Формирование структуры материалов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
ическая обработка
. старение
Отжиг - это операция нагрева, выдержки и замедленного охлаждения (обычно вначале с печью до 600-700оС, а затем на воздухе) с целью устранения физической или химической неоднородности, а также получения равновесной структуры.
Виды отжига
. Отжиг первого рода предназначен для выравнивания физической или химической неоднородности.
а) Гомогенизация - это нагрев сталей до 1100-1200оС, длительная выдержка 15-20 часов и замедленное охлаждение для устранения химической неоднородности. Гомогенизации подвергают слитки или крупные отливки из легированной стали с целью устранения ликваций, так как ликвации снижают пластичность и вязкость стали. В результате гомогенизации получается крупное зерно, которое обычно устраняется при последующей обработке давлением. Фасонные отливки после диффузионного отжига подвергают полному отжигу или нормализации для измельчения зерна и улучшения свойств.
б) Рекристаллизационный отжиг - это нагрев холоднодеформированной стали выше температуры рекристаллизации (680-740оС), выдержка 0,5-1,5 часа и последующее замедленное охлаждение. Этот вид отжига обычно применяют перед холодной обработкой давлением и как промежуточную операцию для снятия наклёпа при холодном деформировании. Он приводит к рекристаллизации - образованию и росту новых равноосных зёрен вместо деформированных, что вызывает снижение твёрдости и повышение пластичности.
в) Отжиг для снятия остаточных напряжений - это нагрев металла до 200-700оС (чаще 350-600оС), выдержка несколько часов и замедленное охлаждение вместе с печью. Этому виду отжига подвергают отливки, сварные изделия, детали после обработки резанием, в которых в результате неравномерного охлаждения, неоднородной пластической деформации возникли остаточные напряжения. Заметных изменений структуры при таком виде отжига не происходит.
. Отжиг второго рода предназначен для получения равновесной структуры, то есть в результате такого отжига у доэвтектоидных сталей получают феррито-перлитную (рис. 30 б,в), эвтектоидных - перлитную (29 а), а заэвтектоидных - перлито-цементитную структуру (30 г).
а) Полный отжиг заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30-50оС выше Ас3, выдержке при этой температуре для полного прогрева и завершения фазовых превращений и последующем медленном охлаждении. В результате получают мелкозернистую феррито-перлитную структуру, обладающую хорошей обрабатываемостью резанием. Обычно металл загружают в печь непосредственно после выгрузки предыдущей садки при температуре печи 400-500оС. Охлаждение проводят с печью до температуры 550-650оС, а затем на воздухе. Полному отжигу подвергают сортовой прокат, поковки и фасонные отливки.
б) Изотермический отжиг - это нагрев, как и для полного отжига, сравнительно быстрое охлаждение до 600-650оС (обычно переносом металла в другую печь), изотермическая выдержка при этой температуре в течение нескольких часов и охлаждение на воздухе. По своему назначению изотермический отжиг аналогичен полному, но применяется он только для небольших отливок, поковок и других деталей.
в) Неполный отжиг - это нагрев сталей на 10-30оС выше точки Ас1, охлаждение вначале с печью до 550-650оС, а затем на воздухе. Неполный отжиг доэвтектоидных сталей применяют для улучшения обрабатываемости резанием. Но чаще всего неполный отжиг применяют для заэвтектоидных сталей и называют его сфероидизацией, так как в результате сталь приобретает зернистую (сфероидальную) форму перлита. Зернистый перлит (рис.29 б) лучше обрабатывается резанием и давлением.
Нормализация - это вид отжига, который заключается в нагреве доэвтектоидной стали на 30-50оС выше Ас3, а заэвтектоидной стали выше Аcm, непродолжительной выдержке для завершения превращений и охлаждении на воздухе. Нормализация вызывает полную фазовую перекристаллизацию стали и устраняет крупнозернистую структуру, полученную на предыдущих стадиях обработки металла. Нормализацию широко применяют для улучшения свойств стальных отливок вместо закалки и отпуска. Ускоренное охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенита при более низких температурах и получению структуры сорбита или троостита (рис.39). Это повышает твердость и прочность нормализованной средне- и высокоуглеродистой стали по сравнению с отожжённой.
Назначение нормализации различно в зависимости от состава стали. Для низкоуглеродистых сталей нормализацию применяют вместо отжига. Повышая твердость, нормализация обеспечивает большую производительность при обработке резанием и получение более чистой поверхности. Для отливок из среднеуглеродистой стали нормализацию с высоким отпуском применяют вместо закалки и высокого отпуска. В этом случае механические свойства несколько ниже, но детали подвергаются меньшей деформации при резком изменении температуры, чем при закалке, что практически исключает вероятность появления трещин. Нормализацию с высоким отпуском (600-650оС) часто используют для исправления структуры легированных сталей вместо полного отжига, так как производительность при этом выше.
Закалка заключается в нагреве стали на 30-50оС выше Ас3 для доэвтектоидных сталей или Ас1 для заэвтектоидных сталей, выдержке для завершения фазовых превращений и последующем охлаждении со скоростью выше критической. Для углеродистых сталей в качестве охлаждающих сред применяются вода или водные растворы солей, а для легированных - масло. В результате закалки доэвтектоидные и эвтектоидные стали приобретают структуру март?/p>