Презентация на тему Лекция 5Термическая и химико-термическая обработка сталей

сплавов в зависимости от температуры и концентрации в условиях

равновесия .
Она отражает и модификацию
компонентов

3.1. Диаграмма состояний сплава

5.1. Основы термической обработки

изменении структуры и свойств материала заготовки в следствии тепловых

видоизменений. ( ГОСТ 3.1109 - 82 )

5.2.1. Критические точки в сталях.

Стали.
Чугуны.
Сплавы цветных металлов.

Нагрев.
Выдержка.
Охлаждение

Машиностроение

ТО

Аст - линия SE соответствует температуре от 723о до 1130о С
Начало выделения ЦII

Режимы

Применение

ст (лист, пров. перед обр. дав. ), снимает внутреннее

напряжение

Улучшает однор. структ., обрабатываемость резанием (сорт. цем., поковки).

Снятие напряжений ( сорт. прокат, поковки, фас. отливки)

После горячей деформации - снижение ТВ

Высокий отпуск

После холодной деформации

Рекристаллизационный

Слитки легированной стали (дендритная ликвация).

Гомогенизация (диффузионный)

5.2.1. Общие положения

Измельчение зерна, улучшение обрабатываемости

Ликвация, напряжений

5.2. Практика термической обработки..

Устранение дефектов предыдущей обработки

Придание свойств

Подготовка к последующей обработке

Задачи
ТО

Отжиг
1 рода

Полный

Изотермический

Неполный

Отжиг

2 рода

Закалка

Отпуск

Химико-термическая обработка

Виды ТО:
5 групп

конфигурация, h, %С)
Время выдержки при Тн ( tв )
Скорость

охлаждения (Vох)

Показатели

Легир. cтали (Cr, Ni)
Диффузионный отжиг. Тн 1050 … 11500Свыдержка.

Режим ТО

иногда с подстуж.
Динамические напряжения.
Патентирование проволоки

Меньше структурные напряжения,
но меньше размеры деталей.

Вода  масло или воздух

Структура

min напряжения (термические, структурные)

Задачи

5.2.3. Закалка стали

В одной охл. среде

В двух средах

Выдержка при Т=150…5000 С
в смеси 45%NaNO2+55%KNO3

Выдержка до Т игольчатого
троостита. 45…55HCэ

А+
ПР

5.2.3. 1.
Способы
закалки

разное исходное зерно
Недогрев, Vохл  Vкрит., мало Твыд
Общая
Мягкие
пятна
Защитная атмосфера
Недостаточная

твердость

Хрупкость

Окисление,
обезуглероживание

Коробление,
трещины

5.2.4. Дефекты при ТО

Дефекты
при
закалке

Окисление,обезуглероживание, перегрев, пережог

Дефекты при отжиге
и нормализации

сталь 200…2200 С
Нагрев ниже Ас1  повышение пластичности
Продолжение
охлаждения
Стали

Мкп< 00 С

Среды:
смесь сухой лед+ спирт  -780С;
жидкий О2 -1830С;
жидкий воздух  -1920С.

Твердость > на 3…5 HRC, стабилизируются размеры и
структура  инструменты: измерительные, режущие

5.2.5. Обработка холодом

Низкий

Высокий

Отпуск на троостит350…5000 С
Пружины 350…4500 С,
рессоры450…5000 С

Средний

Ударные
нагрузки

Снятие
температурных
напряжений

Вязкость и
достаточная
прочность

5.2.6.
Отпуск
стали
(окончат.
операции
ТО)

ТО 
растворение ЛЭ в А
Охлаждение
с большей 

V

То отпуска  выше

Отпускная хрупкость

ЛЭ

Дендритная ликвация

Шиферный излом

Флокены

Ухудшение свавриваемости

5.2.7.1.
Пороки в
легированных
сталях

повысить механические свойства по сравнению с полученными при обычной

закалке и отпуске: прочность 220-300 кгс/см², при хорошей пластичности и вязкости δ=6-8%, ан=5-6 кгс·м/см².
ТМО заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с ее закалкой.
Формирование структуры закаленной стали при ТМО происходит в условиях повышенной плотности дислокаций, обусловленных наклепом.
Два основных способа ТМО
высокотемпературная ТМО – сталь деформируют при температуре выше точки А3, при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации составляет 20-30%. После деформации следует немедленная закалка во избежание развития процесса рекристаллизации.
низкотемпературная ТМО – сталь деформируют в температурной зоне переохлажденного аустенита (400-600° С). Степень деформации составляет 75-95%. Закалку осуществляют сразу деформации.

5.2.8 Термомеханическая обработка

глубину закаливается только поверхностный слой, тогда как сердцевина изделия

остается незакаленной.

Основное назначение: повышение твердости, износостойкости и предела выносливости

по способу нагрева

Электроконтактный
Индукционный
Пламенный
Электролитический

Стали  0,35…0,55%С. 
Ст40, 45, 35Х, 40Х,40Г и др

коробления
на 2…3 года
500…550оС
2 часа
на каждые
25 мм.
толщины
Растворе-
ние
свободного

С,
разложение
Fe3C

устраняется
отбел

900…950оС
2…3 часа

ОТЖИГ

ОТЖИГ
для снятия
внутренних
напряжений

ЗАКАЛКА

НОРМАЛИ-
ЗАЦИЯ

5.2.9.1.Индукционная закалка

твердость на поверхности (58…62HRC),
мягкая сердцевина
Изменение % содержания
С

на поверхности детали
из стали (0,1…0,2%С,
мелкозернистые)
с последующей ТО

Диффузия С
из карбюризатора
 при Т=900…9500С
(950… 110000С )
V=0,8…1,0 мм/час

Цель

Твердый

Жидкий
Na2CO3+ NaCl+SiC

Газообразный
CH4C+4H

Поверхность
твердость
900…1150HV.
Сердц. сорбит

5.3.2.
Азотирование
(нитрирование)

Одновременное
насыщение
C и N

5.3.3.
Цианирование
и
нитроцементация

Ванна с расплавленными солями  0,15…0,22 мм/час
NaCH, KCN, Ca(CN)2 NaCl, BaCl2,Na2CO3

В газовой среде 0,1мм/час. СО2
20…30% NH3 низкотемп. 540…5600С,
3…7% NH3 высокотемп. 820…8600С.

800…
900HV

Хромирование  0,1…0,3 мм  1200..1300HV окалиностойкость 8000

Алитирование (жидкое)  0,2…0,4 мм  окалиностойкость до 9000

Борирование  Na2S4O7  2000HV износостойкость

Силицирование 2…5 час.  0,6…1,1 мм  износостойкость

5.3.4.
Сульфоцианирование
(диффузионное
насыщение)

5.3. Химико-термическая обработка стали.

5.3.1. Цементация

Насыщение поверхностного слоя N .
Образование нитридов F и др. элементов 
(Al, Cr, Mo, V и др.) h 0,3…0,6; 0,015…0,02 мм.
Цель  антикоррозионная и износостойкость.

Перлит. *7500
Аустенит *500
Начало кристаллизации. перлита
*800
*450
Верхний

Нижний

+2

-15 -25 -30

Сталь У16 *1000

+20 У16 *250 -70

Размер зерна –иглы М

*250