Эта температура одинакова для до- и заэвтектоидных сталей и обозначается: Ас1.

    Верхняя критическая температура:

    Для доэвтектоидных сталей определяется по линии GS диаграммы Fe – C.

    Обозначается Ас3.

    Для заэвтектоидных сталей определяется по линии SE диаграммы Fe – C.

    Обозначается Асm.

    Эти температуры будут необходимы для определения всех видов термической обработки, так как определяют стадию нагрева.

    Прежде чем рассматривать основные виды термической обработки, необходимо изучить превращения в структуре стали в процессе нагрева и охлаждения.
    ПРЕВРАЩЕНИЯ В СТАЛИ ПРИ НАГРЕВЕ.
    При нагреве стали выше критических температур с образованием аустенита исходной структурой является механическая смесь феррита и цементита - перлит. Превращение можно проследить на примере эвтектоидной стали с содержанием углерода 0,8%.

    Превращение перлита в аустенит происходит в соответствии с общими закономерностями фазового превращения в твердом состоянии. Во-первых, движущей силой превращения является стремление системы достичь минимума свободой энергии (рис.10.1).



    Рис. 10.1. Изменение свободной энергии аустенита и перлита.

    Зародыши новой фазы - аустенита - образуются на межфазных поверхностях раздела феррита и цементита. Переход перлита в аустенит состоит из двух элементарных процессов: полиморфного превращения Feα → Feγ и растворения в γ-железе углерода. Скорость образования аустенита зависит от разности свободных энергий аустенита и перлита и скорости диффузии атомов углерода, необходимых для образования аустенита.










    а)

    б)

    в)

    г)













    Рис. 10.2. Схема превращений эвтектоидной стали при нагреве:

    а )- исходная перлитная структура; б )- перлит с зародышами аустенита;

    в )- аустенит с остатками цементита и растворение цементита;

    г )- однородный аустенит

    Важной структурной характеристикой нагретой стали является величина зерна аустенита. От размера зерна аустенита зависят механические свойства изделия. Особенно чувствительна к размеру аустенитного зерна ударная вязкость, которая заметно падает с укрупнением зерна.

    Склонность к росту зерна стали зависит, с одной стороны, от содержания в ней легирующих элементов - почти все легирующие элементы (за исключением марганца) тормозят рост аустенитного зерна. Наиболее сильно замедляют рост аустенитного зерна V, Ti, Al и Zr. Основной причиной такого действия легирующих элементов считается образование в аустените карбидов и оксидов этих элементов, которые являются барьерами для растущего зерна.

    С другой стороны, склонность к росту зерна стали сильно зависит от технологии производства и режима раскисления, так как они определяют наличие в стали разного количества мельчайших примесей карбидов, оксидов, сульфидов и нитридов, также затрудняющих рост зерна.
      1   2   3   4   5   6   7   8   9
    написать администратору сайта