Перетворення, що протікають у сталі під час термічної обробки - технологія термічної обробки підвісок гальмівно-важільної передачі електровозу, виготовлених із сталі 45
Процес термічної обробки сталі, у будь-якому випадку, включає в себе нагрів та охолодження, при цьому відбуваються структурні та фазові перетворення. А саме для даного виду ТО (покращення) проходять такі види перетворень:
- - при нагріванні сталі - П > А; - при швидкому охолодженні (гартування) - А > М; - при охолодженні після високого відпуску - М > П(С).
Перетворення перліту в аустеніт починається при нагріві сталі вище першої критичної точки Ас1 (727 0С). При цьому зерна (Ф+Ц) у перлітному зерні взаємодіють між собою і утворюються зародки аустеніту. Початкове зерно аустеніту завжди дуже дрібне, але при збільшенні температури нагріву воно поступово зростає. Тобто, чим вище температура, тим більше аустенітне зерно і тому буде великим зерно мартенситу, яке утвориться після гартування. Розмір зерна А є дуже важливою характеристикою. Крупне зерно не завжди бажане, так як знижує ударну в'язкість сталі.
При великій степені переохолодження нестійкість аустеніту збільшується, а швидкість дифузії вуглецю різко падає. При цьому змінюється тип решітки г > б, а весь вуглець, який раніш був розчинений у решітці А, залишається в решітці фериту.
Утворюється мартенсит - перенасичений твердий розчин впровадження вуглецю в б - залізі. Мартенсит має ту ж саму концентрацію вуглецю, що і вихідний аустеніт. Через перенасиченість вуглецем решітка М сильно викривлена і замість кубічної набуває тетрагональної форми (рисунок 2.2). Під час переходу від аустенітної до мартенситної структури об'єм та розміри деталей збільшуються. Мартенсит має високу твердість та крихкість.
Структура сталі після гартування складається з тетрагонального мартенситу і деякої кількості залишкового аустеніту. При нагріванні загартованої сталі нижче температури фазового перетворення (відпуск) відбуваються наступні процеси.
При нагріванні до 200 ° С з мартенситу виділяються пластинки карбідної фази, решітка мартенситу стає близькою до кубічної. При нагріванні до 300 ° С залишковий аустеніт перетворюється на суміш перенасиченого б-твердого розчину та карбіду, тобто у відпущений мартенсит. При подальшому нагріванні з твердого розчину виділяється весь надлишковий вуглець, карбіди відокремлюються, утворюється цементит. При нагріванні до 400 ° С сталь складається з фериту і цементиту, що утворюють структуру троостит відпуку. При нагріванні до 600 ° С утворюється структура сорбіт відпуску, що складається з фериту і дрібних зерен цементиту.
На відміну від сорбіту, одержаного при розпаді аустеніту, зерна цементиту, що утворюються при розпаді мартенситу, рівноосні, а не пластинчасті. Різна форма цементиту обумовлює відмінність у властивостях структур. Зернисті структури мають більш високі механічні властивості, характеризуються більшою пластичністю і в'язкістю при рівній твердості.
Після гартування структура сталі складається з мартенситу і залишкового аустеніту. Твердість визначається твердістю мартенситу та його кількістю. Пластичність загартованої сталі залежить не тільки від вмісту мартенситу, але і від його дисперсності (розміру голок). Для забезпечення високого комплексу механічних властивостей прагнуть отримати після гартування дрібногольчасту структуру, що досягається при дрібнозернистій структурі аустеніту до перетворення.
Твердість сталі залежить від температури ізотермічного розпаду аустеніту: сталі 45 (рисунок 2.3) та сталі 40Х (рисунок 2.4) [9].
А) б)
Рисунок 2.3 - Діаграма ізотермічного перетворення аустеніту сталі 45 (а) та термокінетична діаграма розпаду переохолодженого аустеніту сталі 45 (б)
А) б)
Рисунок 2.4 - Діаграма ізотермічного перетворення аустеніту сталі 40Х (а) та термокінетична діаграма розпаду переохолодженого аустеніту сталі 40Х (б)
Чим нижче температура ізотермічного розпаду аустеніту, тим вище дисперсність перлітних фаз і внаслідок цього вище твердість сталі.
