2014-02-18
1038
Термомеханическая обработка и ее разновидности
Термомеханическая обработка (ТМО ) заключается в сочетании пластической деформации при повышенной температуре с последующим быстрым охлаждением – закалкой и низким отпуском при температуре 100…300 оС. Упрочнение гораздо большее, чем при обычной ТО происходит в результате суммирования влияния пластической деформации и полиморфного превращения при закалке. Повышенное упрочнение достигается за счет увеличения плотности дислокаций, их более равномерного распределения и измельчения зерен за счет образованием блочной структуры*.
Различают два основных способа ТМО:
- низкотемпературную ТМО (НТМО),
- высокотемпературную ТМО (ВТМО).
При НТМО сталь деформирует в температурной зоне существования переохлажденного аустенита при температуре 400…600 оС, со степенью деформации 75…95 %; после этого немедленно производится закалка и низкий отпуск. НТМО создает наиболее плотную (до 1013 см–2) дислокационную структуру.
При ВТМО сталь деформирует при температуре выше линии А 3 со степенью деформации 20…50 %; затем немедленно следует закалка и низкий отпуск.
На практике чаще применяют ВТМО, которая по сравнению с НТМО более технологична (можно осуществлять на обычных прокатных станах и прессах) и дает более высокие значения вязкости разрушения К 1с (трещиностойкости), работы распространения трещины КСТ и сопротивления усталости σR при пониженной критической температуре хрупкости и меньшей чувствительности к концентраторам напряжений.
| Вид обработки | σв, МПа | σт, МПа | d, % | y, % |
| НТМО | 2400 – 2900 | 2000 – 2400 | 5 – 8 | 15 – 30 |
| ВТМО | 2100 – 2700 | 1900 – 2200 | 7 – 9 | 25 – 40 |
| ТО (закалка + высокий отпуск) |
ТМО резко повышает как прочностные, так и пластические свойства по сравнению с традиционной ТО, что позволяет значительно уменьшить массу машин и механизмов (однако, детали, подвергнутые ТМО, нельзя сваривать, так как нагрев при сварке приводит к разупрочнению стали).
Разновидностью ТМО является механотермическая обработка (МТО), которая производится путем закалки на мартенсит и последующей пластической деформацией. Частным случаем МТО является патентирование, широко используемое при производстве высокопрочных стальных лент и проволоки, в том числе канатной.
При патентировании сначала путем специального отжига с повышенной скоростью охлаждения получают структуру троостита, а затем проводят интенсивную холодную пластическую деформацию. Именно таким образом получают сверхпрочную проволоку диаметром порядка 0,1 мм, имеющую предел прочности до 5000 МПа – это ~ 1/3 теоретической прочности стали. Такую проволоку используют при изготовлении сверхпрочных канатов, а также в качестве корда для автотракторных покрышек.
