В каждом конкретном случае для конкретной стали в зависимости от преследуемых целей (измельчение зерна; полное или хотя бы частичное снятия остаточных напряжений, увеличение пластичности и вязкости, снижение твердости, улучшение обрабатываемости резанием и давлением и др.) выбирают необходимые температуры нагрева, обеспечивающие протекание тех или иных превращений.
В зависимости же от наличия превращений и полноты и протекания различают следующие разновидности отжига 2-го рода: полный и неполный (для эвтектоидных сталей); сфероидизирующий (для эвтектоидных сталей); низкий (широко применяется на углеродистых и легированных инструментальных сталей для улучшения обрабатываемости резанием и для уменьшения остаточных напряжений, вызванных литьем, сваркой, ковкой); нормализация (для всех сталей, но с разной целью).
3.1.3 Закалка
Закалка – термическая обработка, фиксирующая неравновесную структуру во время ускоренного охлаждения.
Существует три вида закалок, принципиально отличающихся друг от друга по своей сущности: закалка с полиморфным превращением (сталь, чугун, сплавы цветных металлов); закалка без полиморфного превращения (в основном сплавы цветных металлов); закалка с плавлением поверхности.
Закалка с полиморфным превращением (закалка на мартенсит) – это термическая обработка металла или сплава, при которой высокотемпературная фаза (высокотемпературная модификация кристаллической решетки) претерпевает мартенситное превращение, переходя в низкотемпературную модификацию в экстремально неравновесных условиях за счет сильного переохлаждения.
Этот вид закалки человек применял задолго до нашей эры для упрочнения железоуглеродистых сплавов. В настоящее время она широко используется и на сплавах цветных металлов. Применять её ко всем металлам и сплавам, претерпевающим полиморфные превращение.
В машиностроении широко применяются разновидности закалок на мартенсит сталей и чугунов: непрерывная, прерывная, ступенчатая, изотермическая, поверхностная, с обработкой и холодом и др. практическая цель этих разновидностей закалок заключается в том, чтобы получить максимально возможную твердость и прочностные свойства стали или другого сплава.
Закалка с применением высококонцентрированных источников энергии.
С 1970 г. в промышленности стали внедряться высококонцентрированные источники энергии для технологических целей. Распространение получили оптические квантовые генераторы, так называемые лазеры (типа «Квант»), и электронно-лучевые установки. Последние требуют вакуумирования рабочей камеры (до 10-2…10-3 Па) с изделием, что сдерживает их применение для термообработки.
Особенность лазерной закалки состоит в том, что энергия высокой концентрации за сотые доли секунды разогревает поверхностный слой (толщиной до 1…1,5мм) до закалочных температур. При перемещении поверхности разогретый участок выходит из-под пучка и мгновенно охлаждается благодаря теплоотводу в близлежащие холодные слои.
Способ лазерной закалки схематично сходен с поверхностной закалкой при нагреве ТВЧ. Принципиальное отличие лазерной закалки от поверхностной индукционной состоит в более быстром разогреве и охлаждении поверхностного слоя. Так, ТВЧ обеспечивает скорость нагрева 250…400К/с, а лазер – 104…106 К/с. Охлаждение в воде происходит со скоростью 6*102 К/с, а теплоотвод через металл – 6*103 .
Различают лазерную закалку без плавления и с плавлением поверхностного слоя.
Как мы уже отмечали, основное технологическое отличие лазерной закалки от поверхностной индукционной с нагревом ТВЧ состоит в более быстром нагреве и охлаждении. Следовательно, отличия, присущие индукционной закалке с нагревом ТВЧ (большая изменчивость зерна, концентрационная неоднородность углерода в аустените и мартенсите, повышенное количество остаточного аустенита), после закалки лазером будут выражены ещё в большей степени.
Важным преимуществом лазерной закалки следует считать также меньшую окисляемость, чем при индукционной, отсутствие коробления, возможность локального упрочнения в труднодоступных местах.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.