27.Получение белого, серого, ковкого, высокопрочного чугунов, их структура, свойства применение.
Б
елый
получают по диаграмме железо-цементит.
Ковкий получают из белого, путем
графитизированного отжига.
оа- нагрев до 950, ав-выдержка. Обычно в качестве используют доэвтектические белые чугуны. Вс- охлаждение с печью, в результате которого образуется чугун на перлитной металич. основе. Если дать выдержку при температуре 720-740 распадается цементит, входящий в состав перлита. Ц=Гр+Ф;Fe3C=C+Fe; Если реализуется вариант 2, то у нас будет формироваться ковкий чугун на ферито-перлитной металлической основе.иногда на практике дают очень медленное охлаждение. Получение высокопрочного чугуна происходит путем модифицирования расплава на основе серого чугуна магнием, церием и др.В результате графитного включения становится шаровидным. Графит настолько мягкий, что их можно рассматривать как пустоты. В случае с СЧ можно рассматривать как микротрещины. СЧ наиболее хрупкий и менее прочный, шаровидные включения дают высокую пластичность и прочность. Чугуны на перлитной основе имеют повышенную прочность по сравнению с чугунами на ферритной основе.
28 Термическая обработка, ее параметры, методы осуществления.
Основными параметрами термической обработки является температура и время. Скорость нагрева и охлаждения:
в
с-охлаждение,
оа-нагрев, ав-выдержка. Чем больше α, тем
выше скорость нагрева.Чем больше β, тем
выше скорость охлаждения.Термообработкавыполняется
для изменения структуры металлического
сплава, а сл-но и для изменения св-в.
Выбор параметра термообработки
выполняется в соответствии со структурными
изменениями в конкретных диаграммах
состояния. Термообработку осуществляют
в печах (возможно с газовыми нагревательными
средами, чаще с воздушная атмосфера).
Очень часто используют нагрев в расплавах
солей, металлов. Скорость нагрева зависит
от среды. Если принять скорость нагрева
воздушной среды за 1, то время нагрева
в соляной ванне в 2 раза меньше, в растворе
металлов скорость в 4 раза больше чем в
воздухе. На производстве используют
высокоскоростной нагрев с токами высокой
частоты- индукционный нагрев. Он
осуществляется от десятков сек., до
нескольких мин. Скорость охлаждения
существенно влияет на св-ва. На практике
охлаждение осущ.: а) охлаждение вместе
с печью; б) охлаждение на воздухе; в)
охлаждение в воде, в водных р-рах солей,
щелочей; г) в минеральном масле;
д)охлаждение в водовоздушной смеси.
Иногда осущ. В специальных синтетических
средах. Время нагрева зависит от
теплопроводности разогреваемого
материала. Чем больше примесей в стали
и легирующих элементов, тем меньше
теплопроводность стали и удлиняется
время нагрева.
29. Классификация видов термической обработки, их связь с диаграммами состояния.
По классификации Бочвара можно выделить 4 основных вида и 2 дополнительных: 1) отжиг 1-го рода; 2) отжиг 2-го рода; 3) закалка; 4) Отпуск; 1. Химико-термическая обработка; 2. Термомеханическая обработка. Отжиг 1-го рода осуществляется путем нагрева детали до температур, лежащих ниже температур фазовых превращений в твердом состоянии в соответствии диаграмме состояния. Нагрев с последующей выдержкой и медленным охлаждением в большинстве случаев вместе с печьюОдной из разновидностей наз. рекристализационный отжиг. В результате рекристализац. Отжига уменьшается твердость и прочность, уменьшается уровень внутренних напряжений, исчезает текстура. Этот вид отжига выполняется после пластической деформации. Отжиг 1-го рода применяется к литым деталям, которые неравномерно охлаждались в литейных формах, за счет чего появились большие внутренние напряжения. Если материалы хрупкие, то эти напряжения могли вызвать появление трещин. Отжиг 2-го рода выполняется путем нагрева деталей выше температуры фазовых превращений в вердом состоянии с последующей выдержкой и медленным охлаждением (вместе с печью, реже на воздухе), такой отжиг наз. фазовая кристаллизация.Проводят для снижения твердости и прочности , пластичности и вязкости, если он имел повышенную прочность – овелич. обрабатываемость резанием, а так же ОМД. Так же отжигом можно измельчить зерна. Чем мельче, тем выше твердость и прочность, но меньше магнитопроницаемость, жаропрочность и теплопроводность. Одновременно сниж. Внутренние напряжения. Закалка осуществляется путем нагрева выше температур фазовых превращений с выдержкой и с быстрым охлаждением (в воде, масле,…). В результате закалки получается неравновесная структура, которая существенно отличается от той, которая встречается в диаграмме состояния. В большинстве случаев закалка приводит к повышению твердости и прочности. И одновременно сильно уменьшает пластичность и вязкость. После закалки следует снять внутренние напряжения. Отпуск. Это операция термообработки, которая проводится после закалки и осуществляется путем нагрева до температур, лежащих ниже температур фазового превращения. В процессе отпуска снижаются внутренние напряжения. Твердость уменьшается. Стр-ра приближается к той, кот. Должна быть в диаграмме состояния. ХТО осуществляется путем диффузионного насыщения поверхностных слоев детали какими либо элементами. Это приводит к изменению св-в на поверхности. ХТО проводят для повышения износостойкости, корозионной стойкости и окалиностойкости. ХТО возможно если в диаграмме состояния системы диффундирующий элемент – насыщаемые элементы сплава, имеющие твердые расплавы, хим. Соединения. Виды ХТО: цементация( насыщение углеродом); азотирование, нитрирование,….ТМО- это сочетание пластической деформации и закалки. За счет пластич. деформации увелич. твердость и прочность. ТМО увелич. твердость и прочность еще сильнее.