Термична обработка на стоманите – отвръщане и отгряване

Още една статия за термичната обработка…

1. Термична обработка (ТО):

Металните материали се подлагат на ТО при получаването им и при следващото им обработване. Основната цел на ТО при производството на метални материали е подобряване якостните и механични показатели в желаната от нас посока. Термичната обработка може да е:

– обемна – когато трябва да постигнем еднаква твърдост по цялата дължина;

– повърхностна – за подобряване на свойствата само на повърхностния слой, с цел предпазване от корозия, изриване и др.

При основните методи за термично обработване структурата и свойствата се менят, без да се изменят състава на материала и формата на изделията.

2. Отвръщане на закалени стомани:

Отвръщането на закалените стомани е задължителна обработка, чрез която се цели да се намалят вътрешните напрежения, получени при закаляване и увеличаване якостта на удар (компромистно на намаляване на твърдостта). На практика на закаляване и отвръщане се полагат част от изделията, изработвани от въглеродни стомани, и почти всички изделия, изработвани от легирани стомани.

Според температурата, при която се провежда отвръщането може да бъде:

a) Нискотемпературно:

– при 150 – 200оС – за въглеродни и ниски легирани стомани с ниско съдържание на въглерод (до около 0,35%); за различни стомани след повърхностно закаляване; за цементуеми стомани след навъглеродяване и закаляване; за инструменти, ролкови и сачмени лагери от високовъглеродни и високолегирани стомани, които се изпозават в условия на интензивно износване, но без големи ударни натоварвания и др.;

– при 200 – 240 оС – за изделия от средновъглеродни стомани, при които също е допустима относително малка якост на удар.

Запазва се твърдост, близка до тази след закаляването, но се снемат част от вътрешните напрежения, при което се увеличава (макар и слабо) якостта на удар.

b) Сренотемпературно:

– най-често при 420 – 520 оС – за някои силнолегирани стомани с ниско или средно съдържание на въглерод, от които се изработват инструменти за пластично деформиране с ударни натоварвания и др. Постига се голяма якост на удар на материал. Твърдостта при повечето стомани се намалява значително. Затова при някои елементи се добавят топлоустойчиви стомани.

c) Високотемпературно:

– при 550 – 650 оС – за въглеродни и легирани конструкционни стомани с ниско и средно съдържание на въглерод, от които се изработват оси, валове и др. и когато се изисква устойчивост срещу големи ударни натоварвания. Твърдостта, получена след закаляването, се отстранява практически напълно, но структурата е по качествена в сравнение с тази преди закаляването, защото вместо пластичен перлит или сорбит се образува зърнест сорбит (или перлит) и вледствие на това якостта е по-голяма.

Комплексът от закаляване плюс високотемпературно отвръщане се нарича подобряване на стоманата. Подобряването може да бъде окончателна обработка, каквато е закаляването с ниско- и среднотемпературно отвръщане, но често пъти след него се провеждат и други обработки – напр. азотиране. Целта е повишаване на твърдостта и износоустойчивостта в повърхностния слой с гарантирана от подобряването якост от при динамични натоварвания.

На високотемпературното отвръщане при 560 – 580 оС се подлагат всички инструменти, изработени от бързорежещи стомани, нопо характер на структурните превръщаниа този вид отвръщане е специфичен. Това са стомани с голяма топлоустойчивост. При тези температури в такива стомани протичат процеси, свързани с получаването на вторична твърдост.

Ако топлоустойчива, надевтектуидна или ледебуридна стомана се закали от по-висока температура, за да се запази голяма твърдост, трябва отвръщането да се проведе при по-ниска температура. Ако се закали от висока температура, отвръщането трябва да се проведе при висока температура и с него се цели да се получат вторична твърдост и голяма топлоустойчивост.

3. Отгряване на стомани:

Отгряването на стомани е вид термична обработка, с която могат да се постигнат следните цели – подобряване на обработваемостта на стоманените детайли с режещ инструмент, повишаване на пластичността на стоманата с оглед на следващо пластично деформиране в студено състоянаие, подобряването на структурата на лети стоманени детайли, намаляване на вътрешните напрежения, издребняване на зърното и подготовка за следваща термична обработка.

Отгряването е термична обработка, която включва загряване до температура по-висока от критичните точки на фазово превръщане, задържане при тази температура и следващо бавно охлаждане.

Видове отгряване:

1) Пълноотгряване:

– прилага се само за подевтектоидни стомани, като чрез него се прамахват неравновесните структури, получени при предходни обработки. Оптималната температура на нагряване е 930 – 960 оС. При това нагряване перлитът се превръща в аустенит, а феритът се разтваря в аустенита. Охлаждането е бавно, със скорост 200 оС/h, а за легиращите стомани още по-бавно – до 80–100 оС/h. Това на практика се осъществява като детайлите се оставят да изстиват заедно с пещта при отворена или затворена врата на пещта.

2) Непълно отгряване:

– стоманените детайли се нагряват от 747 – 777 оС. За подевтектоидни стомани при това нагряване фазова прекристализация претърпява само перлитът в аустенит и частично разтваряне на ферит в аустенита. За надевтектоидните стомани при това загряване перлитът преминава в аустенит и частично разтваряне на цементита в аустенита. Охлаждането е бавно, с малка скорост, при което се понижават вътрешните напрежения и твърдостта.

3) Сгероидизиращо:

– непълно отгряване и се прилага предимно за евтектоидни и надевтектоидни стомани с цел сфероидизиране на цементита. Така се получава зърнест перлит. Това отгряване става, като стоманите се нагряват и охлаждат по два начина:

– Елемента се нагрява и след това се охлажда бавно до 500 оС, заедно с пещта, а след това охлаждането е на спокоен въздух;

– Елемента се нагрява и охлажда няколкократно; това отгряване води до разкъсване и окръгляване на ценемтита.

4) Изотермично:

– термична обработка, с цел получаване еднородна структура в напречните сечения на детайла, независимо дали са тънки или масивни.

Структурообразуването протича при предварително подбрани условия. При промяна на степента на преохлаждане се получава по-груб или по-фин перлит, а това води до предварително избрани свойства – твърдост, обработваемост, якост и др.

5) Нормализация:

– отгряване, при което стоманите се загряват в аустенитната област, задържа се при тази температура за хомогенизиране на аустенита и след това се охлажда на спокоен въздух, при което аустенитът се разпада на ферито-цементитна смес – перлит. Нормализацията намира широко приложение в практиката. Чрез нея се отстраняват редица структурни несъвършенства. Нормализацията може да е както предварителна, така и окончателна термична обработка.

6) Хомогенизиращо:

– прилага се за премахване на нееднородността на кристалите, за зонална и дендритна ликвидация на въглерода и легиращите елементи в стоманите.

Нагряването е високотемпературно 1050 – 1200 оС. При тази температура се постига хомогенизиране на аустенита, но се плучава нарастване на аустенитното зърно. Следващото охлаждане е бавно.

Източник: Реферат по Технически науки

http://www.pomagalo.com/

Автор: Emil Angelov

Основател на форума и блога за ножове Metal Blade. Интересувам се от ножове, хладни оръжия, класически самобръсначки, бръсначи, Линукс и метъл музика.