Вплив легуючих компонентів на поліморфні перетворення в сталі. Більшість легуючих елементів, при введенні їх в сталь, змінюють температуру початку та кінця поліморфного перетворення.
Карбіди хрому відносяться до фаз внедрування, тому їх поява в сталях викликає різке збільшення міцності та твердості, з одночасним зниженням в'язкості та пластичності. Легуючі елементи також впливають на положення критичних точок в сталях та основних ліній на діаграмі Fe - C. Вони підвищують точки А1 та А3, так як їхні карбіди більш стійкі і розчиняються в залізі при більш високих температурах, ніж звичайний цементит. Тому введення легуючих компонентів (Cr) викликає необхідність збільшення температури гартування.
Вплив легуючих елементів на фазові перетворення при термічній обробці. Введення легуючого компоненту (хрому) змінює положення С - подібних кривих на діаграмі ізотермічного перетворення аустеніту, тобто зміщує вправо, а точки Mn та Mk - вниз.
Наявність легуючих елементів в сталі робить більш стійким загартований стан, тобто мартенсит зберігається при нагріванні в процесі відпуску до більш високих температур. Так, якщо у звичайній вуглецевій сталі мартенсит перетворюється в троостит вже при нагріві до 250 0С, то в легованих сталях мартенсити може зберігатися до температур 450 - 550 0С.
Похожие статьи
-
Загальні відомості про термічну обробку, що використовується У проекті Під термічною обробкою розуміють комплекс операцій нагрівання й охолодження...
-
Підвіски ГВП виготовляють методом гарячого штампування з урахуванням припусків для механічної обробки із конструкційної вуглецевої якісної сталі 45,...
-
Після охолодження деталей до температури цеху проводиться контроль зразка на: твердість - твердомір ТК-1 - на попередньо підготовленій (зачищеній)...
-
При визначенні режимів термічної обробки слід враховувати технологічні та механічні властивості сталі, технічні вимоги до виробів в умовах їх...
-
Для проведення термічної обробки підвісок було застосовано таке обладнання: 1. Для гартування - шахтна електропіч (таблиця 1.5). Таблиця 1.5 -...
-
Опис виробу У сучасних галузях виробництва практично повсюдно використовуються поковки - чорнові деталі, за своїми розмірами і формі дуже близькі до...
-
Завод ДП НВК "Електровозобудування" - державне підприємство, яке забезпечує своєю продукцією Україну та країни СНД. Завод був практично монополістом на...
-
На основе диаграммы состояний "железо - цементит" и построенного графика термической обработки опишите превращения в структуре стали при нагреве,...
-
Изменение структуры при отпуске. Находясь в напряженном и неустойчивом состоянии, закаленная сталь стремится к своему устойчивому стабильному состоянию,...
-
Отпуск стали - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Отпуск закаленных углеродистых сталей Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закаленной стали до температур, не превышающих...
-
Стислий опис технологічного процесу. Після випуску сталі і її розливання в изложниці (маса зливків буває 8,5-12,5 тонн) останні попадають на ділянку...
-
Токарна чорнова операція. Виконується на станках токарної групи в два установи. В першому установі знімають метал з поверхонь, що підлягають механічній...
-
Отжиг маятниковый (циклический), сфероидизирующий отжиг - Термообработка деталей и инструментов
[pendulum (cyclic) аnnealing] - Отжиг с многократным нагревом до 740 OС и охлаждением до 680 OC, что обеспечивает получение структуры зернистого перлита....
-
Основан на использовании диффузионных (нормальных) фазовых превращений при охлаждении металлов и сплавов. Основные параметры отжига II рода : температура...
-
Конструкционные материалы - Электротехника. Электротехническое материаловедение
Задача 1 . Вычертите диаграмму состояния железо-карбид железа, укажите структурные составляющие во всех областях диаграммы, опишите превращения при...
-
Мартенситное превращение в стали - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Мартенситное превращение происходит при быстром охлаждении высокотемпературной фазы. Такой процесс часто называется закалкой, хотя для различных металлов...
-
Жаропрочные стали и сплавы - Чугун и сталь
Эти стали, используются при работе под нагрузкой и обладают достаточной жаростойкостью при температурах выше 500 0С. Жаропрочные стали перлитного класса...
-
Технологічна схема консервування зеленого горошку Опис технологічної схеми Для консервування використовують недозрілі зерна овочевого гороху лущильних...
