- •Тема № 1 атомно-кристаллическая структура металлов Классификация металлов
- •Кристаллическое строение металлов
- •Реальное строение металлических кристаллов
- •Несовершенства структуры металлов
- •Кристаллизация
- •Энергетические условия процесса кристаллизации
- •Строение металлического слитка
- •Полиморфные превращения
- •Пластическая деформация и механические свойства
- •Виды напряжений
- •Упругая и пластическая деформация
- •Изменение структуры металлов при пластической деформации
- •Разрушение металлов
- •Пути повышения прочности, и пластичности, металла
- •Механические свойства при статических испытаниях
- •Фазы в металлических сплавах
- •Твердые растворы
- •Химические соединения
- •Диаграммы состояния сплавов. Правило фаз
- •Число степеней свободы
- •Диаграммы состояния сплавов
- •Диаграмма состояния железо-цементит: фазы, структурные составляющие
- •Диаграмма Fe-Fe3c
- •Влияние компонентов и примесей на свойства стали
- •Чугуны Белые чугуны
- •Серые чугуны
- •Термическая обработка стали
- •Классификация видов термической обработки
- •1. Отжиг первого рода.
- •2. Отжиг второго рода.
- •3. Закалка.
- •4. Старение и отпуск.
- •Промежуточное превращение – бейнитное
- •Мартенситное превращение
- •Технология термической обработки стали Отжиг 1 рода
- •Отжиг 2 рода
- •Закалка стали
- •Способы закалки
- •Отпуск стали
- •Химико-термическая обработка сталей
- •Цементация сталей
- •Азотирование стали
- •Антикоррозийное азотирование
- •Нитроцементация и цианирование стали
- •Термохимическая обработка
- •Общая характеристика легированных сталей
- •Классификация примесей
- •Классификация сталей
- •Классификация сталей по назначению
- •Конструкционные стали
- •Инструментальные стали
- •Инструментальные стали пониженной прокаливаемости
- •Инструментальные стали повышенной прокаливаемости (легированные инструментальные стали)
- •Быстрорежущие стали
- •Штамповые стали
- •Жаростойкие и жаропрочнве стали и сплавы
- •Цветные металлы и сплавы
- •Алюминий и его сплавы
- •Классификация алюминиевых сплавов
- •Медь и ее сплавы
- •Классификация медных сплавов
- •Антифрикционные сплавы
- •Баббиты
- •Подшипниковые сплавы на медной основе
- •Подшипниковые сплавы на основе алюминия
- •Подшипниковые сплавы на основе цинка
Термическая обработка стали
Термообработка может использоваться как промежуточная операция для улучшения технологических свойств (обрабатываемость режущим инструментом, повышение пластичности перед обработкой давлением и др.) и как окончательная операция для придания обрабатываемому материалу комплекса физико-механических и других свойств, обеспечивающих необходимые эксплуатационные характеристики изделия.
В углеродистой стали в зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения возможны следующие основные 4 вида превращений.
1. При нагреве выше температуры Ас1 феррито-цементная смесь - перлит превращается в аустенит П→ А
2. При медленном охлаждении ниже температуры Ас1 однородный твердый раствор углерода в - аустенит диффузонным путем распадается на смесь двух фаз - Ф+Ц) – П, А→ П
3. При быстром охлаждении аустенит превращается в мартенсит - упорядоченный перенасыщенный твердый раствор углерода в Fe-α. Из-за большой скорости охлаждения при превращении не происходит диффузия углерода.
А – (Fe-γ) → M –( Fe-α)
Мартенсит структура неустойчивая, неравновесная.
4. При нагреве ниже температуры Ас1 пересыщенный твердый раствор углерода в Fe - α - мартенсит распадается с образованием феррито-цементной смеси - перлита М → (Ф+Ц) – П
Классификация видов термической обработки
Первую классификацию различных видов термической обработки предложил академик А. А. Бочвар была разработана классификация видов и разновидностей термической обработки сталей и цветных металлов, а также соответствующая технология (рис. 45)
Термическая обработка включает в себя 6 основных видов, которые в свою очередь имеют различные разновидности.
1. Отжиг первого рода.
При литье, обработке давлением, сварке и других технологических процессах в структуре металлов и сплавов могут возникать отклонения от равновесного состояния. Отжиг 1 рода частично или полностью устраняет эти отклонения. Основные параметры - температура нагрева и время выдержки. Скорость нагрева и охлаждения имеют подчиненное значение. Его проведение не обусловлено фазовыми превращениями в твердом состоянии, т. е. для железоуглеродистых сплавов нагрев производиться до температур лежащих ниже Ас1).
Для Fe-C сплавов в зависимости от назначения дорекристализационный и рекристализационный отжиг и отжиг для снижения внутренних (остаточных) напряжений. Этот вид обработки применим к любым металлам и сплавам.
2. Отжиг второго рода.
Используется при необходимости изменить структуру и свойства металла или сплава. После термической обработки получают структуру близкую к равновесной. Основные параметры: температура нагрева, время выдержки и скорость охлаждения. Нагрев производится выше температуры Ac3, время выдержки должно обеспечить необходимые структурные изменения, а скорость охлаждения достаточно мала, и обеспечить обратные фазовые превращения, в основе которых лежат диффузионные процессы. В зависимости от назначения для Fe -сплавов различают: неполный отжиг-нагрев выше температуры АС1, но ниже Ac3, охлаждение с печью; полный отжиг - нагрев до Асз +30 - 40°, охлаждение с печью; нормализацию -нагрев до температуры Асз + 30 - 40°, охлаждение на воздухе.