Термист Термомеханическое упрочнение арматурного проката технология, средства, разработка

Основные виды термической обработки стали

Из учебника А.П.Гуляева "Металловедение"

Если основой при рассмотрении термической обработки сплавов является соответствующая диаграмма состояния, то очевидно, что основой для изучения термической обработки стали является диаграмма железо - углерод. Поскольку мы рассматриваем термическую обработку стали, то нам интересны только сплавы с концентрацией до 2 % C и соответственно область на диаграмме железо - углерод с концентрацией углерода до 2 % (точнее до 2.14 % С).

Естественно, что верхней температурной границей при термической обработке является линия солидуса, поэтому процессы первичной кристаллизации и, следовательно, верхняя часть диаграммы для нас в данном случае не имеют большого значения.

Участок диаграммы железо - углерод, который будем рассматривать, изображен на рис. 172.

Рис. 172. "Стальной" участок диаграммы Fe - C

Приведем общепринятые обозначения критических точек.

Критические точки обозначаются буквой А.

Нижняя критическая точка, обозначаемая A₁ лежит на линии PSK и соответствует превращению аустенит ↔ перлит. Верхняя критическая точка А₃, лежит на линии GSE и соответствует началу выпадения или концу растворения феррита в доэвтектоидных сталях или цементита (вторичного) в заэвтектоидных сталях.

Чтобы отличить критическую точку при нагреве от критической точки при охлаждении, рядом с буквой А ставят букву c, в первом случае r - во втором.

Следовательно, критическая точка превращения аустенита в перлит обозначается Ar₁, а перлит в аустенит Ac₁; начало выделения феррита из аустенита обозначается Ar₃; конец растворения феррита в аустените Ac₃. Начало выделения вторичного цементита из аустенита обозначается также Ar₃, а конец растворения вторичного цементита в аустените - Ac₃ (эту точку часто обозначают Acm). (При быстром нагреве (охлаждении) точки A₁ и A₃ "расплываются" в интервал и целесообразно ввести индексы "н" и "к", показывающие начало и конец соответствующего превращения (Ac_1н, Ac_3к и т. д.))

Ниже дана характеристика основных видов термической обработки стали в соответствии с приведенной классификацией в п. 2.

Отжиг - фазовая перекристаллизация, заключающаяся в нагреве выше Ac₃ с последующим медленным охлаждением. При нагреве выше Ac₁ но ниже Ac₃ полная перекристаллизация не произойдет; такая термическая обработка называется неполным отжигом. При отжиге состояние стали приближается к структурно равновесному; структура стали после отжига: перлит + феррит, перлит или перлит + цементит.

Если после нагрева выше Ac₃ провести охлаждение на воздухе, то это будет первым шагом к отклонению от практически равновесного структурного состояния. Такая термическая операция называется нормализацией.

Закалка - нагрев выше критической точки Ac₃ с последующим быстрым охлаждением. При медленном охлаждении аустенит распадается на феррит + цементит при Ar₁. С увеличением скорости охлаждения превращение происходит при более низких температурах. Феррито-цементитная смесь по мере снижения Ar₁ становится все более мелко дисперсной и твердой. Если же скорость охлаждения была так велика и переохлаждение было так значительно, что выделение цементита и феррита не произошло, то и распада твердого раствора не происходит, а аустенит (γ-твердый раствор) превращается в мартенсит (пересыщенный твердый раствор углерода в α-железе). Неполная закалка - термическая операция, при которой нагрев проводят до температуры, лежащей выше Ac₁, но ниже Ac₃ и в структуре стали сохраняется доэвтектоидный феррит (заэвтектоидный цементит).

Отпуск - нагрев закаленной стали ниже Ac₁.

Для стали возможны различные виды химико-термической обработки в зависимости от элемента, диффундирующего в сталь.

Насыщение стали углеродом называется цементацией, азотом - азотированием, алюминием - алитированием, хромом - хромированием и т. д.

Термомеханическая обработка стали - нагрев до аустенитного состояния, деформация стали в аустенитном состоянии (в стабильном состоянии - выше Ac₃ или в нестабильном переохлажденном состоянии) и окончательное охлаждение с протекающим при этом превращением наклепанного аустенита.

Использована публикация:
Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
стр. 205 - 207.

К началу страницы

Web-сайт “Термист” (termist.com)
Термомеханическое упрочнение арматурного проката

Отсутствие ссылки на использованный материал является нарушением заповеди "Не укради"

Редактор сайта: Гунькин И.А. (termist.com@gmail.com)