Назначение предварительной термической обработки сталей

Задание: Пояснить назначение предварительной термической обработки сталей. Указать основные операции, а также условия их проведения.

Ответ: 

Предварительную термическую обработку применяют для достижения определенных целей, например: снижение прочности, устранение дефектов.

Отжиг:

Перекристаллизационный отжиг кон­струкционных сталей. Конструкцион­ные стали чаще всего содержат углерод в количестве до 0,7%, т.е. являются доэвтектоидными сталями. Перекристаллизационный отжиг проводят для снижения твердости, повышения пластичности и получения однородной мелкозернистой структуры. Одно­ временно при отжиге полностью снимаются остаточные напряжения.

Сфероидизирующий отжиг инструментальных сталей (сфероидизация). Инструментальные стали для режущего, измерительного инструмента и для инструмента, деформирующего металл в холодном состоянии, содержат углерод в количестве от 0,7 до 2 %. Высокое содержание углерода обусловливает высокую твердость инструментальных сталей, что затрудняет их обработку резанием. Для снижения твердости такие стали отжигают. Для заэвтектоидных сталей сфероидизирующий отжиг, кроме того, подготовляет структуру к закалке.

Нормализация:

После нагрева до температуры на 50-70°С выше температуры Ас₃ сталь охлаждают на спокойном воздухе.

Нормализация — более экономичная термическая операция, чем отжиг, так как меньше времени затрачивается на охлаждение стали. Кроме того, нормализация, обеспечивая полную перекристаллизацию структуры, приводит к по­ лучению более высокой прочности стали, так как при ускорении охлаждения распад аустенита происходит при более низких температурах.

После нормализации углеродистых и низколегированных сталей, так же как и после отжига, образуется ферритно- перлитная структура.

Нормализация позволяет несколько уменьшить анизотропию свойств, вызванную наличием в горячедеформированной стали вытянутых неметаллических включений. При ускоренном охлаждении (по сравнению с отжигом) возникает больше самопроизвольно образующихся центров кристаллизации, по­ этому строчечность структуры менее резко выражена. Это дополнительное преимущество данного вида обработки.

Закалка:

В большинстве случаев при закалке желательно получить структуру наивысшей твердости, т. е. мартенсит, при последующем отпуске которого можно понизить твердость и повысить пластичность стали.

В зависимости от температуры нагрева закалку называют полной и неполной. При полной закалке сталь переводят в однофазное аустенитное состояние, т. е. нагревают выше критических температур Ас3 или Ас_сm; при неполной закалке сталь нагревают до межкрити­ческих температур — между Ас₁ и Ас₃

Доэвтектоидные стали, как правило, подвергают полной закалке, при этом оптимальной температурой нагрева является температура Ас₃ + (30-50°С). Для заэвтектоидных Ас₁ + (30-50°С).

После закалки заэвтектоидная сталь приобретает структуру, состоящую из мартенсита и цементита. Кристаллы цементита тверже кристаллов мартенсита, поэтому при неполной закалке заэвтек­тоидные стали имеют более высокую твердость, чем при полной закалке.

Из раздела: Термическая обработка сталей