Инструментальные стали и их термическая обработка

Листать книгу

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

скачать книгу Инструментальные стали и их термическая обработка

Цель и теоретические основы термической обработки инструментальных сталей Цель термической обработки инструментальных сталей состоит в том, чтобы создать в стали определенного состава структуру, обеспечивающую такие механические и физические свойства, в которых имеется необходимость при обработке и главным образом при эксплуатации инструмента
...
Изотермические диаграммы следует воспринимать таким образом, что стали в аустеннтном состоянии очень быстрым охлаждением переохлаждают до заданной температуры и выдерживают прн ней, фиксируя начало н конец превращения
...
Кроме сплощных линий, соответствующих началу н концу превращения, на диаграмме прерывистой линией изображена кривая, характеризующая влияние степени переохлаждения н диффузии
...
К особенности использования диаграмм изотермических превращений относится н то, что только при каждой отдельно взятой постоянной температуре можно судить о начале И конце превращения, но нельзя судить об этом в случае непрерывного охлаждения
...
Диффузионные превращения, как мы уже видели, начинаются с образования центров зарождения новых фаз и продолжаются с их увеличением до тех пор, пока ие превратится весь аустенит
...
Дентры зарождения цементита вследствие направленной в их стороны диффузии углерода быстро увеличиваются в длину н в ширину, однако их рост в толщину происходит медленно, вследствие чего образуются пластинки цементита
...
Вместе с измельчением структуры перлита увеличивается сопротивление стали пластической деформации и поэтому ее твердость и предел текучести существенно выще, чем при равновесном состоянии
...
Обычно видимой связи между ориентацией аустенита и феррита или вторичного цементита нет, поэтому они возникают беспорядочно по бывшим границам зерен аустенита и в направлении толщины растут чрезвычайно медленно
...
Начало выделения предэвтектоидных фаз сталей на диаграммах изотермических превращений обозначается кривой, примыкающей к изотерме температуры Лет или соответственно Лз
...
В этом случае аустенит, охлажденный ниже температуры А, или Лет и Аи также может в зависимости от температуры превращаться в предэвтектоидный феррит или вторичный цементит, а затем в перлит, бейнит и мартенсит
...
кривые, характеризующие начало и конец перлитного и бейнитного превращений, не могут идти в обратном направлении, как иа диаграммах изотермических превращений
...
Если аустенит в более высоком интервале температур полностью превращается в продукт диффузии, то в более низком интервале температур дальнейшее превращение
...
Поэтому иа диаграммах непрерывных превращений начало и конец фазовых превращений, а также количество и характер возникающих фаз можно считать только вдоль кривых, имеющих различные скорости охлаждения
...
Для того чтобы диффузионные превращения аустенита не могли начаться, сталь необходимо быстро охлаждать — точнее со скоростью, не меньшей критической скорости охлаждения, до температуры Мш
...
Аустенит в стали возникает не только в процессе первичной кристаллизации н затвердевания прн охлаждении, но и во время нового нагрева полностью охлажденной стали
...
Это превращение начинается с образования центров зарождения новой фазы по границам зерен феррита и цементита и продолжается с ростом устойчивых зародышей
...
Если сталь содержала также и предэвтектоидную структурную составляющую, то превращение феррита или растворение вторичных карбидов начинается только после превращения перлита в аустенит
...
Так как при этом протекает также процесс перекристаллизации и вследствие этого измельчение зерна, то отжиг успешно применяют для термической обработки высоколегированных инструментальных сталей с высоким содержанием углерода даже тогда, когда очень медленное охлаждение требует продолжительного времени
...
Сталь, имевшая до нормализации крупнозернистую структуру, в процессе нормализации получает более тонкую структуру, Охлаждение на воздухе создает в большинстве инструментальных сталей твердую структурную составляющую, поэтому нормализуют на воздухе только нелегированные и низколегированные стали
...
В некоторых случаях целью закалки является не достижение высокой твердости, обеспечиваемой мартенситным превращением, а создание очень сильно пересыщенного и высоколегированного твердого раствора
