35. Термомеханическая обработка стали.

Термомеханическая обработка стали – это сочетание пластической деформации и закалки. Их сочетание повышает твёрдость и прочность выше, чем по отдельности. Можно выделить два основных тех. процесса: 1) ВТМО (высокотемперат. термомех. обр.); 2) НТМО (низкотемпературная). ВТМО: 1-начло, 2-конец превращения аустенита в перлит; оа – нагрев под закалку, ав – выдержка, вс – пластическая деформация, сd – закалочное охлаждение. Недостаток – то, что пластическая деформация протекает при температурах выше температуры рекристаллизации. При такой Т одновременно с наклёпом идёт и разупрочнение за счёт рекристализационных процессов, т.е. частично снимается наклёп. Поэтому твёрдость и прочность не достигают максимального уровня. НТМО: … вс – быстрое охлаждение, сd – пластическая деформация, dk – быстрое охлаждение. В данном случае достигается максимальное значение прочности, т.к. Т участка сd лежит ниже Т рекристаллизации. Недостаток – то, что при достижении точки С надо очень быстро провести пластическую деформацию, так чтобы не было пересечения линий 1 и 2 (точка а1 и а2). Если попали в точку а2, то аустенит превратиться в бенит и деформацию будет провести практически невозможно.

36. Способы и параметры закалки стали. Прокаливаемость и закаливаемость. Поверхностная закалка сталей.

Закалка бывает полная и не полная. После нагрева даётся выдержка и охлаждение со скоростью ниже критической. V1 – охлаждение в одном охладителе (вода). В воде охлаждают большинство углеродистых нелегированных сталей если содержание углерода менее чем 0,7%, а если углер. сталь 0,7% и выше (У7 – У14), то закалку охлаждают в двух охладителях (ав – в воде, вс – в минеральном масле) (закалка через воду в масло) (прерывистая закалка). Охлаждающая способность масла ~ 0,3 охл. способности воды. Перенос из воды в масло необходим, чтобы уменьшить внутренние напряжения. Если делать охлаждение только в воде, то эти напряжения могут превысить предел прочности в отдельном сечении => трещина. На твёрдости это не отразиться, но будет брак. Если недодержать в воде (в’ – c’) и перенесли в масло, то была бы недостаточная твёрдость, т.к. образуется тростит (а не мартенсит). Обычно даётся выдержка из расчёта 1 секунда на один мм критического размера изделия (минимальный размер максимального сечения). Легированные стали охлаждают под закалку в минеральном масле. Уменьшается критическая скорость охлаждения, поэтому можно подвергать закалке в минеральном масле и этого достаточно. За счёт легирования уменьшается теплопроводность сталей. При быстром охлаждении больший уровень термических напряжений. Поэтому, если легированные стали охлаждать в воде, то мартенситное превращение пройдёт, но при этом будут трещины. Иногда делают изотермическую закалку: aк – быстрое охлаждение, кн – выдержка, нs – охлаждение. Чаще такую закалку делают на структуру бенит, который почти такой же твёрдый как и мартенсит. После изотерм. закалки меньше вероятность появления трещин. Есть ещё ступенчатая закалка AKNM. Она тоже уменьшает уровень внутренних напряжений. На практике используют закалку с индукционным нагревом током высокой частоты ТВЧ. Это высокоскоростной нагрев в результате которого критические точки А1 –А3 смещаются далеко вверх. Поэтому температура закалки здесь выше (на 100-150 С). Нагрев ТВЧ происходит только в поверхностных слоях, чем больше частота, тем меньше толщина разогреваемого слоя. Обычно разогрев на глубину 1-1,5 мм, поэтому середина не закалённая. Многие виды деталей работ. в условиях ударного напряжения обрабатываются по данной технологии, для того чтобы трещины застревали в мягкой сердцевине. Другая схема таких деталей – это цементация с последующей закалкой с низким отжигом. Прокаливаемость – способность воспринимать закалочную твёрдость на максимальную глубину. Увеличение прокаливаемости можно достигнуть за счёт легирования сталей, при котором уменьшается критическая скорость охлаждения (исключение – кобальт). Закаливаемость – способность воспринимать максимальную твёрдость после закалки. Здесь основное влияние оказывает углерод. Чем больше С – тем больше твёрдость и прочность. Максимальная твёрдость после закалки.