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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.