...
Для скорости закалки очень важно, каковы температура и продолжительность процесса аустенитизации, а также в какой охлаждающей среде и в каких размерах может быть достигнуто мартенситное превращение
...
Повышение тенлостойкостн и износостойкости, а также эффективности процесса дисперсионного твердения, как мы уже видели, сильно зависит от количества карбидов, растворенных в процессе аустенитизации, и степени легированности аустенита
...
Правда, большая температура аустенитизации перед закалкой приводит к увеличению конечной твердости, износостойкости и теплостойкости, но за счет снижения вязких свойств стали
...
Поэтому инструменты, требующие повышенной вязкости, доводят перед закалкой до аустенитного состояния, нагревая сталь до нижней границы интервала температур аустенитной области
...
К операции закалки относится и следующее за аустенитизацией быстрое охлаждение, осуществляемое в зависимости от состава стали и размеров инструмента в воде, в масле, в соляной ванне или расплаве металла, в потоке воздуха и т
...
Правда, большая температура аустенитизации перед закалкой приводит к увеличению конечной твердости, износостойкости и теплостойкости, но за счет снижения вязких свойств стали
...
Поэтому инструменты, требующие повышенной вязкости, доводят перед закалкой до аустенитного состояния, нагревая сталь до нижней границы интервала температур аустенитной области
...
К операции закалки относится и следующее за аустенитизацией быстрое охлаждение, осуществляемое в зависимости от состава стали и размеров инструмента в воде, в масле, в соляной ванне или расплаве металла, в потоке воздуха и т
...
Закалочные напряжения можно также уменьшить охлаждением инструмента в такой среде, обладающей наименьшей охлаждающей способностью, в которой все еще можно достичь требуемой твердости
...
Напряжения, вызываемые превращением, лучше всего можно снять в том случае, если во всей массе закаливаемого инструмента одновременно начнется и будет протекать превращение в интервале температур мартенснтного превращения
...
В процессе закалки в легированных инструментальных сталях, а также в инструментальных сталях с высоким содержанием углерода наряду с мартенситом всегда присутствует остаточный аустенит
...
Обработку холодом необходимо осуществлять непосредственно после закалки нли хотя бы в течение получаса после нее, так как в противном случае остаточный аустенит стабилизируется и с большим трудом превращается в мартенсит
...
Однако внутренние более холодные слои металла препятствуют тепловому расширению внешних слоев, поэтому во внешних слоях изделия возникают сжимающие, а в сердцевине, наоборот, растягивающие напряжения
...
Расширяющийся внешний слой оказывает растягивающее воздействие на более холодную часть — сердцевину, что может вызвать возникновение в центре детали внутренних трещин
...
, то скорость охлаждения должна быть только такой, которая не вызывает большой разности температур, так, что в детали не возникнут достигающие предела текучести или еще большие напряжения, т
...
В ходе отжига и термической обработки, предшествующей операции окончательной обработки путем снятия стружки, когда деформация имеет наименьшее значение и не вызывает особенных забот, слишком медленный нагрев экономически нецелесообразен
...
Мощность отдельных нагревательных устройств и возникающая в детали разность температур обычно больше, чем может быть допустима для предельных тепловых напряжений и коробления
...
При отжиге, нормализации, а также в ходе термической обработки, предшествующей обработке металла резанием, при которых незначительное коробление еще не вызывает особенных тревог, слишком медленный нагрев экономически нецелесообразен
...
Продолжительность выдержки не зависит от способа нагрева и размеров изделия и определяется только исходной структурой стали и скоростью необходимых структурных изменений
...
Для долговечности н качества инструментальных сталей обезуглероживание более опасно, чем окисление, так как содержание углерода в поверхностном слое становится значительно
...
Равновесные постоянные некоторых реакций для случаев, встречающихся на практике, известны, поэтому течение некоторых реакций можно изменять и направлять регулированием состава газовой смеси
...
Состав газовой среды печей, работающих на жидком или газообразном топливе, изменяется в зависимости от коэффициента полезного действия процесса горения
