Билет №22

1. Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла. Холодная, горячая деформация. Наклёп, возврат, полигонизация и рекристаллизация.

Упрочнение металла под действием пластической.дефор­мации.называется наклепом. Упрочнение при наклепе объясняется существенным повыше­нием плотности дислокаций, характерным для ггррцесса пласти­ческой деформации. C ростом плотности дислокаций и несовершенств кристал­лического,строения затрудняется свободное перемещение дисло­каций Одновременно в результате пластической деформации суще­ственно изменяются физико-химические свойства металла. Накле­панный металл имеет меньшую плотность, более высокое электро­сопротивление, меньшую теплопроводность; у него падает устой­чивость против коррозии. Прежде всего уже при небольшом нагреве (до 400 °С для железа) происходит снятие искажений кристаллической решетки, уменьшение плотности дислокаций за счет их аннигиляции, умень­шение количества вакансий, снижение внутренних напряжений. Однако, видимых изменений структуры не происходит и вытянутая форма зерен сохраняется. Процесс рекристаллизации протекает в две стадии. Различают первичную, или рекристаллизацию обработки,и.собирательную.рекристаллизацию.Рекристаллизацией обработки, или первичной рекристаллиза­цией, называют процесс образования новых равноосных зерен первоначального уровня. Деформация может быть холодной и горячей. Холодная дефор­мация производится ниже температуры рекристаллизации и сопро­вождается наклепом металла. Горячая деформация осуществляется при температурах выше температуры рекристаллизации. Для горячей деформации характерно полное или частичное снятие упрочнения. Таким образом, при обработке давлением имеют место два одновременно идущих процесса: упрочнение за счет пластиче­ской деформации и разупрочнение при рекристаллизации.Есть металлы, которые при комнатной температуре не подвер­гаются наклепу и испытывают горячую деформацию. Примером является свинец, имеющий температуру рекристаллизации ниже комнатной температуры. Для молибдена, имеющего температуру рекристаллизации около 900 °С, деформация при нагреве до 800 °С еще является холодной деформацией.

2. Охлаждающие среды для закалки. Критическая скорость закалки. Закаливаемость и прокаливаемость стали.

Закалкой стали называют термическую обработку, заключающуюся в нагреве стали до температуры выше критической точки А_С3 (доэвтектоидная сталь) и А_С1 (заэвтектоидная сталь) на 30-50 С, Выдержке при этой температуре с последующим быстрым охлаждением, обеспечивающим положение неравновесной структуры.

Основная цель закалки – получение высокой твердости, износостойкости, прочности. Получение этих свойств достигается переохлаждением аустенита ниже мартенситного превращения. В результате чего образуется перенасыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе с тетрагональными кристаллическими решетками, который называется мартенситом. Твердость мартенсита зависит от содержания в нем углерода. Критическая скорость закалки называется критической скоростью охлаждения, при которой весь аустенит переохлаждается до мартенситного превращения.

При небольших скоростях охлаждения v₁ образуется перлит при большей v₂ – сорбит, при еще большей v₃ – троостит. При высоких скоростях охлаждения аустенит распадается на феррито-цементитную смесь типа троостит, а другая часть переохлаждается до точки М_н и превращается в мартенсит. Структура в этом случае – троостит и мартенсит. При критической скорости охлаждения весь аустенит охлаждается до точки М_н и образует мартенсит, на критическую скорость закалки оказывает влияние содержание углерода, лигирующие элементы, величена действительного зерна аустенита. Требуемая скорость охлаждения обеспечивается подбором окружающей среды. Наиболее распространенной охлаждающей жидкостью является вода и минеральное масло.

Для доэвтектоидных сталей используют полную закалку (нагрев до температуры выше А_С3). Для заэвтектоидных сталей используют неполную закалку (нагрев до температуры выше А_С1).