Лекція Методи зміцнення металу.

 Термомеханічна обробка сталі 

Одним з технологічних процесів зміцнення обробки є термомеханічна обробка (ТМО).

Термомеханічна обробка ставиться до комбінованих способів зміни будови й властивостей матеріалів.

При термомеханічній обробці сполучаються пластична деформація й термічна обробка (загартування попередньо деформованої стали в аустенітному стані).

Перевагою термомеханічної обробки є те, що при істотному збільшенні міцності характеристики пластичності знижуються незначно, а ударна в'язкість вище в 1,5...2 рази в порівнянні з ударною в'язкістю для тієї ж сталі після загартування з низькою відпусткою.

Залежно від температури, при якій проводять деформацію, розрізняють високотемпературну термомеханічну обробку (ВТМО) і низькотемпературну термомеханічну обробку (НТМО).

Сутність високотемпературної термомеханічної обробки полягає в нагріванні стали до температури аустенітного стану (вище А₃). При цій температурі здійснюють деформацію сталі, що веде до наклепу аустеніту. Сталь із таким станом аустеніту піддають загартуванню (мал.).

Високотемпературна термомеханічна обробка практично усуває розвиток відпускної крихкості в небезпечному інтервалі температур, послабляє необоротну відпускну крихкість і різко підвищує ударну в'язкість при кімнатній температурі. Знижується температурний поріг хладоломкості. Високотемпературна термомеханічна обробка підвищує опір тендітному руйнуванню, зменшує чутливість до тріщеноутворення при термічній обробці. 

Високотемпературну термомеханічну обробку ефективно використовувати для вуглецевих, легованих, конструкційних, пружинних і інструментальних сталей.

Наступна відпустка при температурі 100…200^oС проводиться для збереження високих значень міцності.

Низькотемпературна термомеханічна обробка (аусформинг).

Сталь нагрівають до аустенітного стану. Потім витримують при високій температурі, роблять охолодження до температури, вище температури початку мартенситного перетворення (400…600^oС), але нижче температури рекристалізації, і при цій температурі здійснюють обробку тиском і загартування . Низькотемпературна термомеханічна обробка, хоча й дає більше високе зміцнення, але не знижує схильності сталі до відпускної крихкості. Крім того, вона вимагає високих ступенів деформації (75...95 %), тому потрібне потужне встаткування.

Низькотемпературну термомеханічну обробку застосовують до средньовуглецьових легованих сталей, що гартується на мартенсит, які мають вторинну стабільність аустеніту.

Підвищення міцності при термомеханічній обробці пояснюють тим, що в результаті деформації аустеніту відбувається дроблення його зерен (блоків). Розміри блоків зменшуються у два - чотири рази в порівнянні зі звичайним загартуванням. Також збільшується щільність дислокацій. При наступному загартуванні такого аустеніту утворяться більше дрібні пластинки мартенситу, знижуються напруги.

Таблиця. Механічні властивості сталей після ТМО

	, МПа	, МПа	, %	, %
НТМО	2400…2900	2000…2400	5...8…8	15...30…30
ВТМО	2100…2700	1900…2200	7...9…9	25...40…40
ТЕ	1400	1100	2	3
				(сталь 40 після звичайного загартування)

Термомеханічну обробку застосовують і для інших сплавів.