Старіння

Старіння у випадку гартування без поліморфного перетворення (фіксується пересичений твердий розчин).

При старінні розпадається перенасичений твердий розчин, отриманий в результаті гартування. Збільшується міцність, твердість, зменшується пластичність. Зміцнення відбувається шляхом дисперсних виділень при розпаді перенасиченого твердого розчину.

Види старіння: природне, штучне і деформаційне.

Природне старіння – це самовільне підвищення міцності загартованого сплаву при кімнатній температурі.

Штучне старіння – це підвищення міцності в процесі витримки при підвищених температурах.

Деформаційне старіння – підвищення міцності в процесі пластичної деформації.

–7–

Дефекти при термообробці та боротьба з ними

Види дефектів: недогрів; перегрів; перепал; окислення і декарбонізація; короблення і тріщини.

Недогрів виникає при нагріванні сталі нижче критичної температури. Спосіб усунення: відпалювання і гартування.

Перегрів виникає при нагріванні сталі набагато вище критичної температури, утворює крупне зерно. Спосіб усунення:нормалізація і гартування.

Перепал виникає при нагріванні сталі близько до температури плавлення, створює крихкість. Брак невиправний.

Окислення і декарбонізація виникає від взаємодії сплаву з перегрітими газами, різко знижується твердість поверхні.

Короблення і тріщини виникає при неправильному режимі охолодження загартованих деталей. Брак невиправний.

–8–

Термомеханічна обробка - це сукупність операцій пластичної деформації та термообробки, включає нагрівання, пластичне деформування і охолодження зі швидкістю, більшою за критичну.

Розрізняють високотемпературну (ВТМО) і низькотемпературну термомеханічну обробку (НТМО)

ВТМО поєднує нагрівання сталі вище критичної точки А_с3 і пластичну деформацію при цій температурі на 20...30% , гартуванням для структури мартенсит і низькотемпературний відпуск при 150...200°С.

НТМО поєднує нагрів до температури переохолодженого аустеніту, і пластичну деформацію при цій температурі на 75...95%, гартування і низькотемпературний відпуск при 150...200°С. Застосовують для легованих сталей.

Одержують високу міцність (σ_т = 2200-3000 МПа) з одночасною пластичністю і в’язкістю (δ=6–8%, ψ = 3– 4%). При гартуванні з низьким відпуском ці параметри будуть: σ_т = 2000-2200 МПа, δ=3–4%.

– 9–

Якщо мартенситне перетворення закінчується в області від'ємних температур, то в загартованій сталі при кімнатних температурах є залишковий аустеніт, який зменшує твердість загартованого виробу. Охолодженням нижче температури кінця мартенситного перетворення (до -80° С) перетворюють залишковий аустеніт у мартенсит. Обробці холодом піддають вимірювальний інструмент, точні механізми.

–10–

Нові види термообробки

Лазерна термообробка – це поверхневе гартування. Відбувається нагрів вище за фазові перетворення і швидке охолодження відведенням тепла з поверхні в масу металу. Результат: структура мартенсит і залишковий аустеніт.

Термообробка у псевдозріджених середовищах. Киплячий шар або псевдозріджене середовище – це частинки піску, перемішані висхідним повітряним газовим потоком.

Рис. Пристрій для одержання псевдозрідженого середовища

Циліндр 1, решітка 2 з піском, потік повітря чи газу. Рухома суміш повітря і піску стає подібною на в'язку рідину. У процесі ударів піщинок по заготовках, розміщених у киплячому шарі, віддається тепло. Використовуються для гартування, відпускання, відпалювання.

Термоциклічна обробка полягає в циклічних нагріваннях і охолодженнях сплавів з оптимальною швидкістю. Витримка відсутня та відбуваються багаторазові фазові перетвореннями.