Термическая обработка металлов

Файл : referat.doc (размер : 248,832 байт)

ТИРАСПОЛЬСКИЙ МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕФЕРАТ

По дисциплине: Материаловедение.

Выполнил: Ковалёв В.В.

Содержание работы.

1. Теория и технология термической обработки. Виды термической обработки. Отжиг, нормализация, закалка, старение, улучшение.

2. Химико – термическая обработка. Её виды.

3. Композиционные материалы.

4. Список использованной литературы.

1. Теория и технология термической обработки. Виды термической обработки. Отжиг, нормализация, закалка, старение, улучшение.

Термической обработкой называют процессы, связанные с нагре​вом и охлаждением, вызывающие изменения внутреннего строе​ния сплава, и в связи с этим изменения физических, механических и других свойств.

Термической обработке подвергают полуфабрикаты (заготовки, поковки, штамповки и т. п.) для улучшения структуры, снижения твердости, улучшения обрабатываемости, и окончательно изготов​ленные детали и инструмент для придания им требуемых свойств.

В результате термической обработки свойства сплавов могут меняться в широких пределах. Например, можно получить любую твердость стали от 150 до 250 НВ (исходное состояние) до600—650 НВ (после закалки). Возможность значительного повы​шения механических свойств с помощью термической обра​ботки по сравнению с исходным состоянием позволяет увеличитьдопускаемые напряжения, а также уменьшить размеры и вес детали.

Основоположником теории термической обработки является выдающийся русский ученый Д. К. Чернов, который в середине XIX в., наблюдая изменение цвета каления стали при ее нагреве и охлаждении и регистрируя температуру «на глаз», обнаружил критические точки (точки Чернова).

Основными видами термической обработки стали являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг. Отжигом называют операцию нагрева, выдержки при заданной температуре и охлаждения заготовок. Академик А. А. Бочвар дал определение двух родов отжига: отжиг первого рода — приведение структуры из неравновесного состояния в более равновесное (возврат или отдых, рекристаллизационный отжиг, или рекристаллизация, отжиг для снятия внутренних напряжений и диффузионный отжиг или гомогенизация); отжиг второго рода — изменение структуры сплава посредством перекристаллизации около критических точек с целью получения равновесных структур; к отжигу второго рода относятся полный, неполный и изотермический отжиги.

Рассмотрим виды отжига применительно к стали.

Возврат стали — нагрев до температуры 200—400 °С для умень​шения или снятия наклепа. При возврате наблюдается уменьшение искажений в кристаллических решетках у кристаллов и частичное восстановление физико-химических свойств.

Рекристаллизационный отжиг (рекристаллизация) стали проис​ходит при температуре 500—550 °С; отжиг для снятия внутрен​них напряжений — при температуре 600—700 °С. Эти виды отжига применяют для заготовок, обработанных давлением (прокаткой, волочением, ковкой, штамповкой). При рекристаллизационном от​жиге деформированные вытянутые зерна становятся равноосными, в результате твердость снижается, а пластичность и ударная вяз​кость повышаются. Для полного снятия внутренних напряжений в стали нужна температура не менее 600 °С.

Охлаждение после выдержки при заданной температуре должно быть достаточно медленным; при ускоренном охлаждении вновь воз​никают внутренние напряжения.

Диффузионный отжиг применяют в тех случаях, когда в сталь​ных заготовках имеется внутрикристаллическая ликвация. Вырав​нивание состава в зернах аустенита достигается диффузией углерода и других компонентов наряду с самодиффузией железа. В результате сталь становится однородной по составу (гомогенной), поэтому диф​фузионный отжиг называется также гомогенизацией.

Температура гомогенизации должна быть достаточно высокой (1100 -1200 °С), однако нельзя допускать пережога и оплавления зёрен. При пережоге кислород воздуха окисляет железо, проникает в толщу его, в результате образуютсякристаллиты, разобщенные оксидными оболочками.Пережжённые заготовки являются неисправимым браком.

При полном отжиге понижаются твердость и прочность стали; этот отжиг связан с фазовой перекристаллизацией при температурах точек Ас1 и Ac3. В результате полного отжига структура стали ста​новится близкой к равновесной, что способствует лучшей обраба​тываемости резанием и штамповкой. Полный отжиг используют также как окончательную операцию термической обработки заготовок. Для полного отжига сталь нагревают на 30—50° выше температуры линии GSK и медленно охлаждают. Операция выполняется с охлаж​дением заготовок в печи при частичном подогреве, чтобы скорость охлаждения былa в пределах 10—100 °С/ч для легированной стали и 150—200 оС/ч для углеродистой стали.