94327

Перетворення в загартованій сталі при нагріванні. Відпуск та старіння

Доклад

Производство и промышленные технологии

В результаті другого перетворення залишковий аустеніт перетворюється в перенасичений а-розчин фериту і цементиту, тобто перетворення закінчується повним виділенням з розчину цементиту й утворенням кубічного мартенситу. Третє перетворення закінчується утворенням ферито-цементитної суміші.

Украинкский

2015-09-11

25.09 KB

0 чел.

Перетворення в загартованій сталі при нагріванні. Відпуск та старіння.

При нагріванні сіалі відбуваються перетворення мартенсит}' і залишкового аустеніту.

Залежно від температури нагрівання умовно можна виділити чотири перетворення: перше відбувається в інтервалі температур 80-200°С. друге при температурах 200-300°С третє — при 300-400°С и четверте при температурах вище 400°С.

У таблиці позначено: М мартенсит, Ф ферит, Мвш мартенсит відпущений, Азал аустеніт залишковий, Ре2С є-карбід.

З табл.3.1 видно, що в результаті першого перетворення структура загартованої сталі складається з так названого відпущеного мартенситу метастабільного є-карбіду Ре2С, що виділився з нього, а також залишкового аустеніту, який не зазнав змін.

В результаті другого перетворення залишковий аустеніт перетворюється в перенасичений а-розчин фериту і цементиту, тобто перетворення закінчується повним виділенням з розчину цементиту й утворенням кубічного мартенситу.

Третє перетворення закінчується утворенням ферито-цементитної суміші.

Коагуляція часток цементиту відбувається при подальшому нагріванні вище 400°С, при так названому, четвертому перетворенні. Зазначені в таблиці температурні інтервали для кожної марки сталі різні й можуть зміщатися в більшу або меншу сторону.

Відпуск сталі: Процеси перетворення мартенситу і залишкового аустеніту при нагріванні називаються відпуском загартованої сталі. Відпуск залежно від одержаної мікроструктури називають низьким, середнім або високим.

Після низького відпуску (120-250°С) у загартованій сталі зберігається мікроструктура мартенситу. Після середнього відпускання (350-500°С) утвориться тростит відпуску, після високого (500-б50°С) сорбіт відпуску. Останні дві структури (тростит і сорбіт) розрізняються лише за ступенем дисперсності цементитних часток і механічних властивостей.

У ферито-цементитних сумішах, які утворюються при розпаді переохолодженого аустеніту, цементит має пластинчасту форму, а при розпаді мартенситу зернисту.

Відпуск є кінцевий вид термічної обробки, який призначається для створення в сталі певної структури в цілях отримання заданих якостей.

Таким чином, відпуском називають технологічний процес термічної обробки, який полягає в нагріванні загартованої сталі до певної температури, яка не перевищуює точки Ась витримці при ній і подальшим охолодженням до кімнатної температури.

Низький відпуск проводять шляхом нагрівання загартованої сталі до температури 120-250°С. При даних температурах утворюється структура відпущеного мартенситу, дещо знімаються внутрішні напруження і зберігається властива мартенситу висока твердість. Цьому відпуску підлягають деталі, які працюють в умовах тертя і зносу, цементовані (шестерні, вали коробок передач, диски фрикційних механізмів та ін.), а також ріжучі і вимірювальні інструменти. Температура відпуску вибирається у вказаних рамках в залежності від призначення виробу. Наприклад, ріжучий і вимірювальний інструмент в цілях збереження високої твердості і зносостійкості відпускають при температурах

150-200°С. Цементовані вироби, твердість яких повинна бути в рамках НКС 50-60, відпускають при температурах 200-220°С.

Інколи на виробництві, особливо інструментальному, використовують гартування з самовідпуском. Температуру самовідпуску в цьому випадку визначають по кольорам побіжалості, які представляють собою кольори тонкої плівки окисла, яка утворюється при температурах: 220°С світло-жовтий; 255°С коричневий; 285°С фіолетовий; 295-3І0°С -темно-синій; 330°С темно-сірий. З підвищенням температури відпуску збільшується товщина оксидної плівки і змінюється її забарвлення.

