Теория термической обработки металлов. Учебник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Теория термической обработки металлов. Учебник

Прежде всего он может дать выигрыш во времени, если суммарное время ускоренного охлаждения, изотермической выдержки и последующего ускоренного охлаждения меньше времени медленного непрерывного охлаждения изделия вместе с печью
...
Другое преимущество изотермического отжига — получение более однородной структуры, так как при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения
...
Под нормализацией понимают такую термическую обработку стали, при которой охлаждение на воздухе приводит к распаду аустенцта в температурном интервале перлитного превращения
...
Нормализацию широко применяют взамен отжига для устранения пороков стали, возникших при горячей деформации и термической обработке, причем во многих случаях нормализация дает лучшие результаты, чем отжиг
...
Например, строчечность в стали легче устранить нормализацией, так как при большем переохлаждении аустенита феррит выделяется не только на вытянутых шлаковых и сульфидных включениях, но и во всем объеме аустенитного зерна
...
Участки аустенита, соответствующие местам залегания грубых включений феррита, будут обеднены углеродом и после закалки не приобретут необходимую твердость
...
Нормализацию используют и как окончательную обработку среднеи высокоуглеродистых доэвтектоидных сталей, если требования к свойствам умеренные и необязательна закалка с высоким отпуском
...
В заключение отметим, что скорость охлаждения на воздухе зависит от массы изделия и отношения его поверхности к объему, вследствие чего эти факторы сказываются на получаемой структуре и свойствах нормализованной стали
...
Границы между пластинами феррита и цементита представляют непроницаемые барьеры для дислокаций, и предел прочности патентированной проволоки подчиняется соотношению Холла
...
В противном случае по выходе проволоки из ванны аустенит, не успевший претерпеть перлитный распад, превращается в нижний бейнит или мартенсит и пластические свойства проволоки резко снижаются
...
Несмотря на сложность химического состава чугуна, важнейшие структурные изменения при его отжиге качественно можно проанализировать с использованием диаграммы состояния двойной системы Ее
...
Границы между пластинами феррита и цементита представляют непроницаемые барьеры для дислокаций, и предел прочности патентированной проволоки подчиняется соотношению Холла
...
Поэтому образование метастабильного цементита в определенных условиях, например при ускоренном охлаждении, кинетически более выгодно, чем образование стабильного графита
...
Однако метастабильное равновесие аустенита или феррита с цементитом соответствует относительному минимуму свободной энергии, а стабильное равновесие с графитом — абсолютному минимуму свободной энергии
...
Фазовые превращения при термической обработке чугунов включают все те основные процессы, которые встречаются в сталях, и дополнительно осложнены процессами, связанными с поведением графитной фазы
...
ГРАФИТИЗИРУЮЩИЙ ОТЖИГ Графитизирующий отжиг чугуна — это термическая обработка, при которой главным процессом является образование графита с одновременным частичным или полным исчезновением цементита
...
В настоящее время ковкий чугун — это широко применяемый машиностроительный материал, сочетающий простоту и дешевизну получения отливкой фасонных деталей с высокими механическими свойствами
...
Как известно, серое олово, удельный объем которого на одну четверть больше, чем у белого, зарождается предпочтительно на открытой поверхности образца белого олова
...
Естественно, что при графитизации, когда удельный объем новой фазы еще более резко отличается от удельного объема исходной фазы, зародыши также преимущественно возникают на свободной поверхности аустенита
...
В объеме отливки местами гетерогенного зарождения графита служат несплошности, скопления вакансий, усадочные и газовые микропустоты, микротрещины, разрывы на границе аустенита с неметаллическими включениями из
...
Этим предположительно можно объяснить ускорение графитизации под действием кремния, которое происходит, несмотря на то, что кремний замедляет диффузию углерода в аустените
...
После образования центров графитизации в аустените существует градиент концентрации углерода, так как предельная растворимость цементита в нем выше, чем графита
...
Участок диаграммы состояния разрастается ВДОЛЬ ВЫСОКОуГЛО тельное разветвление графита усиливается с ростом температуры, и после отжига при температурах выше
...
Развитие второй стадии графитизации можно обеспечить не только замедлением охлаждения в эвтектоидном интервале температур, но и изотермической выдержкой после обычного, не замедленного охлаждения
...
Предварительная закалка деталей из белого чугуна в масле резко ускоряет графитизацию благодаря образованию многочисленных закалочных субмикротрещин, заполняемых углеродом отжига на первой стадии графитизации
...
Во многих промышленных цветных металлах и сплавах, например однофазных латунях, бронзах и электротехнических никелевых сплавах, отсутствуют фазовые превращения в твердом состоянии и к ним отжиг
...
