- •12.1 Дефекты кристаллической структуры.
- •12.2 Типы фаз в металлических системах. Преобладающий тип связи и свойства.
- •13.4 Свойства твёрдых тел( хим.,физ.,мех.). Зависимость свойств от структуры.
- •13.5 Факторы, влияющие на формирование структуры сплава. Диаграмма состояния сплавов и эффективность применения термообработки. То с фазовыми и бес фазовых превращений.
- •14.10Влияние условий аустенизации на перлитные структуры
- •14.27 Распад аустенита остаточного.
- •14.28 Особенности процесса карбидообразования при закалённой стали.
- •15.3 Нагревательные среды (окислительные, защитные, нейтральные, нагрев в вакуум, жидкие седы).
- •15.1 Скорость нагрева. Методы нагрева.
- •15.2 Термические напряжения (возникающие при нагреве и остаточные). Расчёт времени нагрева.
- •15.4 Скорость охлаждения. Критическая скорость закалки.
- •15.5 Охлаждающие среды (закалочные среды).
- •16.1 Отжиг стали. Отжиг 1 и 2 рода.
- •16.2. Цель отжига первого рода
- •16.3. Цель отжига второго рода. Выбор режимов отжига. Полный, высокотемпературный, отжиг на крупное зерно, неполный)
- •16.4 Нормализация стали. Одинарная т.О.
- •16.6. Закалка (с полиморфным и без полиморфного превращения). Выбор температуры нагрева при закалке.
- •16.8. Поверхностная закалка.
- •16.10. Отпуск стали.
16.6. Закалка (с полиморфным и без полиморфного превращения). Выбор температуры нагрева при закалке.
Закалка - вид термической обработки состоящий в нагреве стали до определенных температур (доэвтектоидных на 30-400 выше АС3, заэвтектоидных на 30-400 выше АС1), выдержке и быстром охлаждении, со скоростью выше критической. Под критической скоростью понимают минимальную скорость охлаждения, обеспечивающей бездиффузионное превращение аустенита в мартенсит. Цель закалки - повысить твердость, прочность, износоустойчивость стали. Скорость охлаждения при закалке обычно задают охлаждающей средой (вода, масло, специальные среды). Верхняя критическая скорость закалки сильно зависит от содержания углерода и легирующих элементов. Малоуглеродистые стали (<0,25%С) обычно закалке не подвергаются.
При охлаждении со скоростью выше критической из аустенита образуется мартенсит, представляющий собой пересыщенный твёрдый раствор внедрения углерода в решётку (альфа)-Fe.
Закалка с полиморфным превращением это т.о., состоящая в нагреве сплава выше температуры полиморфного превращения с последующим быстрым охлаждением( со скоростью выше критической – диффузионные процессы не успевают за процессом кристаллизации). Цель: получение неравновесного состояния, либо фиксация высокотемпературного нестабильного состояния, либо получение мартенситной структуры, приводит к повышению твёрдости.
Закалка без полиморфного превращения это т.о. состоящая в нагреве сплава выше линии сольвус(предельная растворимость в твёрдом состоянии) с последующим быстрым охлаждением(со скоростью выше критической). Цель: фиксировать высокотемпературное нестабильное состояние.
Выбор температуры нагрева при закалке углеродистых сталей проводится по левой нижней части диаграммы железо — цементит. При закалке доэвтектоидные стали нагревают до температуры на 30—50° выше верхней критической точки АС3 [АС3 + (30—50°)], т. е. выше линии GS диаграммы железо — цементит. При таком нагреве исходная феррито-перлитная структура превращается в аустенит, а после охлаждения со скоростью больше критической образуется структура мартенсита. При закалке заэвтектоидные стали нагревают до температуры на 30—50° выше нижней критической точки АС1 [АС1 + (30—50°)], т. е. выше линии SK диаграммы железо — цементит. Так как эта линия горизонтальная и соответствует температуре 727° С, для заэвтектоидной стали можно указать интервал температуры нагрева для закалки 760—790° С.
16.7. Способы закалки:
1. Закалка в одном охладителе (воде или масле)
Наиболее простой и распространенный способ. Однако, некоторые стали при охлаждении в воде склонны к возникновению трещин. При охлаждении в масле скорость охлаждения меньше, но многие стали при таком охлаждении не закаливаются ( скорость охлаждения меньше Vвкз и мартенсит не образуется). Vвкз-верхняя критическая скорость.
Ступенчатая закалка заключается в том, что после нагрева детали переносят в печь-ванну с расплавом щелочей (обычно КОН+NaOH). Нагретую до температуры немного выше начала образования мартенсита (350-4000), выдерживают небольшое время для выравнивания температуры по сечению, а затем охлаждают в масле или на воздухе.
Изотермическая закалка проводится так же как и ступенчатая, но в расплаве щелочей детали выдерживают более длительное время (до полного распада аустенита на бейнит). При этом существенных напряжений не возникает, но твердость получается ниже, чем при других способах закалки. Преимуществом этого способа является то, что после него не требуется отпуска. Изотермическая закалка обычно применяется для деталей сложной формы, склонных к деформациям и образованию трещин.
Закалка с подстуживанием осуществляется путем нагрева до температуры на 50—100° выше точки АС3, выдержки при этой температуре с последующим замедленным охлаждением ( подстуживанием ) до температуры, близкой к АС3 и дальнейшим охлаждением со скоростью выше критической.
Струйчатая закалка - этот способ применяется в том случае, когда нет необходимости закаливать деталь на одинаковую твердость по всей поверхности.
Закалка самоотпуском - этот способ практически несет то же функциональное назначение, что и струйчатая закалка.
Прерывистой закалкой называют такую, при которой деталь охлаждают последовательно в двух средах: первая среда – охлаждающая жидкость (обычно вода); вторая – воздух или масло. Резкость такой закалки меньше, чем предыдущей.
Сущность бездеформационной закалки заключается в следующем. Деталь подвергается полной механической обработке на точные размеры до закалки, когда сталь имеет перлитную структуру. При нагреве под закалку перлит превратится в аустенит.