Середній відпуск проводять шляхом нагрівання загартованої сталі до температури 350-500°С. В результаті середнього відпуску сталь набуває структури троститу відпуску, твердість помітно знижується, при цьому зберігається висока міцність і пружність сталі. Такому відпуску підлягають пружини, ресори, торсіонні та інші пружинні елементи. Середній відпуск здійснюється в електричних печах чи в розплавах солей.

Високий відпуск проводять при температурах 500-650°С. При цьому сталі набувають структуру сорбіту відпуску, яка поєднує високу в'язкість і пластичність з достатньо високою твердістю і міцністю. При високому відпуску майже повністю знімаються внутрішні напруження. Високий відпуск використовується для деталей, які працюють при великих ударних і знакозмін-них навантаженнях (шатуни, поршні і силові шпильки двигунів).

Термічна обробка, яка складається з гартування і подальшого високого відпуску з метою отримання мікроструктури сорбіту відпуску, в техніці отримала назву покращення. Покращенню піддають середньовуглецеві (0,3-0,6%С) конструкційні і леговані сталі, від яких вимагають високої межі текучості от, межі міцності ав, ударної в'язкості а„.

Для деяких сталей, які містять леговані елементи Сг, \У, V, Мо, температурні інтервали розпаду мартенситу зміщуються в бік підвищення температури, тому і вказані інтервали для різних видів відпуску також зміщуються вгору.

Старіння сталі

Розпад пересиченого а-розчину низьковуглецевої сталі, що протікає в часі і обумовлює зміну властивостей, називається старінням.

У низьковуглецевих сталях при швидкому охолодженні процес виділення третинного цементиту (відповідно до лінії Р(3) затримується. Це призводить до одержання при нормальній температурі пересиченого вуглецем фериту. Отже, твердий розчин є метастабільним і буде прагнути до зменшення своєї внутрішньої енергії шляхом розпаду.

Відомо 3 види старіння: старіння загартованої, низьковуглецевої і деформованої сталі.

Процеси, що відбуваються в сталі при кімнатній температурі, називають природним старінням, при підвищених температурах штучним.

Штучне старіння загартованих сталей відбувається при температурах 50-150°С, деформованих при температурах 200-350°С протягом декількох хвилин.

При старінні термічно-оброблених сталей, як вважається, відбуваються процеси виділення третинного цементиту у вигляді дисперсних частинок або нітридів Ре4Н або Ре6И2. Ці частинки, створюють атмосфери Коттрелла, ускладнюють рух дислокацій, що призводить до підвищення твердості сталі. Одночасно знижується ударна в'язкість і підвищується поріг холодноламкості сталі.

Старіння деформованої сталі розвивається протягом 15-16 діб, при 20°С, та протягом декількох хвилин при 200-350°С. Воно пов'язано не з виділенням надлишкової фази з пересиченого твердого розчину, а тільки з перерозподілом атомів у решітках розчину. В результаті спотворень, при холодній деформації в решітках фериту, виникають області стиску й розтягнення. Атоми вуглецю, що перебувають у розчині, при нагріванні або навіть при кімнатній температурі переміщаються в області стиску, а атоми заліза — у розтягнуті місця. Скупчення вуглецю, утворюючи атмосфери Коттрелла навколо дислокацій, впливають на механічні властивості так само, як дисперсні виділення цементиту при термічно-обробленій сталі.

