Закалка стали - раздел Промышленность, Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов Закалка – Это Термическая Операция, Которая Заключается В На...
Закалка – это термическая операция, которая заключается в нагреве сплава до температуры выше критических точек и охлаждении с высокой скоростью. В зависимости от того происходит ли в сплаве полиморфное превращение, цель закалки различна. Если в сплаве не протекает полиморфного превращения, закалкой можно зафиксировать при комнатной температуре высокотемпературное структурное состояние. Если в сплаве протекает полиморфное превращение, что происходит, например, в углеродистой стали, закалку применяют для получения другой структуры – мартенсита.
Рис. 29 Температурный интервал нагрева под закалку
Закалка углеродистой стали – это термическая операция, которая заключается в нагреве стали выше температуры фазового превращения, выдержке при этой температуре и охлаждении с высокой скоростью, выше некоторой критической.
Критическая скорость охлаждения – это минимальная скорость, охлаждая с которой в стали не происходит диффузионного распада аустенита с образованием структур перлитного типа, таких как перлит, сорбит, тростит, а также бейнит. При охлаждении со скоростью выше критической в стали происходит бездиффузионное (сдвиговое) превращение. Образовавшаяся в результате такого превращения структура названа в честь ученого-металлурга Мартенса - мартенсит.
Мартенсит - это пересыщенный твердый раствор углерода в феррите. Это неравновесная (метастабильная) структура, которая характеризуется максимальной твердостью и прочностью, но пластичность при этом практически равна нулю.
Закалку сталей подразделяют на объемную и поверхностную.
Объемная закалка направлена на получение максимально неравновесной структуры по всему объему детали. В зависимости от температуры нагрева закалку подразделяют на полную и неполную (рис.29). Для доэвтектоидной стали обычно применяют полную закалку с нагревом выше точки А3 ( Ас3 + 0 – 50оС). А для заэвтектоидной – неполную с нагревом выше точки А1 (Ас1+ 30 – 50оС).
Нагрев >Ас3на (30 – 50оС)при полной закалке позволяет получить мелкозернистый аустенит и, соответственно, после охлаждения – мелкокристаллический мартенсит (рис.30).
Нагрев >Ас1на (30 – 50оС)при неполной закалке приводит к сохранению в структуре кристаллов доэвтектоидного феррита, что снижает твердость и прочность стали.
Рис. 30 Схема структурных превращений в доэвтектоидной стали при закалке
Рис.31 Схема структурных превращений в заэвтектоидной стали при закалке
Нагрев заэвтектоидной стали >Ас1на (30 – 50оС)при неполной закалке приводит к образованию структуры мартенситас включениями вторичного цементита. Кристаллы цементита тверже кристаллов мартенсита, поэтому твердость стали выше, чем при полной закалке (рис.31).
Заэвтектоидные стали предварительно подвергают сфероидезации, поэтому избыточный Fe3CII округлой формы не вызывает снижения вязкости.
Нагрев > Аcm при полной закалке приводит к укрупнению зерна аустенита, а в результате быстрого охлаждения - к образованию крупно игольчатого мартенсита с повышенным количеством остаточного аустенита. В этом случае твердость и прочность стали будут ниже, чем при неполной закалке.
Для получения мартенситной структуры необходимо переохладить аустенит до Мн, следовательно скорость охлаждения должна превышать критическую скорость закалки Vкр
Для углеродистых сталей необходимо очень резкое охлаждение ( ≈ 1000 оС/сек ), поэтому в качестве охлаждающей среды используют холодную воду или воду с добавлением соли или едкого натра.
Многие легированные стали приобретают мартенситную структуру при охлаждении в холодных или подогретых маслах ( ≈ 100 оС/сек), а высоколегированные – на воздухе( ≈ 10оС/сек).
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ... ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ... САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Закалка стали
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов
Железоуглеродистые сплавы – стали и чугуны – важнейшие металлические сплавы современной техники. Производство чугуна и стали по объему превосходит производство всех других металлов вместе взятых бо
Компоненты в диаграмме железо- углерод
Компонентами в сплавах железа с углеродом являются металл железо и неметалл углерод.
В промышленности чистое железо практически не используется, а наиболее широко применяются его сплавы. О
Структурные составляющие системы железо-углерод
Твердые растворы внедрения углерода и других примесей в a-железе называют ферритом, а в g-железе – аустенитом.
Феррит получил свое название от латинского наименования железа – «Ferrum». Ра
Кристаллизация стали
Первичная кристаллизация стали в зависимости от содержания углерода происходит по-разному. При содержании углерода от 0 до 0,5% из жидкости начинает выделяться феррит, а при содержании углерода от
Влияние постоянных примесей на структуру с свойства стали.
К постоянным примесям относятся Mn, Si, S, P и газы O, N, H. Верхний предел присутствия S, P ограничивается 0,05%, Mn, Si – 0,08%.
Марганецвводят в сталь для раскисления, т.е
Влияние углерода на свойства стали
Углерод – не случайная примесь, а важнейший компонент углеродистой стали, от количества которого завичсят ее свойства.
Применение сталей
Конструкционные углеродистые стали. На долю углеродистых сталей приходится 80% от общего объема производства стали. Эти стали дешевы и сочетают удовлетворительные механические свой
Структура, свойства и применение чугунов
Чугуны – это сплавы на основе железа, содержащие от 2 до 5 % углерода, а также марганец, кремний и вредные примеси. Это литейный и передельный материал.