ГЕТЕРОГЕНИЗИРУЮЩИЙ ОТЖИГ Гетерогенизирующий отжиг — это термическая обработка, при которой из матричной фазы вследствие уменьшения растворимости при понижении температуры выделяется другая фаза или несколько фаз
...
К таким материалам относятся все термически упрочняемые сплавы на алюминиевой, магниевой, медной, никелевой и других основах, например дуралюмин, электрон, бериллиевая бронза, нимоник
...
Относительное количество фазы, которая полностью переходит в твердый раствор при нагреве и выделяется при обратном медленном охлаждении, обычно не превышает
...
Отжиг, включающий только процессы растворения и выделения, приводит лишь к изменению концентрации компонентов в матричной фазе и к изменению количества, размера, а также формы частиц выделяющейся фазы
...
Смягчающий гетерогенизирующий отжиг Во многих сплавах гетерогенизация структуры при выделении избыточных фаз из матричного раствора, происходящая при медленном охлаждении с температуры отжига, приводит к разупрочнению, которое используют в разных целях
...
Во многих промышленных цветных металлах и сплавах, например однофазных латунях, бронзах и электротехнических никелевых сплавах, отсутствуют фазовые превращения в твердом состоянии и к ним отжиг
...
Медленное охлаждение необходимо, чтобы наиболее полно снизить концентрацию твердого раствора и избежать выделения фазы в слишком дисперсной форме с малыми расстояниями между ее частицами
...
Однако режим отжига для полного смягчения выбирают, исходя из требований гетерогенизации структуры, предусматривая медленное охлаждение, в то время как для чисто рекристаллиза
...
При этом уже во время выдержки концентрация матричного раствора получается настолько низкой, что можно использовать быстрое охлаждение на воздухе или в воде
...
; Гетерогенизирующий отжиг для повышения коррозионной стойкости Если двухфазная структура с определенной степенью дисперсности и оптимальным распределением частиц избыточной фазы обеспечивает повышенную стойкость против коррозии, то такую структуру получают гетерогенизирующим отжигом
...
Поэтому в этих сплавах в литом состоянии нагрев при переходе через границу растворимости в однофазную область, за редкими исключениями, не приводит к сильному росту зерна основного твердого раствора
...
ОТЖИГ С ФАЗОВОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ Отжиг с фазовой перекристаллизацией — это термическая обработка, при которой главным процессом является нормальное полиморфное или эвтектоидное превращение
...
В начальный период развития атомной техники было установлено, что если изделие из поликристаллического урана подвергается многократным нагревам и охлаждениям в температурном интервале ос
...
Поэтому в этих сплавах в литом состоянии нагрев при переходе через границу растворимости в однофазную область, за редкими исключениями, не приводит к сильному росту зерна основного твердого раствора
...
ОТЖИГ С ФАЗОВОЙ ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ Отжиг с фазовой перекристаллизацией — это термическая обработка, при которой главным процессом является нормальное полиморфное или эвтектоидное превращение
...
По аналогии с ураном полиморфное превращение в других цветных металлах и твердых растворах может быть использовано для устранения текстуры и измельчения зерна
...
В заключение заметим, что при полиморфном и эвтектоидном превращении нагрев выше критической точки может привести к сильному росту зерна деформированного, а также литого металла или сплава, СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Бочвар А
...
По аналогии с ураном полиморфное превращение в других цветных металлах и твердых растворах может быть использовано для устранения текстуры и измельчения зерна
...
В заключение заметим, что при полиморфном и эвтектоидном превращении нагрев выше критической точки может привести к сильному росту зерна деформированного, а также литого металла или сплава, СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Бочвар А
...
Температура нагрева и время выдержки должны быть такими, чтобы произошли необходимые структурные изменения, например образование высокотемпературной фазы в результате полиморфного превращения, растворение избыточной фазы в матричной и др
...
Температура нагрева и время выдержки должны быть такими, чтобы произошли необходимые структурные изменения, например образование высокотемпературной фазы в результате полиморфного превращения, растворение избыточной фазы в матричной и др
...
Начинающие изучать термическую обработку иногда ошибочно считают, что закалка применима лишь к такому сплаву, ордината которого на диаграмме состояния пересекает линию фазового равновесия в твердом состоянии, например к сплаву С
...
Принципиально закалка без полиморфного превращения возможна всегда, когда в равновесном состоянии при разных температурах имеется различие в химическом составе фаз
...