Старіння негативно позначається на експлуатаційних і технологічних властивостях багатьох сталей, викликає руйнування конструкції після зварювання, згинання, а також погіршує штамповку сталей. Для зменшення схильності сталі до старіння її легують алюмінієм, титаном, або ванадієм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24410. Имидж и его свойства 41 KB
  Имидж складывается в ходе личных контактов человека на основе мнений высказываемых о нем окружающими. Многие индивиды от природы обладают привлекательным имиджем наделены обаянием. Однако отсутствие внешней привлекательности не должно мешать созданию благоприятного имиджа.
24411. Архитектура безопасности. Модели безопасности ее оценки. Общие критерии 44.5 KB
  Данные файла занимают весь первый кластер и только один байт второго остальная же часть второго кластера ничем не заполнена однако недоступна для других файлов эта незанятая область поанглийски называется slack. В следующем доступном кластере могут размещаться данные другого файла. Если под данные этого файла не хватит второго кластера файл будет продолжен в следующем доступном кластере. DOS использует FAT для хранения информации необходимой для доступа к файлам записанным на диске.
24412. Типы процессов, развитие процесса в системе (ОС) 662.5 KB
  Каждый вычислительный процесс характеризуется набором действий набором информационных объектов последовательностью обработки и начальными состояниями говорят о наличии полного процесса в системе. Состояние системы определяется действиями производимыми процессами которые могут затребовать захватить или освободить ресурсы. В этом случае типы отношений предшествования которые возможны между процессами можно представить в следующем виде: Развитие процесса P представляется направленной дугой графа.
24413. Понятие семафора, назначение семафора, операции P(Q) и V(Q) 90 KB
  Ее можно проводить из любой точки Интернета в адрес любого сервера а для отслеживания злоумышленника потребуются совместные действия всех провайдеров составляющих цепочку от злоумышленника до атакуемого сервера VPN Потребительская сущность VPN виртуальный защищенный туннель или путь с помощью которого можно организовать удаленный защищенный доступ через открытые каналы Интернета к серверам баз данных FTP и почтовым серверам. VPN это: защита трафика основанная на криптографии; средство коммуникации с гарантией защиты доступа к...
24414. Понятие тупика, характеристика отношений, возникающих в системе (граф запросов и разделения ресурсов).Способ определения наличия тупиковой ситуации в системе (редукция графа) 112 KB
  К основным законам и подзаконным актам регламентирующим деятельность в области защиты информации относятся: Законы Российской Федерации: О федеральных органах правительственной связи и информации от 19.95 № 15ФЗ; Об информации информатизации и защите информации от 20.95 N 170; О лицензировании деятельности предприятий учреждений и организаций по проведению работ связанных с использованием сведений составляющих государственную тайну созданием средств защиты информации а также с осуществлением мероприятий и или оказанием услуг по...
24415. Четыре условия возможности возникновения тупика 77 KB
  Политика безопасности. Процедуры управления безопасностью также важны как и политики безопасности. Если политики безопасности определяют что должно быть защищено то процедуры безопасности определяют как защитить информационные ресурсы компании. Нескольких важных процедур безопасности: 1.
24416. Факторы сложности восстановления систем после тупика 69 KB
  Эксплуатация инфраструктуры безопасности. Эксплуатация инфраструктуры безопасности. Если такое превышение имеет место значит данная строка это одна из первоочередных целей разработки политики безопасности. Если интегральный риск превышает допустимое значение значит в системе набирается множество мелких огрешностей в системе безопасности которые в сумме не дадут предприятию эффективно работать.
24417. Описание формальной модели ОС для абстрактной микропроцессорной ЭВМ 155 KB
  Структуру ОС в t T можно представить с помощью графа Гt вершинами которого являются элементы Р={P0 Pn} множество процессов и множество ресурсов R={r0 rq} а ребра устанавливают связь между вершинами. ОС является динамически изменяемая система то некоторые элементы в моменты времени t1 t2 принадлежащие Т если t1≠t2 представляют структуру ОС в виде графа Гt1 и графа Гt2. Проследим изменения графа Гt отображая структуру ОС в любой момент времени t T. Определим множество Е как совокупность правил фиксирующих изменение структуры...