Термические методы обработки для управления физико-механическими свойствами материалов

Страницы работы

Содержание работы

3. Термические методы обработки для управления физико-механическими свойствами материалов.

3.1 Классификация видов и разновидностей термической обработки.

Термическая обработка (ТО) металлов и сплавов представляет собой совокупность технологических операций, связанных с нагревом, выдержкой и охлаждением.

Терминологические словари по технологии термической обработки называют десятки процессов термообработки, которые, в свою очередь, делятся на виды и разновидности и зависимости от  способов нагрева, охлаждения и рабочих сред, применяемых при выполнении технологических режимов термической операции. Например, закалка может иметь разные названия в зависимости от способа нагрева (общая или местная, объёмная или поверхностная), от способа охлаждения (непрерывная, прерывистая, ступенчатая, с самоотпуском, и др.), от источников тепла и способов нагрева (печная, электротоком, газовым пламенем, токами высокой частоты (ТВЧ), в безокислительной среде и др.). Использование этих разнообразных наименований, сложившихся по внешним производственным признакам, приводит в ряде случаев к противоположным результатам.   Например, нагрев стали выше критических точек с последующим охлаждением на воздухе, как правило, называют нормализацией (относится к отжигу 2-го рода), в то время как для высоколегированных сталей это будет закалка. А термины «упрочнение» и «закалка» часто используются как синонимы, хотя закалка нержавеющей стали или деформируемого алюминиевого сплава разупрочняют их, делает их более пластичными и вязкими и т.п.

Для устранения разночтений в содержании видов (разновидностей) между производственными названиями, сложившимся по чисто внешним признакам, и сущностью фазовых и структурных превращений , обусловливающих получаемые свойства, используется международная классификация видов и разновидностей ТО сталей, цветных металлов и сплавов с соответствующей терминологией (рис.      ).

Все виды ТО в этой схеме-классификации сведены в три крупные группы, которые принципиально различаются по характеру производства: собственно ТО включает только термическое (тепловое) воздействие на металл: термомеханическая обработка (ТМО) сочетает термическое воздействие и пластическую деформацию; химикотермическая обработка (ХТО) сочетает химическое (металлургическое) воздействие с термическим.

3.1.2 Отжиг

Отжиг 1-го рода – вид термической обработки, который устраняет отклонения от равновесного состояния, возникающие при  предшествующей обработке  литьём, давлением, сваркой, термическим воздействием и при других технологических процессах, в том числе при механической обработке.

В зависимости от природы и характера устраняемых отклонений от равновесного состояния различают следующие разновидности отжига 1-го рода: диффузионный (гомогенизирующий), дорекристаллизационный, рекристааизационный и отжиг для уменьшения остаточных объёмных макронапряжений. Отметим, что процессы уменьшения отклонений от равновесия идут самопроизвольно, поэтому нагревы проводят лишь с целью ускорения этих процессов. Заметим также, что фазовые превращения при отжиге 1-го рода не реализуются.

Диффузионный отжиг – это термическая обработка, устраняющая внутрикристаллическую ликвацию (неоднородность по химическому составу). После диффузионного отжига заметно повышаются пластичность, ударная вязкость и усталостные характеристики поковок, прессованных полос, профилей и др. Все это улучшает обрабатываемость материала при механической обработке.

В практике диффузионный отжиг наиболее широко применяют на высококачественных конструкционных и инструментальных легированных сталях ответственного назначения (температура нагрева выбирается в интервале 1050…12500С),  автоматных конструкционных сталях (устраняется красноломкость), на деформируемых алюминиевых и магниевых сплавах для улучшения обрабатываемости давлением и повышения механических свойств (температура нагрева выбирается в интервале 450…5500С для алюминиевых и 390…4050С – для магниевых сплавов).

Дорекристаллизационный отжиг (возврат) – это термическая обработка  наклёпанного металла после холодной деформации. Цель такого отжига – частичное снятие наклёпа при повышении (на 20…30%) пластичности и вязкости. Достигая эффект снятия наклёпа за счёт уменьшения плотности дефектов тонкого кристаллического строения (вакансий и дислокаций). Температура нагрева  выбирается из расчета 0,05….0,35 температуры плавления (Тпл.) наклепанного металла. Например, для железа температура нагрева выбирается до 3600С.

Похожие материалы

Информация о работе