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ПРИ ЗАКАЛКЕ БЕЗ ПОЛИМОРФНОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ Изменение свойств при закалке зависит от фазового состава и особенностей структуры сплава в исходном и закаленном состояниях, от условий закалки, предыдущей обработки и других факто
...
У одних сплавов закалка повышает прочность, но снижает пластичность, у других, наоборот, снижает прочностные характеристики и повышает показатели пластичности, а у третьих повышает и прочность, и пластич
...
Сильное упрочнение с одновременным резким снижением пластичности в промышленных сплавах, подвергаемых закалке без полиморфного превращения, не наблюдается
...
При закалке без полиморфного превращения деформируемых сплавов наиболее частый случай — повышение прочности при сохранении высокой пластичности, которая может мало отличаться от пластичности отожженного сплава
...
Если же растворение избыточной фазы приводит к сильному разупрочнению, перекрывающему рост прочности, связанный с повышением концентрации матричного раствора, то сплав при закалке разупрочняется
...
На суммарном эффекте сказываются величина изменения растворимости при нагреве под закалку и прирост прочности матричного раствора, приходящийся на каждый процент растворяющегося элемента
...
Верхнюю границу интервала закалочных температур во избежание пережога выбирают ниже точки солидуса сплава с учетом возможного перепада температур в садке и точности теплового контроля
...
Кроме того, причиной пережога служит быстрое проникновение по оплавленным участкам компонентов атмосферы печи, приводящее к образованию окислов и газовых пузырей
...
При закаЛке литейных сплавов, которые в отличие от деформируемых предварительно не подвергают гомогенизационному отжигу и технологическому нагреву для горячей обработки давлением, необходимо учитывать плавление неравновесной эвтектики
...
В зависимости от системы легирования, содержания легирующих элементов, от того, насколько сильно на свойства сплава влияет неполнота растворения избыточных фаз, интервал закалочных температур составляет градусы и десятки градусов
...
Если возможный интервал закалочных температур достаточно широк, то температуру нагрева внутри него выбирают более высокой, чтобы сократить продолжительность растворения избыточных фаз
...
Кроме того, в некоторых полуфабрикатах требуется сохранить после обработки давлением нерекристаллизованную структуру, и поэтому температура нагрева под закалку не должна превышать температуру начала рекристаллизации
...
Чем толще сечение отливки и соответственно меньше скорость охлаждения при литье, тем толще частицы избыточных фази больше должно быть время нагрева под закалку
...
Чем ниже температура термостата, в который мы переносим образец, нагретый до температуры Тзак, тем больше степень переохлаждения и степень пересыщенности твердого раствора
...
Скорость образования центров выделения новой фазы в переохлажденном растворе, как и в случае фазового превращения в чистом металле, определяется выражением
...
Следовательно, инкубационный период — время до экспериментально фиксируемого начала распада раствора — с увеличением степени переохлаждения сокращается, а затем возрастает, изменяясь по С
...
Так как свойство при изотермической выдержке обычно изменяется плавно, то за условное начало распада принимают, например, увеличение или уменьшение свойства на
...
Например, у дуралюминов чувствительность к межкристаллитной коррозии, связанная с выделением избыточных фаз по границам зерен, обнаруживается раньше, чем изменение ав
...
Критическая скорость охлаждения при закалке Количественным критерием устойчивости переохлажденного твердого раствора является критическая скорость охлаждения
...
Факторы, влияющие на устойчивость переохлажденного раствора Устойчивость переохлажденного твердого раствора зависит от системы легирования, содержания легирующих элементов и структуры сплава перед закалкой
...
Работа образования критического зародыша зависит от поверхностной энергии на границе матрицы и выделения, а также от энергии упругой деформации, возникающей из
...
В пределах одной системы с увеличением концентрации легирующих элементов растет пересыщенность твердого раствора и, следовательно, уменьшается его устойчивость
...
Дисперсные включения интерметаллидов и других фаз, находящихся в сплаве при температуре закалки, могут уменьшить устойчивость переохлажденного раствора, инициируя его распад
...
В пределах одной системы с увеличением концентрации легирующих элементов растет пересыщенность твердого раствора и, следовательно, уменьшается его устойчивость
...
Дисперсные включения интерметаллидов и других фаз, находящихся в сплаве при температуре закалки, могут уменьшить устойчивость переохлажденного раствора, инициируя его распад
...
Ниже кратко рассмотрены наиболее характерные особенности мартенситного превращения в углеродистых сталях, которые более наглядно предстают при сравнении с перлитным превращением
...
Температура начала мартенситного превращения не зависит от скорости охлаждения в очень широком диапазоне скоростей, в то время как температура начала перлитного превращения снижается С ростом скорости охлаждения
...
