31. Отжиг и нормализация стали.

Отжиг, снижая твердость и повышая пластичность и вязкость за счет получения равновесной мелкозернистой структуры:

• улучш. обрабатываемость заготовок давлением и резанием;

• исправить структ. сварных швов и др.операций

• подготовить структ. к последующей термической обработке.

Характерно медленное охлаждение со скоростью 30…100^oС/ч.

Отжиг первого рода.

1. Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг. Устраняет ликвации, выравнивает хим. состава сплава. Т нагрева зависит от Т плавления, Т_Н = 0,8 Т_пл. t выдержки: ч.

2. Рекристаллизационный отжиг снимает напряжений после холодной пластической деформации. Т нагрева связана с Т плавления: Т_Н = 0,4 Т_пл. t зависит от габаритов изделия.

3. Отжиг для снятия напряжений после горячей обработки (когда требуется высокая точность размеров). Т и t нагрева зависит от габаритов изделия,в диапазоне: Т_Н = 160……700^oС.

Отжиг второго рода предназначен для изменения фазового состава. Т нагрева и t выдержки обеспечивают нужные структурные превращения. V охлаждения должна быть такой, чтоб успели произойти обратные диффуз. фазовые превращения.

1. полный, с Т нагрева на 30…50 ^oС выше критической Т А₃

2. неполный, с Т нагрева на 30…50^oС выше критической Т А₁

3. циклический или маятниковый отжиг применяют, если после проведения неполного отжига цементит остается пластинчатым.

4. изотермический отжиг – после нагрева до требуемой Т, изделие быстро охлаждают до Т на 50…100^oС ниже крит. Т А₁ и выдерж. до превращ. аустенита в перлит, затем охл. на воздухе.

5. Нормализация. – разновид. отжига. ТО, при которой изделие нагревают до аустенитного состояния, на 30…50 ^oС выше А₃ или А_ст с послед. охл. на воздухе. Нормализации дает более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит), уменьш. внутр. напряжения, устраняются пороки, получ. в процессе предшествующей обработки. Твердость и прочность несколько выше чем после отжига.

32. Термомеханическая обработка стали.

Одним из технологических процессов упрочняющей обработки является термомеханическая обработка (ТМО).

Термомеханическая обработка относится к комбинированным способам изменения строения и свойств материалов.

При термомеханической обработке совмещаются пластич. деформация и термическая обработка (закалка предварительно деформированной стали в аустенитном состоянии).

Преимуществом термомеханической обработки является то, что при существенном увеличении прочности характеристики пластичности снижаются незначительно, а ударная вязкость выше в 1,5-2 раза по сравнению с ударной вязкостью для той же стали после закалки с низким отпуском.

В зависимости от Т, при которой проводят деформацию, различают высокоТ термомеханическую обработку (ВТМО) и низкоТ термомеханическую обработку (НТМО).

С ущность высокоТ термомеханической обработки заключается в нагреве стали до температуры аустенитного состояния (выше А₃). При этой Т осуществляют деформацию стали, что ведет к наклепу А. Сталь с таким состоянием А подвергают закалке (а).

ВысокоТ термомеханическая обработка практически устраняет развитие отпускной хрупкости в опасном интервале Т, ослабляет необратимую отпускную хрупкость и резко повышает ударную вязкость при комнатной Т. Понижается Т порог хладоломкости. ВысокоТ термомеханическая обработка повышает сопротивление хрупкому разрушению, уменьшает чувствительность к трещинообразованию при термической обработке.

ВысокоТ термомеханическую обработку эффективно использовать для углеродистых, легированных, конструкционных, пружинных и инструментальных сталей.

Последующий отпуск при температуре 100…200^oС проводится для сохранения высоких значений прочности.

НизкоТ термомеханическая обработка (аусформинг).

Сталь нагревают до аустенитного состояния. Затем выдерживают при высокой температуре, производят охлаждение до Т, выше Т начала мартенситного превращения (400…600^oС), но ниже температуры рекристаллизации, и при этой температуре осуществляют обработку давлением и закалку (рис. 16.1 б).

НизкоТ термомеханическая обработка, хотя и дает более высокое упрочнение, но не снижает склонности стали к отпускной хрупкости. Кроме того, она требует высоких степеней деформации (75…95 %), поэтому требуется мощное оборудование.

НизкоТ термомеханическую обработку применяют к среднеуглеродистым легированным сталям, закаливаемым на мартенсит, которые имеют вторичную стабильность аустенита.

Повышение прочности при термомеханической обработке объясняют тем, что в результате деформации аустенита происходит дробление его зерен (блоков). Размеры блоков уменьшаются в два – четыре раза по сравнению с обычной закалкой. Также увеличивается плотность дислокаций. При последующей закалке такого аустенита образуются более мелкие пластинки мартенсита, снижаются напряжения.