Билет 26. 1.Особенности термической обработки порошковых материалов.

1. Особенности термической обработки порошковых материалов.

ТО - совокупность операций нагрева, выдержки при высоких Т и охлаждения в целях изменения структуры и обрабатываемости материала, улучшения сочетания его механических и физических свойств без изменения формы и размеров изделий. ТО является эффективным методом повышения физико-механических свойств и износостойкости стали.

Особенности:

- Специфические особенности спеченных сталей (пористость, неоднородность структуры, высокая окисляемость и др.) затрудняет использование технологических режимов ТО, разработанных для литых сталей, хотя основные закономерности процессов, происходящих при нагреве и охлаждении компактной стали, могут быть перенесены и на спеченные материалы.

ТО порошковых сталей имеет ряд особенностей, обусловленных прежде всего остаточной пористостью, а также химической и структурной неоднородностью.

- Остаточная пористость порошковых сталей оказывает влияние на рост зерна аустенита при нагреве сталей.

Наличие пор, а также особое строение контактных участков между исходными частицами порошков препятствуют росту зерна аустенита. Границы растущих зерен при встрече с порами блокируются ими и остаются неподвижными даже при длительной аустенизации.

- Повышенная дефектность порошковых сталей, большая флюктуация по углероду, наличие свободных поверхностей пор изменяют термодинамическое состояние порошковых сталей, повышают их свободную энергию и понижают работу образования зародышей новой фазы – аустенита.

2. Основные технологические варианты производства легированных порошковых сталей.

За счет легирования железной основы удается значительно повысить физико-механические свойства деталей. Для легирования используют различные металлы: медь, никель, хром, вольфрам, молибден, титан и др.

При введении легирующих элементов в железную основу упрочнение последней происходит за счет различных факторов. Легирующие элементы преимущественно растворяются в основных фазах железоуглеродистых сплавов (феррит, аустенит, цементит), либо образуют специальные карбиды. Перспективным методом повышения прочности является выделение интерметаллических фаз, достигаемое часто за счет старения.

Спеченные материалы высокой плотности могут иметь свойства, близкие к таковым прокатанного металла, если в процессе спекания за счет диффузии обеспечивается полная гомогенизация структуры. Это следует учитывать при выборе способа введения легирующего компонента.

1). Получение легированной стали из смеси порошков, когда структурообразование стали происходит при спекании. Однако полная гомогенизация при спекании требует использования тонких порошков, высокой Т и длительности спекания, часто полной гомогенизации при спекании достигнуть не удается.

2). Преимущество имеет технология использования порошков легированных сталей, в которых каждая частица представляет собой сплав и процессы гетеродиффузии при спекании отсутствуют, как и концентрационные неоднородности. Это позволяет резко повысить свойства сталей.

Таким образом, для получения оптимальных механических свойств спеченных материалов, как углеродистых, так и легированных, необходимо, чтобы при спекании структура материала была приведена в равновесное состояние.

Одним из путей ускорения процессов гомогенизации структуры может быть применение менее концентрированных добавок, чем чистые вещества.

3). Легирующие компоненты можно вводить в железную основу и методом инфильтрации. Прессование порошков железа или сплавов железа с последующей пропиткой и заполнением пор жидкими металлами или сплавами применяется при изготовлении большой группы конструкционных изделий (шестерен, втулок, стаканов, гаек, ступиц и др.).

4). Используются также процессы диффузионного поверхностного легирования за счёт ХТО при поступлении легирующего элемента из засыпки, в которую помещают насыщаемую заготовку.

Дата добавления: 2015-07-25