Если охлаждение приостановить и выдерживать углеродистую сталь при постоянной температуре внутри этого интервала, то образование мартенсита почти сразу же прекращается
...
Температура начала мартенситного превращения не зависит от скорости охлаждения в очень широком диапазоне скоростей, в то время как температура начала перлитного превращения снижается С ростом скорости охлаждения
...
Между решетками кристаллов мартенсита и исходного аустенита имеется определенное ориентационное соотношение, закономерная ориентировка решетки мартенсита по отношению к решетке аустенита, в то время как при перлитном превращении решетки фаз, входящих в эвтектоидную смесь, могут быть и произвольно ориентированы по отношению к решетке исходного аусте
...
При мартенситном превращении в углеродистых сталях на плоской полированной поверхности образца образуется характерный рельеф, свидетельствующий об изменении формы превращенного объема аустенита
...
Мартенситное превращение, открытое при изучении закалки углеродистых и легированных сталей, как выяснилось впоследствии, является одним из фундаментальных способов перестройки кристаллической решетки, свойственным самым разным классам кристаллических веществ
...
Кривые температурной зависимости свободной энергии двух модификаций твердого раствора одинакового состава идут, пересекаясь, аналогично соответствующим кривым двух модификаций чистого компонента
...
Принципиальное различие состоит в том, что в случае чистого металла точка пересечения кривых свободной энергии отвечает температуре стабильного равновесия двух его модификаций, а в случае сплава
...
Для любого сплава рассматриваемой системы можно указанным способом отметить на диаграмме состояния температуру равенства свободных энергий метастабильных аи В
...
Но если при кристаллизации металлического расплава обычно трудно достичь таких переохлаждений, которые бы обеспечили прохождение бездиффузионной кристаллизации жидкого раствора, то в твердом состоянии из
...
Кинетически такое превращение в условиях низкой подвижности атомов возможно, так как оно совершается путем особого, мартенситного механизма перестройки решетки
...
Следовательно, мартенсит в сплавах, может быть и пересыщенным, и ненасыщенным твердым раствором легирующего элемента в низкотемпературной модификации базового компонента
...
Но аустенит не может полностью сохраниться при любом сколь угодно быстром охлаждении до комнатной температуры, так как в углеродистой стали его свободная энергия, начиная с некоторой температуры Т
...
Но если при кристаллизации металлического расплава обычно трудно достичь таких переохлаждений, которые бы обеспечили прохождение бездиффузионной кристаллизации жидкого раствора, то в твердом состоянии из
...
Кинетически такое превращение в условиях низкой подвижности атомов возможно, так как оно совершается путем особого, мартенситного механизма перестройки решетки
...
Поэтому мартенсит, образующийся в результате бездиффузионного полиморфного превращения аустенита в углеродистой стали, всегда является пересыщенным раствором внедрения углерода в сс
...
В системе с эвтектоидным превращением на диаграмму состояния можно нанести линию температур равенства свободных энергий двух модификаций твердого раствора
...
Температура начала мартенситного превращения Мартенситное превращение не может начинаться при любом сколь угодно малом переохлаждении относительно температуры Т
...
Для начала мартенситного превращения необходимо настолько переохладить аустенит ниже температуры метастабильного равновесия его с мартенситом, чтобы термодинамический стимул превращения
...
В системе с эвтектоидным превращением на диаграмму состояния можно нанести линию температур равенства свободных энергий двух модификаций твердого раствора
...
При скоростях охлаждения в сотни и тысячи градусов в секунду аустенит находится в переохлажденном состоянии выше точки Мп в течение времени порядка десятых долей секунды — секунд
...
За это время быстрая сегрегация очень подеижных атомов углерода успевает образовать равновесную концентрацию его на дефектах решетки аустенита, создавая тем самым его максимальное упрочнение
...
При скоростях охлаждения в сотни и тысячи градусов в секунду аустенит находится в переохлажденном состоянии выше точки Мп в течение времени порядка десятых долей секунды — секунд
...
Образование аустенита мартенситным путем возможно только в таких условиях, когда подавлено диффузионное перераспределение компонентов в исходном мартенсите
...
В углеродистых сталях обратное мартенситное превращение не было обнаружено, что можно объяснить высокой подвижностью атомов углерода в растворе внедрения
...

Электроэрозионная обработка металлов
Справочник газосварщика и газорезчика
Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирование сварных конструкций: Учеб. пособие
Теория термической обработки металлов. Учебник
Новые сварочные источники питания: Сб. науч. тр.
Общетехнический справочник
Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием: Справочник

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Теория термической обработки металлов. Учебник