Допустимые кол
Виды термической обработки металлов.
Свойства сплава зависят от его структуры. Основным способом, позволяющим изменять структуру, а, следовательно, и свойства является термическая обработка.
Основы термической обработки разра
Закалка
Закалка – термообработка, которая проводится для сплавов, испытывающих фазовые превращения в твердом состоянии при нагреве и охлаждении, с целью повышения твердости и прочности путем образования не
Старение
Старение - термообработка, которая применяется к сплавам, которые были подвергнуты закалке без полиморфного превращения. Пересыщенный твёрдый раствор в таких сплавах термодин
Химико-термическая обработка
Химико-термической обработкой называют процессы, приводящие к диффузионному насыщению поверхностного слоя различными элементами.
Химико-термическая обработка включает в себя одновременное
Термомеханическая обработка
Термомеханическая обработка – вид термической обработки, включающий в себя операцию пластической деформации, которая создавая повышенную плотность дефектов кристаллического строения, влияет тем
Основные фазовые превращения при термообработке стали
Основой для изучения термической обработки стали является диаграмма железо – углерод (область сталей).
При рассмотрении разных видов термообработки железо-углеродистых спла
Превращение аустенита в перлит
При охлаждении стали с содержанием углерода 0,8% ниже А1 происходит распад аустенита с содержанием углерода 0,8% на феррит с содержанием 0,01%С и цементит с содержанием углерода 6,67%. В
Превращения мартенсита в перлит при отпуске
Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закаленной стали до температуры ниже Аc1, с последующей выдержкой и охлаждением с заданной скоростью. В пр
Отжиг стали
Отжиг стали– термическая обработка, заключающаяся в нагреве металла до определенной температуры, выдержки и охлаждении с отключенной печью (т.е. с минимально возможной скоростью
Отжиг доэвтектоидной стали.
Для доэвтектоидной стали применяют следующие виды отжига:
-полный;
-изотермический;
-нормализация;
-патентирование.
Отжиг заэвтектоидной стали.
Для заэвтектоидной стали применяют неполный отжиг и нормализацию.
Неполный отжиг.Заэвтектоидные стали подвергают неполному отжигу, так как полный отжиг приводит к появлени
Отпуск стали.
Закаленная сталь очень твердая, но она хрупкая, у нее низкая пластичность и большие внутренние напряжения. В таком состоянии изделие не работоспособно, не надежно в эксплуатации. Поэтому для уменьш
Способы закалки стали.
Выбор того или иного способа охлаждения при закалке определяется во-первых получением наибольшей прокаливаемости и во-вторых минимальным уровнем остаточных внутренних напряжений, чтобы уменьшить ко
Обработка стали холодом.
Обработку стали холодом применяют для уменьшения количества остаточного аустенита в закаленных высокоуглеродистых сталях. При охлаждении до -70..-1900С остаточный аустенит превращается в
Закалка с самоотпуском.
При сквозной прокаливаемости все точки детали имеют практически одинаковую твердость. Однако, для ударного инструмента типа зубил, долот, штампов необходимо иметь высокую твердость рабочей поверхно
Поверхностная закалка
Для некоторых деталей при эксплуатации необходима высокая твердость и износостойкость поверхности в сочетании с хорошей вязкостью в сердцевине. Это касается деталей, работающих в ус
Прокаливаемость и закаливаемость стали.
Прокаливаемость важнейшая характеристика стали, определяющая выбор марки стали в зависимости от размеров закаливаемой заготовки.
Закаливаемость стали характеризует твердость правильно зака
Термомеханическая обработка стали.
Термомеханическая обработка включает в себя пластическую деформацию, которая влияет на формирование структуры во время термического воздействия на металл. Пластическая деформация изменяет характер
Цементация
Цементацией называется процесс насыщения поверхностного слоя стали углеродом с целью повышения работоспособности деталей металлургических машин (всевозможные шестерни, зубчатые муфты и втулки, паль
Азотирование
Азотированием называется ХТО, при которой поверхностный слой детали насыщается азотом. Процесс осуществляется в атмосфере аммиака, который при нагревании разлагается. При этом увеличиваются не толь
Нитроцементация
Нитроцементацией называют процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали одновременно углеродом и азотом при 840 – 860°С в газовой среде, состоящей из науглероживающего газа и амм
Цианирование
Цианированием называют также совместное насыщение поверхности стали углеродом и азотом вследствие окисления расплавленных цианистых солей при нагревании до 820 – 960 °С.
Для получения слоя
Сульфоазотирование
Сульфоазотирование применяют для улучшения приработки, повышения износостойкости и противозадирных свойств, особенно при «сухом» и «полусухом» трении, применяют сульфоазотирование, т. е. одновремен
Борирование
Борирование стали - химико-термическая обработка насыщением поверхностных слоев стальных изделий бором при температурах 900...950°С. Цель борирования - повышение твердости, износостойкости и некото
Силицирование
Силицирование - поверхностное или объёмное насыщение материала кремнием. Силицирование производится обработкой материала в парах кремния, образующихся при высокой температуре над кремниевой засыпко
Диффузионное насыщение металлами
Насыщение поверхности стали металлами в ходе их высокотемпературной химико-термической обработки в соответствующих насыщающих средах называется диффузионной металлизацией. Целью такого вида химико-
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов