 |
|
Термическая обработка
Собственно термическая обработка включает следующие виды: отжиг 1-го рода, отжиг 2-го рода, закалку без полиморфного превращения и с полиморфным превращением, старение и отпуск.
Термическая обработка представляет собой совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения, выполняемых в определенной последовательности при определенных режимах, с целью изменения внутреннего строения сплава и получения нужных свойств. Термическое воздействие может сочетаться с химическим, деформационным, магнитным и другими изменениями в структуре сплава.
Общий технологический процесс термических обработок представлен в виде графика в осях температура – время, (рис. 2.1).
Рис.2.1. Графики различных видов термообработки:
отжига (1, 1а), закалки (2, 2а), отпуска (3), нормализации (4)
Собственно термическая обработка включает следующие виды:
I – отжиг (рис. 2.1 (1,1а):
– отжиг 1-го рода, возможен для любых металлов и сплавов. Его проведение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии. Нагрев, при отжиге первого рода, повышая подвижность атомов, частично или полностью устраняет химическую неоднородность, уменьшает внутренние напряжения. Основное значение имеет температура нагрева и время выдержки. Характерным является медленное охлаждение.
– отжиг 2-го рода, отжиг металлов и сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении.
Проводится для сплавов, в которых имеются полиморфные или эвтектоидные превращения, а также переменная растворимость компонентов в твердом состоянии. Проводят отжиг второго рода с целью получения более равновесной структуры и подготовки ее к дальнейшей обработке. В результате отжига измельчается зерно, повышаются пластичность и вязкость, снижаются прочность и твердость, улучшается обрабатываемость резанием.
Характеризуется нагревом до температур выше критических и очень медленным охлаждением, как правило, вместе с печью.
Если при отжиге 2-го рода изделия охлаждают на воздухе, то процесс называется нормализацией. Нормализация проводится для уменьшения внутренних напряжения и гомогенизации сплава (рис. 2.1 (4)).
II – закалка (рис. 2.1 (2,2а):
– закалка с полиморфным превращением, проводится для сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении, с целью повышение твердости и прочности путем образования неравновесных структур (сорбит, троостит, мартенсит). Характеризуется нагревом до температур выше критических и высокими скоростями охлаждения.
– закалка без полиморфного превращения, возможна для любых металлов и сплавов, в которых при нагревании избыточная фаза полностью или частично растворяется в основной фазе. Характеризуется нагревом, временем выдержки и скоростью охлаждения.
III – отпуск (рис. 2.1 (3)): Отпуск проводится с целью снятия внутренних напряжений, снижения твердости и увеличения пластичности и вязкости закаленных сталей. Характеризуется нагревом до температуры ниже критической А 
. Скорость охлаждения роли не играет. Происходят превращения, уменьшающие степень неравновесности структуры закаленной стали.
IV – старение: применимо к сплавам, которые были подвергнуты закалке без полиморфного превращения.
Термическую обработку подразделяют на предварительную и окончательную.
Предварительная – применяется для подготовки структуры и свойств материала для последующих технологических операций (для обработки давлением, улучшения обрабатываемости резанием).
Окончательная – формирует свойства готового изделия.