Виды отпуска и структуры сталей
| Вид отпуска | Температура, оС | Фазовый состав | Применение |
| Низкий | 120 - 250 | Мартенсит отпуска | Измерительные инструменты, штампы холодного деформирования. |
| Средний | 350 - 500 | Троостит отпуска | Пружины, рессоры, штамповый инструмент горячего деформирования |
| Высокий | 500 - 650 | Сорбит отпуска | Валы, кулачки, червячные механизмы, шестерни |
Термическая обработка, которая состоит из закалки и высокого отпуска называется термическим улучшением.
На фазовые превращения при отпуске оказывают влияние такие легирующие элементы как хром, ванадий, молибден и вольфрам. Во-первых, они замедляют процесс распада мартенсита, сдвигая его к более высоким температурам; это обеспечивает и сохранение твёрдости, и более полное снятие остаточных напряжений.
Свойство стали сохранять твердость после отпуска при температурах, более высоких температурах, чем 450оС, называется теплостойкостью. Теплостойкие стали могут применяться для более высоких температур, чем углеродистые.
Во-вторых, в сталях, содержащих более 3 % (суммарно) элементов хрома, молибдена, вольфрама при температурах выше 450°С происходит дополнительный распад аустенита с образованием дисперсных частиц карбидов Cr7C3, VC, Mo2C, W2C (они называются «спецкарбидами»). Это вызывает упрочнение сталей, которое называется «вторичным твердением», а сами стали – вторично твердеющими. Среднелегированные вторично твердеющие стали широко используются в качестве материалов для инструментов горячего деформирования, так как обладают повышенной прочностью при рабочих температурах.
|
|
|
Термомеханическая обработка сталей
Термомеханическая обработка сталей (ТМО) – это технологическая операция, при которой совмещается пластическая деформация аустенита и термическая обработка (закалка).
ТМО применяется для получения комплекса механических свойств, отличающихся от тех, которые получаются в результате закалки и отпуска – повышенная прочность в сочетании с повышенной пластичностью.
Рис. 2.31.Схема термомеханической обработки сталей:
А – ВТМО; б – НТМО; заштрихованная зона – интервал температур рекристаллизации
Применяется для углеродистых и легированных сталей: на металлургических заводах полуфабрикаты с последующим изготовлением деталей из упрочненных заготовок; на машиностроительных заводах – детали непосредственно в процессе их изготовления.
Виды ТМО сталей различаются в зависимости от температуры деформации: низкотемпературная (НТМО) и высокотемпературная (ВТМО) (рис.2.31). В качестве способов деформирования наиболее широкое применение получили прокатка, штамповка и ковка.
|
|
|
При НТМО температура деформации находится ниже температуры рекристаллизации и, как правило, составляет 400 - 600ºС. НТМО обеспечивает наиболее высокий уровень прочности (σв = 2800 МПа), однако как технологическая операция, она имеет ряд недостатков: необходимость применения мощного оборудования для деформации в области сравнительно низких температур; пониженные значения пластичности и вязкости и др.
ВТМО имеет более широкое применение в производстве. Аустенит деформируют при температуре выше температуры рекристаллизации и выше температуры Ас3. Это позволяет использовать ВТМО не только для легированных, но и углеродистых сталей. Заключительной операцией является низкий отпуск (100 - 200ºС).
Структура деформированного аустенита при закалке наследуется образующимся мартенситом, что приводит к получению благоприятного комплекса механических свойств:
1. Прирост временного сопротивления разрыву по сравнению с термообработкой «закалка + отпуск» составляет 200 - 500 МПа при сохранении или увеличении в 1,5 - 2 раза пластичности, ударной вязкости, и др. Максимальный уровень прочности может достигать 2400 МПа.
2. Повышается предел выносливости.
|
|
|
3. Снижается порог хладноломкости.
4. Снижается чувствительность сталей к надрезу.
Таким образом, ТМО позволяет достигнуть более высоких показателей прочности и надежности по сравнению с обычной закалкой и отпуском.
Примечательно и то, что структура, сформировавшаяся при ВТМО, обладает значительной стабильностью и может сохраняться при повторной термической обработке. Высокотемпературная термомеханическая обработка применяется при производстве рессор, труб, сортового проката, буровых штанг и др.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!