Основные виды термической обработки стали

Конструкционные стали чаще всего содержат углерод в количестве до 0,7%, т.е. являются доэвтектоидными сталями.

Перекристаллизационный отжиг проводят для снижения твердости, повышения пластичности и получения однородной мелкозернистой структуры. Одновременно при отжиге полностью снимаются остаточные напряжения.

Полуфабрикаты из конструкционных сталей после литья или горячего деформирования из-за ускоренного охлаждения с высоких температур могут иметь повышенную твердость, что затруднит их обработку резанием и приведет к понижению пластичности. Кроме того, отливки игорячедеформированная сталь часто приобретают структурные дефекты, ухудшающие их свойства.

Характерный структурный дефект стальных отливок — крупнозер-нистость.

При ускоренном охлаждении крупнозернистого аустенита создаются условия для образования видманштеттовой структуры¹. При ее образовании выполняется принцип размерного и структурного соответствия, 13 результате чего кристаллы доэвтектоидного феррита ориентированно прорастают относительно кристаллической решетки аустенита и имеют форму пластин.

Типичная структура литой стали и видманштеттовая структура го-рячедеформированной стали показаны на рис. 6.24.

Размер зерна аустенита, образующегося после обработки давлением, как показывает опыт, определяется температурой окончания обработки:

а                                                                                 б

Рис. 6.24. Микроструктура отливки из конструкционной углеродистой стали (а) и видманштеттовая структура горячедеформированной углеродистой стали (б), х 750

llauiaiiii 1! честь первого иссле.чииа i е.чя подобной структуры железного метеорита А Нидманш iei 1,1 (18(18 i .).

:ли эта температура намного превышает Ас$, го образуется крупноиер-истый аустенит и после охлаждения — грубая стрктура продуктов рас-ада, если же она лежит в межкристаллическом интервале температур дежду А\ и Аз), возникает другой структурный дефект — строчечность расположении структурных составляющих — феррита и перлита, что зусловливает значительную анизотропию свойств.

Строчечная структура значительно чаще возникает из-за загрязнения гали неметаллическими включениями, обычно сульфидами, а также в гзультате ликвации фосфора.

При обработке давлением включения вытягиваются. Феррит, заро-даясь на вытянутых включениях, образует вытянутые скопления. Стройность структуры, вызванная неметаллическими включениями, не ис-эавляется отжигом.

Горячекатаная сталь со строчечной структурой (рис. 6.25) имеет худ-ие механические свойства (прочность, пластичность и вязкость) в полезном и высотном направлениях по сравнению с основным направлением формации.

Для полной перекристаллизации структуры конструкционные стали ьгревают до температуры, превышающей температуру Ас^ на 30 — 50 °С. ри более высоком нагреве произойдет укрупнение аустенитных зерен, эсле сквозного прогрева изделия следует медленно охлаждать, что-.1 обеспечить в результате распада аустенита равновесную ферритно-:рлитную структуру и соответственно низкую твердость и высокую пла-ичность.

Скорость охлаждения при отжиге выбирают в зависимости от сте-ни легированности стали. Углеродистые стали получаются достаточно 1гкими при скорости охлаждения 100 - 200 °С/ч. Легированные стали 5олее высокой устойчивостью переохлажденного аустенита нужно охла-здть медленнее — со скоростью 20 — 70°С/ч. Высоколегированные ста-[ экономичнее подвергать изотермическому отжигу, т.е. дать выдержку

Рис. 6.25. Строчечная структура конструкционной углеродистой стали (сернистые; включения центры кристаллизации доэвтектоидного феррита). х250

при температуре немного меньшей Лг\, чтобы получить продукты рас па ца аустенита с низкой твердостью.

Охлаждение при отжиге чаще всего проводят вместе с печью.

Мы поможем в написании ваших работ!