Виды термической обработки

 

Свойства сплава зависят от его структуры. Основным способом, позволяющим изменять структуру, а следовательно, и свойства является термическая обработка. Таким образом, по своей цели – изменение свойства материала, а не размеров и формы заготовки – термическая обработка отличается от других технологий (литье, сварка, обработка давлением, резанием).

Термическая обработка основывается:

– на полиморфном превращении (α↔γ превращении);

– на различной растворимости углерода в аустените и феррите;

– на управлении диффузионными процессами с целью получения структур, обладающих разными свойствами.

Термическая обработка может быть разупрочняющей, упрочняющей, стабилизирующей, а также иметь специальное назначение.

Разупрочняющую обработку проводят для придания заготовке необходимых технологических свойств (например, обрабатываемость резанием выше при низких твердости и прочности материала), упрочняющую – для получения необходимых эксплуатационных свойств детали, стабилизирующую – для стабилизации структуры и, таким образом, формы и размеров деталей.

Рис. 5.2. Графики различных видов термообработки: отжига (1, 1а), закалки (2, 2а), отпуска (3), нормализации (4)

Основные виды термической обработки – это отжиг (первого и второго рода), закалка и отпуск. Термическая обработка состоит из операций нагрева до определенного значения температуры, изотермической выдержки при этой температуре и охлаждения с определенной скоростью (представляется в виде графика в осях температура – время, рис. 5.2). Поскольку природа превращений сплавов системы Fe – Fe C (сталей и чугунов) – при нагреве и охлаждении одинакова, эти превращения рассматриваются на примере сталей.

Превращение, т.е. изменение структуры (фазового состава), происходит при нагреве сплавов до критических точек – значе-ний температуры фазовых превращений. Именно эти значения температуры определяют режим нагрева сталей и чугунов при термической обработке. Значения температуры, при которых происходят фазовые и структурные превращения в сплавах системы железо – цементит, т.е. критические точки, имеют условные обозначения. Обозначаются буквой А (от франц. arret – оста-новка): А₁ – линия PSK (727 ºС) – превращение перлит ↔ аустенит (П ↔ А); A₂ – линия MO (768 ºС, т. Кюри) – магнитные прев-ращения; A₃ – линия GOS (переменная температура, зависящая от доли углерода в сплаве) – превращение феррит ↔аустенит (Fe_α (С) ↔ Fe_g (С)); A₄ – линия NJ (переменная температура, завися-щая от доли углерода в сплаве) – превращение аустенит ↔ феррит (Fe_g (С) ↔ Fe_δ (С)); A _m – линия SE (переменная температура, зависящая от доли углерода в сплаве) – начало выделения цементита вторичного. Так как при нагреве и охлаждении превращения совершаются при различных значениях температуры, чтобы отличить эти процессы, вводятся дополнительные обозначения – индексы. При нагреве добавляют букву с, т.е A_с1, при охлаждении – букву r, т.е. A _r1.