Термическая обработка стали

охлаждения

Термическая обработка – процесс тепловой обработки металлов и сплавов, заключающийся в нагреве до определенной температуры, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении с заданной скоростью. Применяется для получения материала с заданными свойствами путем изменения его фазового состава и перераспределения компонентов, размеров и формы кристаллических зерен, вида дефектов, их количества и распределения. К термической обработке относятся отжиг, закалка, отпуск, нормализация, старение.

Режим термообработки (ТО) представляется графиком в координатах температура – время. Он характеризуется параметрами:
температура нагрева;
время выдержки при этой температуре;
скорость нагрева;
скорость охлаждения.
Параметры термической обработки зависят от химического состава стали и конфигурации изделия.

(линия РSК). При этой температуре происходит перекристаллизация перлита в аустенит (П → А).
Ас3 – критическая точка полной перекристаллизации в аустенит доэвтектоидной стали. (Ф + А) → А. Температура ее определяется по линии GS в зависимости от содержания углерода в стали.
Асм – критическая точка полной перекристаллизации в аустенит заэвтектоидной стали. (А +Ц) → А. Температура ее определяется по линии SЕ в зависимости от содержания углерода в стали.

выдержкой и последующем медленном охлаждении (вместе с печью)

полиморфных превращений (доэвтектоидных сталей на 30 - 50°С выше Ас3 (полная), заэвтектоидных на 30 - 50°С выше Ас1,) (неполная) выдержке и последующем охлаждении со скоростью выше критической, с целью получения мартенситной структуры, обеспечивающей максимальную твердость, прочность и износоустойчивость (не является окончательной операцией термической обработки)

в результате закалки (чем больше в мартенсите углерода, тем выше его твердость) .
Прокаливаемость – это способность стали получать закаленный слой на определенную глубину. Под закаленным слоем понимают слой со структурой мартенсита, обладающий высокой твердостью.

аустенитного состояния, выдержки при температуре нагрева и последующего охлаждения на воздухе (получаются следующие структуры: сорбит+феррит в доэвтектоидных сталях (С+Ф); сорбит в эвтектоидных сталях (С); сорбит+вторичный цементит в заэвтектоидных сталях (С+ЦII)

Температурный интервал нагрева стали под нормализацию

ниже Ас1, выдержке и последующем охлаждении с произвольной скоростью. Он является окончательной операцией термической обработки, т.к. обеспечивает требуемые механические свойства стали и полностью или частично устраняет внутренние напряжения (температурные и структурные), возникающие при закалке.

ВИДЫ ОТПУСКА: 1) Низкий отпуск. Нагрев – 150 – 200°С, выдержка – 1 – 1,5 часа. Снижаются внутренние напряжения. Мартенсит закалки переходит в мартенсит отпуска. Твердость (60 – 64 HRC).
2) Средний отпуск. Нагрев – 350 – 500°С, выдержка – 1 – 8 ч. мартенсит закалки переходит в троостит отпуска – 40 – 45 HRC. Обеспечивается наилучшее сочетание предела упругости с пределом выносливости.
3) Высокий отпуск. Нагрев – 500 – 680°С, выдержка – 1 – 8 ч. Полностью снимаются внутренние напряжения. Структура – сорбит отпуска – 25 – 35 HRC. Наилучшее соотношение прочности, пластичности и ударной вязкости стали.

механические свойства закаленной стали с 0,4%С

скоростями охлаждения при различных видах термообработки