Влияние термической обработки на структуру и свойства углеродистой стали 40

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 3

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Цель работы:

1. Научиться определять оптимальную температуру нагрева сталей под закалку

2. Изучить влияние на структуру и твердость стали:

2.1. температуры нагрева под закалку;

2.2. температуры отпуска.

Основы термической обработки

Термическая обработка – это технологический процесс, состоящий из нагрева стали до определенной температуры, выдержка при этой температуре определенное время и охлаждения при заданной скорости с целью изменения структуры и свойств.

Любой процесс термообработки может быть описан графиком в координатах температура-время и включает нагрев, выдержку и охлаждение. При термообработке протекают фазовые превращения, которые определяют вид термической обработки.

Температура нагрева стали зависит от положения ее критических точек и выбирается по диаграмме состояния Fe – Fe₃С в зависимости от вида термической обработки (рис. 1). Критические точки (температуры фазовых превращений) определяют: линия PSK – точку А₁, GS – точку А₃ и SE – точку А_сm. Нижняя критическая точка А1 соответствует превращению А в П при 727^ОС. Верхняя критическая точка соответствует началу выделения феррита из аустенита (при охлаждении) или концу растворения феррита в аустените (при нагреве). Температура линии SE, соответствующая началу выделения вторичного цементита из аустенита, обозначается А_сm.

Время нагрева до заданной температуры зависит, главным образом, от химического состава стали и толщины наиболее массивного сечения детали (в среднем 10 с на каждый миллиметр сечения).

Рис. 1. Оптимальные температуры термообработки для сталей

Основными видами термической обработки сталей являются отжиг (первого и второго рода), нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг состоит в нагреве металла, выдержке и последующем медленном охлаждении вместе с печью со скоростью примерно 150⁰/ч. Отжиг приближает металл к равновесному состоянию.

Отжиг первого рода проводят для получения более равновесной структуры, чем исходная. К нему относятся рекристаллизационный и диффузионный отжиги.

При рекристаллизационном отжиге деформационно упрочненный металл нагревают несколько выше температурного порога рекристаллизации (Т_рекр=0,4Т_пл). В результате отжига металл приобретает такие же механические свойства, какие он имел до деформации.

Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг проводят при нагреве до высоких температур (для сталей – значительно выше Ас₃ или Аcm), предполагающих интенсивную диффузию атомов. Такому отжигу подвергают, например, отливки для устранения дендритной ликвации (гомогенизации сплава).