Теория обработки металла

1. Какой отжиг имеет температуру  1100˚…1200˚С.

     В данном случаи для исходной температуры  1100˚ – 1200˚ приемлем lиффузионный (гомогенизирующий) отжиг. Такой отжиг называют иногда гомогенизирующим. Слово гомогенный означает однородный. Слитки, особенно из легированной стали, имеют неоднородное строение. Углерод и железо образуют с легирующими элементами химические соединения — карбиды. Вследствие этого легирующие элементы оказываются неравномерно распределенными по объему стали: в местах образования карбидов их больше. Возникает неоднородность стали, называемая карбидной ликвацией. Кроме того, в образующихся при затвердевании слитка кристаллах (они имеют древовидную форму и потому называются дендритами) возникает химическая неоднородность.

     Содержание  тугоплавких легирующих элементов, таких как хром, вольфрам, ванадий, в средней части дендрита больше, чем по краям. Такая химическая неоднородность носит название дендритной ликвации. Для выравнивания химического состава слиток нагревают до высокой температуры, при которой атомы элементов приобретают высокую подвижность. Благодаря этому происходит перемещение атомов из мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией. В результате такой диффузии и происходит выравнивание химического состава. Отсюда и название диффузионный отжиг. Чтобы ускорить диффузию, нагрев проводят до очень высокой температуры (1100-1200°С). Длительность всей операции достигает 100 ч и более, поэтому такой отжиг сравнительно редко применяют в производстве. 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Какой отпуск имеет температуру нагрева 200˚…230˚С.

   В данном случаи для исходной температуры  200˚ – 230˚ приемлем низкий отпуск  стали. При низком отпуске нагрев (до температуры 200-300 °) в структуре стали в основном остается мартенсит, который, однако, изменяется решетку. Кроме того, начинается выделение карбидов железа из твердого раствора углерода в альфа-железе и начальное скопление их небольшими группами. Это влечет за собой некоторое уменьшение твердости и увеличение пластических и вязких свойств стали, а также уменьшение внутренних напряжений в деталях. Для низкого отпуска детали выдерживают в течение определенного времени обычно в масляных или соляных ваннах. Если для низкого отпуска детали нагревают на воздухе, то для контроля температуры часто пользуются цветами побежалости, появляющимися на поверхности детали. Низкий отпуск применяется для режущего, измерительного инструмента и зубчатых колес. Для углеродистой стали в интервале температур от 220 до 330 °С в зависимости от толщины пленки цвет изменяется от светло-желтого до серого.

  Для легированной стали соответствующие температуры выше. Низкий отпуск применяют для режущего инструмента из углеродистых и легированных сталей, измерительного инструмента, цементированных заготовок, а также других изделий, работающих в условиях трения на износ. 
 
 
 
 
 

3. Что способствует удалению сетки цементита.

  Нормализацию применяют для устранения сетки цементита, которая возникает в результате нарушения температурного режима  горячей пластической деформации или при перегреве при отжиге

  (Расположение вторичного цементита способствует повышению хрупкости и снижению вследствие этого, прочности. Поэтому от цементитной сетки избавляются путем отжига на зернистый перлит, добиваясь более равномерного распределения зерен цементита в стали.

     Так как, структурно-свободный цементит (цементит вторичный) в объеме медленно охлажденной стали располагается вокруг перлитных зерен и металлографически это проявляется в виде цементитной сетки.) 

4. Что понижает твердость  и прочность за счет частичной перекристаллизации.

   Твердость и прочность за счет частичной  перекристаллизации понижает полный отжиг. Полный отжиг сопровождается полной перекристаллизацией. Применяют как правило для доэфтекдойдных сталей с содержанием углерода 0,8%, с целью получения однородной мелкозернистой структуры, снижения твердости и прочности, повышения пластичности и устранения внутренних напряжений.

   Такой отжиг осуществляется путем нагрева стали до температуры выше Ас3, т. е. до аустенитного состояния, с последующим замедленным охлаждением.

   Полный отжиг можно применить для измельчения зерна. При изготовлении поковок получается неоднородная структура: в тонких сечениях, где обжатие было большим, зерно получается мелким, а в крупных сечениях, где обжатие было незначительным, структура более крупнозернистая. Для получения однородной структуры по всему объему поковки также применяют полный отжиг. Почему же при таком отжиге происходит измельчение структуры, и зерна по размерам получаются более однородными? Чтобы уяснить это, проследим за структурными превращениями при нагреве и охлаждении. При нагреве стали выше температуры Ас3 перлит превращается в аустенит. Это кристаллизационный процесс.

     Он происходит путем образования  в начальной стадии мельчайших  зародышей кристалликов аустенита  и постепенного их роста по  мере повышения температуры. Следовательно,  если нагрев проводить лишь  немного выше температуры Ас3 (всего на 30—50°С), то вновь образовавшиеся кристаллы аустенита остаются мелкими. В дальнейшем, при охлаждении ниже температуры Ас1 образуется однородная мелкозернистая структура ферритно-перлитного типа. При этом в пределах одного аустенитного зерна возникает несколько перлитных зерен, и поэтому перлит получается еще более мелкозернистым, чем аустенит, из которого он образовался.

   Полный  отжиг можно применять как  предварительную термическую обработку  перед закалкой. Так как такой  отжиг обеспечивает образование  более однородной структуры, то и после закалки получаются более однородные свойства.

5. Что применяют для  получения оптимального сочетания между  прочностью и вязкостью.