Методическое пособие по проведению практических занятий по предмету

Практическое занятие - № 8
Изучения влияния термической обработки на строение и свойства стали
Цель работы: Термическая обработка сталей. Изучение структуры и свойств сталей и сплавов после заклки и других видов термической обработки.
Общие понятия:
Термической операцией называют процесс состоящий из процессов нагрева металла до определённой температуры, выдержки и охлаждения. При нагреве до определенных точек (критические точки Ас1 и Ас3 ) или охлаждении с них (Аr1 и Ar3) происходят внутренние изменения, охватывающие весь объём кристаллической решётки. В диаграмме железо-цементит Критические точки Ас1 расположены на линии PSK, а точка Ас3 на линии GS. (рис. 1).

Рис.1. Часть диаграммы Fe - Fe₃C (углеродистые стали)
Факторы, влияющие на структуру и свойства при термической обработки.

1. 
   Температура нагрева.
   
2. 
   Время нагрева.
   
3. 
   Скорость охлаждения.
   

Время нагрева зависит от химического состава термообрабатываемой детали, размера, фигуры, вида тоермического оборудования.
На практике большое внемание уделяется правильному выбору нагревательных устройств и правильному выбору температурного режима, так как фазовые превращения зависят именно от этих факторов. Немаловажное значение имеет скорость охлаждения. Исходя из правильной скорости охлаждения получается необходимая микроструктура. Охлаждение можно начинать после выдержки стали при определенной температуре (выше на 30-50°С критической точки Ас3), которая необходимо для стабилизации образовавшегося аустенита, так как из стабильного аустенита получаются стабильные составляющие структуры после охлаждения. При темических операциях критические точки А пишутся с индексом «c» или «r» в зависимости от нагрева или охлаждения. Таким образом при нагреве пишется Ас1, Ас3, при охлаждении Аr1,Ar3.
Существуют множества видов термических обработок улучшающих качество деталей для их длительной эксплуатации и их предварительной обработки проводимой с целью подготовки к механической обработки:
- отжиг;
- нормализация;
- закалка + отпуск;
- химико термическая обработка;
- термо механическая обработка;
- механотермическая обработка.
Рассмотрим некоторые виды собственнотермической обработки.
Отжиг. Это вид термической обработки заключающийся в нагреве стали выше критической точки Ас3 на 30-50°С, выдержке при этой температуре и медленного охлаждения (с печью). Целью отжига является понижение твёрдости сплава, снятие внутренних напряжений, выравнивание состава (устранение ликвации), уменьшение балла зёрен.
Существуют множество видов отжига, отличающиеся температурой нагрева:

1. 
   Полный отжиг доэвтектоидных сталей. Нагрев выше критической точки Ас3 на 30-50°С.
   
2. 
   Неполный отжиг заэвтектоидных сталей. Нагрев выше критичес-кой точки Ас3 на 30-50°С.
   
3. 
   Рекристаллизационный отжиг. Нагрев 0,4 от температуры плавления (ниже критической точки Ас1 :Tрекрил=0,4 Tплавления). Это примерно 650-700^° C.
   
4. 
   Диффузионный отжиг. Нагрев сталей до 1050-1150^o C, длительная выдержка и охлаждение с печью, с целью устранения химической неоднеродности т.е. ликвации.