Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

цель которой заключается в создании требуемого комплекса механических либо иных физико-химических свойств материала изделия, в увеличении эксплуатационных характеристик работы изделий в конструкциях, машинах и агрегатах, а также в улучшении технологичности материала при получении изделий.

Термическая обработка, как операция технологического процесса, за-

ключается в нагреве металла или сплава до заданной температуры, в выдержке при этой температуре либо без выдержки с последующим охлаждением.

два принципа классификации: технологический и фазовых превращений.

основные группы: собственно термическая; химико-термическая и деформационно-термическая обработка (рис. 1.1).

Собственно термическая обработка в зависимости от структурного со-

стояния, получаемого в результате ее применения, разделена на три класса: отжиг; закалка; отпуск и старение.

Отжиг подразделяется на два вида: отжиг первого рода и второго рода.

К отжигу первого рода отнесены виды, в процессе которых фазовые (по-

лиморфные) превращения не протекают, а если и протекают, то не оказывают решающего влияния на основные результаты обработки и структуру сплава (уменьшающий напряжения, гомогенизационный, рекристаллизационный, дорекристаллизационный, увеличивающий зерно).

К отжигу второго рода - виды отжига, при которых фазовые превраще-

ния обусловливают цель и возможность проведения отжига.

К нему относятся: полный отжиг, нормализация, одинарная термическая об-

работка, изотермический, одинарная изотермическая обработка, неполный,

сфероидизационный циклический отжиг и др.

Рисунок 1.1. Основная таблица классификации видов термической обработки металлов. (Условные обозначения: ТО - термическая обработка; МТО - механико-термическая обработка; ТМО - термомеханическая обработка; МДТО - микродеформационнотермическая обработка)

Отпуску подвергают сплавы, главным образом стали, закалённые на мартенсит. Основные параметры процесса — температура нагрева и время выдержки, а в некоторых случаях и скорость охлаждения (для предотвращения отпускной хрупкости)

Старение применимо к сплавам, которые были подвергнуты закалке без полиморфного превращения. Пересыщенный твёрдый раствор в таких сплавах термодинамически неустойчив и склонен к самопроизвольному распаду. Старение заключается в образовании путём диффузии внутри зерен твердого раствора участков, обогащенных растворённым элементом (зон Гинье — Престона) и (или) дисперсных частиц избыточных фаз, чаще всего химических соединений.

Закалка с полиморфным превращением применима к любым металлам и сплавам, в которых при охлаждении перестраивается Кристаллическая решётка. Основные параметры процесса — температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения. Нагрев производят до температуры выше критической точки, чтобы образовалась высокотемпературная фаза

Закалка без полиморфного превращения применима к любым сплавам, в которых при нагревании избыточная фаза полностью или частично растворяется в основной фазе. Важнейшие параметры процесса — температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения. Скорость охлаждения должна быть настолько большой, чтобы избыточная фаза не успела выделиться (процесс выделения фазы обеспечивается диффузионным перераспределением компонентов в твёрдом растворе)

Отжиг 2-го рода применим только к тем металлам и сплавам, в которых при изменении температуры протекают фазовые превращения. При отжиге 2-го рода происходят качественные или только количественные изменения фазового состава (типа и объёмного содержания фаз) при нагреве и обратные изменения при охлаждении. Основные параметры такого отжига — температура нагрева, время выдержки при этой температуре и скорость охлаждения. температуру и время отжига выбирают так, чтобы обеспечить необходимые фазовые изменения, например полиморфное превращение (см. Полиморфизм) или растворение избыточной фазы.

Отжиг 1-го рода (гомогенизационный, рекристаллизационный и для уменьшения остаточных напряжений) частично или полностью устраняет отклонения от равновесного состояния структуры, возникшие при литье, обработке давлением, сварке и др. технологических процессах. Процессы, устраняющие отклонения от равновесного состояния, идут самопроизвольно, и нагрев при отжиге 1-го рода проводят лишь для их ускорения. Основные параметры такого отжига — температура нагрева и время выдержки. В зависимости от того, какие отклонения от равновесного состояния устраняются, различают разновидности отжига 1-го рода

Она, как основной упрочняющий вид обработки, обеспечивает надежность и достаточную долговечность работы машин и механизмов, уменьшает их металлоемкость, массу, снижает энергетические эксплуатационные затраты.

Многие специальные металлические материалы, например, коррозионностойкие, инструментальные быстрорежущие стали приобретают эти свойства только в результате специальной термической обработки.

Химико-термическая обработка металлов, совокупность технологических процессов, приводящих к изменению химического состава, структуры и свойств поверхности металла без изменения состава, структуры и свойств его сердцевидных зон. Осуществляется с помощью диффузионного насыщения поверхности различными элементами при повышенных температурах.

ОБРАБОТКА ДЕФОРМАЦИОННО-ТЕРМИЧЕСКАЯ – (ДТО) [thermomechanical treatment] — совокупность операций горячей обработки давлением и термической обработки сталей и сплавов, совмещенных в одном непрерывном технологическом цикле, например, в линии стана горячей прокатки. ДТО отличается тем, что повышение в результате пластической деформации плотность дефектов кристаллической решетки наследуется в той или иной форме структурой металла, формируемой в процессе последующего охлаждения. Поэтому ДТО обеспечивает более высокий уровень прочностных свойств металла, а также существенно снижает энергоемкость его производства

Дата добавления: 2015-08-29