Технологические параметры термообработки
Режим термической обработки характеризуется технологическими параметрами, к которым относят: скорость нагрева (Vн, ºС/ч) или время нагрева (τ1, ч); температура нагрева (t, ºС); время выдержки (τ2, ч); среда нагрева; скорость охлаждения (Vохл, ºС/ч).
Рис. 2.18. Технологические параметры термообработки:
время нагрева τн, температура выдержки tв, время выдержки τ в,
скорость охлаждения V охл
Из всех технологических параметров основными параметрами, по которым различают виды термообработки, являются температура и скорость охлаждения (рис. 2.18).
Средой, в которой осуществляют нагрев, чаще всего является воздух. В особых случаях применяют защитные среды – вакуум или инертные газы, предохраняющие поверхность сплавов от окисления, наводораживания, обезуглероживания и других процессов взаимодействия поверхности с газовой атмосферой. Существуют группы деталей, нагрев которых осуществляется в расплавах солей.
Температура и скорость охлаждения – основные отличительные параметры видов термообработки (табл. 2.3). Температура термообработки является специфической для каждого сплава: она соотносится с положением температур фазовых превращений – для сплавов каждого конкретного химического состава. В то же время скорость охлаждения имеет четкую количественную характеристику для всех сплавов, так как она зависит только от свойств охлаждающей среды и условий охлаждения. Скорость охлаждения в разных средах увеличивается в следующем ряду: охлаждение на воздухе,охлаждение в масле, охлаждение в воде. Охлаждение в полимерных средах занимает промежуточное положение между закалкой в масле и в воде.
|
|
|
Таблица 2.3
Скорости охлаждения при различных видах термической обработки
| Вид термообработки | Температуры нагрева | Скорость охлаждения | Среда охлаждения |
| Отжиг | Различные | Медленная (20 - 30 ºС/ч) | Воздух (в печном пространстве) |
| Нормализация (для сталей) | Выше температур фазовых превращений | Ускоренная (50 - 100 ºС/ч) | Воздух (вне термического оборудования) |
| Закалка | Очень быстрая (100 - 300 ºС/с); | Специальные среды | |
| Отпуск, старение | Ниже температур закалки | Произвольная | Воздух, вода |
Скорость охлаждения при каждом виде термообработки предопределяет равновесность или неравновесность, получаемых продуктов фазовых превращений.
Отжиг, проведенный при высокой температуре, выше начала фазовых превращений, с последующим медленным охлаждением, способствует получению равновесного состояния.
|
|
|
Закалка предотвращает равновесные фазовые превращения. В результате образуется неравновесная, метастабильная фаза.
Отпуск или старение – операции термообработки, проводимые после закалки, при более низких температурах, приближают структуру к равновесию путем распада нестабильной фазы и образования стабильных и промежуточных – метастабильных фаз.
Сочетание видов термообработки – закалки + отпуск или закалка + старение приводит к упрочнению сплавов, поэтому эти двойные обработки носят название упрочняющей термообработки.
Закалка + отпуск или закалка + старение являются окончательным этапом получения изделия, поскольку обеспечивают требуемый уровень механических свойств.
Отжиг первого рода применяют для всех сплавов (вне зависимости от вида диаграммы состояния), а также для порошковых и гранулированных материалов.
Закалку обычно проводят для сплавов на основе полиморфных металлов (закалка с полиморфным превращением), либо для сплавов с ограниченной переменной растворимостью (закалка без полиморфного превращения).
Двухэтапную термообработку «закалка + старение» применяют дляразличных сплавов: алюминиевых, магниевых, медных, никелевых, а также для высоколегированных сталей (так называемых «мартенситостареющих»). При закалке образуется неравновесная фаза в виде пересыщенного твердого раствора, имеющего пониженную твердость и повышенную пластичность. При последующем старении происходит распад твердого раствора с образованием высокодисперсных фаз, в результате чего повышается прочность сплава (рис. 2.19, а).
|
|
|
Рис. 2.19. Схема изменения твердости закаленных сплавов при старении (а)
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 418; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!