Клевцов Геннадий Всеволодович

Клевцов Геннадий Всеволодович Материаловедение Термическая обработка металлов и сплавов. Отжиг. Виды отжига 1. Классификация видов термической обработки (СТО, ТМО, ХТО); 2. Отжиг 1 -го рода; 3. Отжиг 2 -го рода.

Классификация видов термической обработки Термической обработкой называют процесс обработки изделий из металлов и сплавов путем теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, магнитным и другими воздействиями. А. А. Бочвар разработал классификацию, охватывающую все многочисленные разновидности термической обработки черных и цветных металлов и сплавов.

Собственно термическая обработка Собственно термической обработкой (СТО) называют процесс обработки изделий из металлов и сплавов путем теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Собственно термическая обработка включает следующие основные виды: 1. Отжиг 1 -го рода; 2. Отжиг 2 -го рода; 3. Закалку с полиморфным превращением; 4. Закалку без полиморфного превращения; 5. Старение; 6. Отпуск. Данные виды обработки относятся к сталям, цветным металлам и сплавам. К параметрам СТО относятся: Скорость и температура нагрева; Время выдержки; Скорость охлаждения.

1. Отжиг 1 -го рода Цель любого отжига – перевести металл в равновесное состоянии. Отжиг 1 -го рода частично или полностью устраняет отклонения от равновесного состояния, возникшие при предыдущей обработке, причем его проведение не обусловлено фазовыми превращениями. В зависимости от того, какие отклонения от равновесного состояния устраняются, различают следующие основные разновидности отжига 1 -го рода: гомогенизационный отжиг; рекристаллизационный отжтг; отжиг, уменьшающий напряжения. Основные параметры отжига 1 -го рода — температура нагрева и время выдержки. Скорости нагревания и охлаждения имеют подчиненное значение. Гомогенизационный отжиг — это термическая обработка, при которой главным процессом является устранение последствий дендритной ликвации (неоднородности хим. состава, возникающей в процессе кристаллизации сплавов). Проводят при температурах выше (0, 90— 0, 95)Тпл. Время выдержки: 8 – 12 час.

Рекристаллизационный отжиг — это термическая обработка деформированного металла или сплава, при которой главным процессом является рекристаллизация. Пластическая деформация, как отмечалось ранее, вызывает в металлах и сплавах: текстуру деформации (преимущественную ориентацию зерен в направлении внешних сил); наклеп (повышение твердости и прочности материалов и снижение пластичности, связанное с резким увеличением дефектов кристаллического строения). Рекристаллизационный отжиг частично или полностью устраняют данные дефект. Проводят при температурах выше tрек. Для большинства промышленных металлов и сплавов рекристаллизационный отжиг проводят при температурах (0, 70 – 0, 75) Тпл. Отжиг, уменьшающий напряжения, — это термическая обработка, при которой главным процессом является полная или частичная релаксация зональных остаточных напряжений, возникающих от предыдущих обработок: литье, сварка и т. д. Остаточные напряжения при отжиге уменьшаются двумя путями: 1) Вследствие пластической деформации в условиях, когда эти напряжения превысят предел текучести σт (для снижения σт производят нагрев материала); 2) В результате ползучести при напряжениях меньше σт (иногда, при релаксации незначительных напряжений, используют временные перегрузки изделий).

2. Отжиг 2 -го рода основан на использовании диффузионных (нормальных) фазовых превращений при охлаждении металлов и сплавов. Принципиальную возможность применения к сплаву от жига 2 го рода можно установить по диаграмме состояния. Практически целесообразность отжига 2 го рода определяется тем, насколько сильно структурные изменения вли яют на свойства металла или сплава. Основные параметры отжига 2 -го рода: температура нагрева, время выдержки при этой температуре, скорость охлаждения. Температура нагрева и время выдержки должны обеспечить необходимые структурные изменения. Скорость охлаждения должна быть достаточно мала, чтобы при понижении температуры успели пройти обратные фазовые превращения. Обычно при отжиге изделия охлаждают вместе с печью или на воздухе вне печи. Некоторые разновидности отжига 2 -го рода сталей: полный; неполный; сфероидизирующий; нормализационный отжиг (нормализация);

Некоторые разновидности отжига 2 -го рода сталей Температура нагрева сталей для отжига 2 -го рода 1. Полный отжиг: нагрев стали (до эвтектоидной на 20 -40 0 С выше Ас3 и эвтектоидной на 20 -40 0 С выше Ас1) + выдержка + охлаждение с печью. 2. Неполный отжиг: нагрев до эвтектоидной стали выше Ас1, но ниже Ас3 + выдержка + охлаждение с печью. 3. Сфероидизирующий отжиг: нагрев за эвтектоидной стали выше Ас1, но ниже Асm + выдержка + охлаждение с печью. 4. Нормализационный отжиг (нормализация): 1 - полный отжиг; нагрев стали на 30 -50 0 С (до эвтектоидной 2 - неполный отжиг; 3 – сфероидизирующий отжиг; выше Ас3, эвтектоидной выше Ас1, 4 – нормализационный отжиг. за эвтектоидной выше Асm ) + выдержка + охлаждение на воздухе.

Лекция окончена. Спасибо за внимание