Слайд 2Сущность и назначение термической обработки
Термической обработкой
сплавов системы Fe-C называют
совокупность операция
![Сущность и назначение термической обработки Термической обработкой сплавов системы Fe-C называют совокупность](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-1.jpg)
нагрева и охлаждения сплавов с целью изменения фазового состава и получения заданных механических свойств.
Назначение термической обработки металлов – получение требуемой твердости, улучшение прочностных характеристик металлов и сплавов.
Слайд 3Классификация видов термической обработки
![Классификация видов термической обработки](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-2.jpg)
Слайд 4Особенности видов обработки
термическая обработка – только термическое воздействие
химико-термическая – сочетание термического
![Особенности видов обработки термическая обработка – только термическое воздействие химико-термическая – сочетание](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-3.jpg)
и химического воздействия
термомеханическая – сочетание термического воздействия и пластической деформации
Слайд 5Фазовые превращения в сталях при термической обработке
Для установления режимов термической обработки
![Фазовые превращения в сталях при термической обработке Для установления режимов термической обработки](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-4.jpg)
необходимо знать температуры, при которых в стали происходят превращения.
Такие температуры называются критическими и обозначаются буквой А с индексами (например, А1, А2 А3 и др.).
Если рассматривается процесс нагревания, то к индексу добавляется буква «с»,
если охлаждение – буква «r».
Слайд 7 Главная цель нагрева стали – получение аустенитной структуры.
Аустенит (по имени
![Главная цель нагрева стали – получение аустенитной структуры. Аустенит (по имени английского](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-6.jpg)
английского ученого Аустена) — это твердый раствор углерода (и других элементов) в у-Fе. Атомы растворенного в аустените углерода располагаются в центре элементарных ячеек решетки.
До нагревания сталь имеет феррито-перлитную структуру, перлитную или перлитно-цементитную.
Слайд 8Сталь нагревают до температуры, на 30-50 С выше линии GSE и выдерживают
![Сталь нагревают до температуры, на 30-50 С выше линии GSE и выдерживают](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-7.jpg)
для выравнивания состава во всех зернах. Образуется мелкозернистая структура.
Нагрев до более высоких температур недопустим, так как приведет к росту зерен.
Слайд 9 Главная цель охлаждения стали – превращение аустенита в желаемую структуру: перлит,
![Главная цель охлаждения стали – превращение аустенита в желаемую структуру: перлит, сорбит,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-8.jpg)
сорбит, троосит или мартенсит.
Образование этих структур зависит от скорости охлаждения (табл. 1).
Слайд 11Виды термической обработки
Отжиг - устраняет химическую неоднородность, уменьшает внутренние напряжения.
Закалка – проводится
![Виды термической обработки Отжиг - устраняет химическую неоднородность, уменьшает внутренние напряжения. Закалка](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-10.jpg)
для сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении, с целью повышение твердости и прочности путем образования неравновесных структур (сорбит, троостит, мартенсит).
Отпуск - проводится с целью снятия внутренних напряжений, снижения твердости и увеличения пластичности и вязкости закаленных сталей
Слайд 12Схема термической обработки
Любой процесс термической обработки может быть описан графиком в координатах
![Схема термической обработки Любой процесс термической обработки может быть описан графиком в координатах температура — время](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-11.jpg)
температура — время
Слайд 13Основные температурные воздействия
нагрев до аустенитного состояния, вызывающий фазовую перекристаллизацию;
охлаждение с различными степенями
![Основные температурные воздействия нагрев до аустенитного состояния, вызывающий фазовую перекристаллизацию; охлаждение с](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-12.jpg)
переохлаждения, при котором происходит превращение аустенита;
нагрев закаленных сталей до определенных температур, изменяющих их структуру и свойства.
Слайд 14Цвета каления стали
Определение температуры при термической обработке можно производить на основании цвета
![Цвета каления стали Определение температуры при термической обработке можно производить на основании](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-13.jpg)
излучения нагретой стали или с использованием измерительных приборов.
Слайд 15Параметры термической обработки:
Максимальная температура нагрева сплава - t max
Время выдержки сплава при
![Параметры термической обработки: Максимальная температура нагрева сплава - t max Время выдержки](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-14.jpg)
температуре нагрева r k
Скорость нагрева V н
Скорость охлаждения Vо
Средняя скорость нагрева Vн.ср = t max / r н
Средняя скорость охлаждения Vо.cp = t max / r o
Слайд 16Графики различных видов термообработки
Отжиг - (1, 1а), закалка - (2, 2а), отпуск
![Графики различных видов термообработки Отжиг - (1, 1а), закалка - (2, 2а),](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-15.jpg)
- (3), нормализация - (4)
Слайд 17Графики различных видов термообработки
![Графики различных видов термообработки](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-16.jpg)
Слайд 18Отжиг и нормализация.
Назначение и режимы
Отжиг, снижая твердость и повышая пластичность и
![Отжиг и нормализация. Назначение и режимы Отжиг, снижая твердость и повышая пластичность](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-17.jpg)
вязкость за счет получения равновесной мелкозернистой структуры, позволяет:
улучшить обрабатываемость заготовок давлением и резанием;
исправить структуру сварных швов, перегретой при обработке давлением и литье стали;
подготовить структуру к последующей термической обработке.
Характерно медленное охлаждение со скоростью 30…100oС/ч.
Слайд 19Отжиг I рода
Цель отжига – устранение отклонений от равновесного состояния, возникающих при
![Отжиг I рода Цель отжига – устранение отклонений от равновесного состояния, возникающих](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-18.jpg)
технологических операциях. При таком отжиге не используются фазовые превращения.
Получают сталь с минимальной плотностью дислокаций, низкой твердостью и высокой пластичностью.
Диффузионный (гомогенизирующий) отжиг,
ТН = 0,8 Тпл (1100 -1200° С), время выдержки 8-20 часов. Применяют для уменьшения химической неоднородности, образующейся при кристаллизации стали (устранение дендритной ликвации)
Рекристаллизационный отжиг применяют для снятия наклепа, созданного холодной пластической деформацией, ТН = 0,4 Тпл (600-700o С)
Отжиг для снятия напряжений после горячей обработки применяют для уменьшения напряжений, сохранившихся после окончания литья, сварки, обработки давлением и др., ТН = 160……700oС
Слайд 20Отжиг I I рода
Полный
Неполный
Изотермический
Нормализация
Эта обработка заключается в нагреве до аустенитного состояния и
![Отжиг I I рода Полный Неполный Изотермический Нормализация Эта обработка заключается в](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-19.jpg)
последующем охлаждении, обеспечивающем протекание перлитного превращения и получения феррито-карбидной структуры. В отличие от отжига I рода проходит с фазовыми превращениями.
Слайд 21 Изотермический отжиг вид отжига стали, заключающийся в нагреве изделия до аустенитного состояния, выдержке при такой температуре, охлаждении примерно до 600-700 °С, новой выдержке до окончания распада аустенита, затем охлаждении до комнатной температуры
Нормализация – нагрев выше линии
![Изотермический отжиг вид отжига стали, заключающийся в нагреве изделия до аустенитного состояния,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-20.jpg)
GSE на 30-50 градусов и выдержка на спокойном воздухе. Структура обладает большей прочностью.
Слайд 23Закалка
Нагрев стали до температуры выше критической, выдержка и быстрое охлаждение. Цель закалки
![Закалка Нагрев стали до температуры выше критической, выдержка и быстрое охлаждение. Цель](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-22.jpg)
– получение неравновесной структуры стали
Слайд 26
Закалка
Закаливаемость – способность стали приобретать высокую твердость при закалке.
Закаливаемость определяется содержанием углерода.
![Закалка Закаливаемость – способность стали приобретать высокую твердость при закалке. Закаливаемость определяется](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-25.jpg)
Стали с содержанием углерода менее 0,20 % не закаливаются.
Прокаливаемость – способность получать закаленный слой с мартенситной и троосто-мартенситной структурой, обладающей высокой твердостью, на определенную глубину
Критический диаметр – максимальное сечение, прокаливающееся в данном охладителе на глубину, равную радиусу изделия
Слайд 28Отпуск
Нагрев закаленной стали до температур ниже фазовых превращений с последующим охлаждением.
![Отпуск Нагрев закаленной стали до температур ниже фазовых превращений с последующим охлаждением.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-27.jpg)
Слайд 30Химико-термическая обработка
При такой обработке насыщают поверхностные слои изделий одним или несколькими элементами
Различают
![Химико-термическая обработка При такой обработке насыщают поверхностные слои изделий одним или несколькими](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/1180930/slide-29.jpg)
три стадии ХТО
диссоциация – процесс, протекающий во внешенй среде и приводящий к выделению диффундирующего элемента в атомарном состоянии;
адсорбция диффундирующего элемента поверхностью металла и растворение его в металле;
диффузия элемента вглубь насыщаемого металла.