-
Корозионностойкие стали - Чугун и сталь
Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называются коррозионно-стойкими (нержавеющими). Устойчивость стали против коррозии достигается...
-
Износостойкие стали - Чугун и сталь
Износостойкость деталей обычно в первую очередь обеспечивается повышенной твердостью поверхности. Однако высокомарганцевая аустенитная сталь 110Г13Л...
-
Низколегированные стали, предназначены для изготовления деталей, работающих в условиях высоких температур (100-600 С) и при давлении газа или пара. Эти...
-
Производство стали - Разработка технологического процесса изготовления детали "зубчатое колесо"
Сущность процесса Основными материалами для производства стали являются передельный чугун и стальной лом (скрап). Содержание углерода и примесей в стали...
-
Технологічна схема виробництва - Технологія виробництва ковбас
Технологічна схема процесу (??дод. А). М'ясо в тушах, напівтушах і четвертинах подається на стіл для ручної обвалки (1), де відбувається його...
-
КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВАЯ РЕЗКА - Газовая резка нержавеющей стали
При обычной кислородной резке высоколегированная хромистых и хромоникелевых нержавеющих сталей на поверхности реза образуется пленка тугоплавких окислов...
-
5.1. Роботи на виконавчих механізмах регулюючих органів і електроприводах затворної регулюючої арматури виконуються по заздалегідь узгодженій...
-
Мета термічної обробки солоду - Термічна обробка пивоварного солоду
Свіжопророщений солод для виробництва пива використовувати неможна, так як він має сирий смак та запах, в ньому відсутні ароматичні, забарвлюючі і...
-
Характеристика технологічного об'єкта з точки зору автоматизації Задача управління процесом нагріву в колодязях полягає у виборі та забезпеченні режиму...
-
Превращения при отпуске - Характеристика термической обработки
Отпуском называют термическую операцию, заключающуюся в нагреве закаленной стали до температуры ниже ac1, с последующей выдержкой и охлаждением с...
-
Рост зерна аустенита при нагреве - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Зародыши аустенита при нагреве выше температуры. образуются на границах раздела феррит -- карбид. При таком нагреве число зародышей всегда достаточно...
-
Таблица 4 - Режимы термообработки Операция T, °С Охлаждающая среда HRC Цементация 930 Охлаждение медленное в колодцах или ящиках Закалка 820 - 840...
-
Для изготовления детали используют сталь 40Х [5] - это конструкционная легированная сталь хромистая. Таблица 2.1 - Химический состав в % материала 40Х С...
-
Термической обработкой стали называется совокупность технологических операций ее нагрева, выдержки и охлаждения в твердом состоянии с целью изменения ее...
-
Плавка в кислой электропечи. - Производство стали
Кислые электропечи футеруют огнеупорными материалами на основе кремнезема. Эти печи имеют более глубокие ванны и в связи с этим меньший диаметр кожуха,...
-
Получение низкоуглеродистой коррозионностойкой стали (процессы AOD и VOD) . - Производство стали
Широкое распространение получают методы производства низкоуглеродистой коррозионностойкой стали вне электропечи. Метод AOD. В электропечи выплавляют...
-
Где Q1 - количество тепла отводимого от перегретого металла. В кристаллизаторе этот перегрев снимается. Q2 - количество тепла выделяющегося при...
-
Легирующие элементы в стали - Характеристика и структурные методы исследования металлов
Влияние легирующих элементов на полиморфные превращения железа. Все элементы, за исключением углерода, азота, водорода, и отчасти бора, образуют с...
-
Сталь является многокомпонентным сплавом, содержащим углерод и ряд постоянных или технологических примесей: Mn, Si, S, Р, О, Н, N и др., влияющих на ее...
-
Схема виробництва рослинних олій За технологічною ознакою технологічні процеси діляться на шість груп: Підготовка до зберігання і зберігання олійного...
-
Введение Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши...
-
Производство стали в электрических печах - Полная характеристика черной металлургии
Для выплавки стали используют электрические печи двух типов: дуговые и индукционные (высокочастотные). Первые из них получили более широкое применение в...
Перетворення, що протікають у сталі під час термічної обробки - технологія термічної обробки підвісок гальмівно-важільної передачі електровозу, виготовлених із сталі 45