...
Газовую среду печи можно регулировать таким образом, чтобы сжигать известные во составу естественные или искусственные нейтральные или агрессивные газы с определенным количеством воздуха
...
Сыпучая защитная среда является плохим проводником тепла, поэтому наряду с защитой поверхности она позволяет лишь медленно, а следовательно, и равномерно нагревать деталь
...
В зависимости от качества сыпучей защитной среды и нагретой стали температура иагрева может оказывать нейтральное, науглероживающее и даже обезуглероживающее действие
...
Перед использованием сыпучая защитная среда, содержащая углерод, для уменьшения науглероживающего воздействия должна быть хорошо прогрета без доступа воздуха в герметически закрытом Ящике и использовать ее можно только в совершенно сухом и незагрязненном виде
...
Если необходимо предохранить поверхность стали от обезуглероживания или от образования окалины, целесообразно применять инертные газы, вакуум или газы с противоположным воздействием, например окислительные, восстанавливающие, обезуглероживающие
...
Универсальной газовой среды, которая может быть использована во всех случаях, нет, так как состав газовой смеси, находящейся в равновесии со сталью, изменяется в зависимости от температуры
...
Обычно при нагреве до белого каления инструментальных сталей с высоким содержанием углерода и высоколегированных используют газовую защитную среду, очищенную от углекислого газа
...
В устройствах термической обработки в вакууме из пространства, окружающего деталь, путем уменьшения давления, удаляют газы, способные вступать в реакнию с поверхностью детали
...
Таким образом можно получить чистую, гладкую, необезуглероженную и неокислеииую поверхность, и после термической обработки операции по окончательной обработке становятся ненужными
...
После нагрева в вакууме нагревающее и охлаждающее пространства наполняют защитной газовой средой, а затем через разделяющую заслонку изделия проталкивают в охлаждающее пространство
...
Теплопередача в вакуумных печах ниже, чем в соляных ваниах, поэтому возрастает продолжительность нагрева, однако градиент температур в изделнн уменьшается и, следовательно, коробление снижается
...
Увеличение продолжительности нагрева и соответственно выдержки при термической обработке штамповых инструментальных сталей для холодного и горячего деформирования особенных трудностей не вызывает
...
Эффективность закалки, подавление выделения доэвтектоидных карбидов и предупреждение перлитного превращения в решающей степени зависят от процесса охлаждения н теплопоглоща
...
Это является неблагоприятным фактором, так как в интервале температур мартенситных превращений охлаждающее действие воды очень велико, в чем как раз нет никакой необходимости
...
Это является неблагоприятным фактором, так как в интервале температур мартенситных превращений охлаждающее действие воды очень велико, в чем как раз нет никакой необходимости
...
С точки зрения закалки инструментальных сталей наиболее благоприятной является теплая соляная ванна, которая в интервале более высоких критических температур изделия очень эффективна, но с приближением к температуре ванны становится все слабее
...
С точки зрения закалки инструментальных сталей наиболее благоприятной является теплая соляная ванна, которая в интервале более высоких критических температур изделия очень эффективна, но с приближением к температуре ванны становится все слабее
...
Охлаждающие ванны следует систематически очищать от грязи, так как слишком сильное их загрязнение может вызывать местный перегрев и стремительное, взрывообразное окисление
...
Во избежание этого недостатка целесообразно использовать другие, более дорогостоящие, но обладающие таким же, как и воздух, охлаждающим воздействием нейтральные или инертные газы
...

Индукционная наплавка твердых сплавов
Ультразвуковая дефектоскопия: Справ. пособие
Процессы цементации в цветной металлургии
Инструментальные стали и их термическая обработка
Основы технологического проектирования сборочно-сварочных цехов
Повышение эффективности лазерной обработки материалов
Сварка в защитных газах плавящимся электродом. Часть 1. Сварка в активных газах. Издание 2-е, переработанное

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

admin

Инструментальные стали и их термическая обработка