t

t

t

Ac1 Ac1 Ac1

ττ

аб

τ

в

Рис. 12. Виды термической обработки: а – отжиг II рода; б – закалка; в – отпуск

Термомеханическая обработка (ТМО). При ТМО сочетают пла-

стическую деформацию с термической обработкой таким образом, чтобы наклеп оказывал влияние на кинетику фазовых и структурных превращений, происходящих при термической обработке.

5.6. Технология термической обработки

Отжиг II рода. Температура нагрева и время выдержки должны обеспечить нужные структурные превращения в нагретой стали. Скорость охлаждения выбирают такой, чтобы в материале успели произойти обратные диффузные превращения в полном объеме. Углеродистые стали охлаждают со скоростью 200°С/ч, легированные 30...100°С/ч. Охлаждают материал вместе с печью.

Различают полный и неполный отжиг.

Полный отжиг применяют для доэвтектоидной стали. Температура нагрева tн, °С:

tн = Ac3 + (30 ... 50°C).

(6)

При такой температуре аустенит получается мелкозернистым. После охлаждения сталь будет иметь тоже мелкозернистую структуру.

Неполный отжиг применяют для заэвтектоидной стали. Температура нагрева tн, °С:

tн = Ac1 + (20 ... 50°C).

(7)

После отжига получается сталь с зернистым цементитом. Она лучше обрабатывается резанием и приобретает хорошую структуру после закалки.

35

Длительность выдержки при отжиге примерно равна 1/4 времени на-

грева.

Нормализация. Нормализацией называют термическую обработку стали, при которой изделие нагревают до температуры tн, °С; а затем охлаждают на спокойном воздухе. При этом

	tн = Ac3	+(30 ...50°C)	или	(8)
	tн = Acт +(30 ...50°C).

Нормализация отличается от полного отжига способом охлаждения. Производительность процесса больше, но твердость и прочность выше, чем после отжига.

Закалка стали. Основные параметры при закалке – температура и скорость охлаждения. Температуру нагрева определяют по диаграммам состояния, скорость охлаждения – по диаграммам изотермического распада аустенита.

Температура закалки доэвтектоидной стали t3, °С:

t3 = AС3 +(30 ...50°C) ;	(9)
для заэвтектоидной стали	(10)
t3 = AС1 +(40 ... 60°C).

Время нагрева зависит от размеров детали. Определяют его экспериментально или по эмпирическим формулам.

Продолжительность выдержки при температуре закалки должна обеспечить полную гомогенизацию образовавшегося аустенита.

Охлаждение при закалке должно протекать с заданной скоростью. Скорость охлаждения зависит от охлаждающей среды, формы изделия и теплопроводности стали.

Охлаждающая способность различных сред (табл. 8) оценивается скоростью охлаждения в области температур наименьшей устойчивости переохлажденного аустенита (650...550°С) и в области мартенситного превращения (300...200°С). В последнем интервале желательно замедленное охлаждение.

При выборе охлаждающей среды учитывают закаливаемость и прокаливаемость стали.

Закаливаемость – способность стали принимать закалку, т. е. приобретать при закалке детали высокую твердость. Закаливаемость определяется содержанием углерода в стали. При содержании углерода менее 0,2% сталь не закаливается. При закалке ее твердость не повышается.

36