Practica tratamentului termic al oțelului

Următoarele tipuri de tratament termic: recoacere,
normalizare. călire și revenire a oțelului.

Recoacerea - încălzirea oțelului este peste temperatura de transformare de fază, expunerea și răcirea lentă ulterioară, de obicei în cuptor. După recoacere, oțelul se apropie și structurală diagrama echilibre fază afișată pe Fe-Fe3 C.

Prin urmare, după orice structură recoacere este aceeași cu cea a diagramei de fier-cementita (vezi secțiunea 5.3 ..):

· Au doevtektoidnyh oțeluri - perlită și ferită;

· În oțel eutectoid - perlit;

· Au oteluri hypereutectoid - perlit și ciment secundar.

În funcție de temperatura de încălzire în recoacerea de difuzie este subdivizat. plin. izotermă, recristalizarea și incompletă.

Soluție de recoacere (omogenizare) - este încălzirea oțelului la o temperatură de 1100 ... 1200 # 8304; C, care deține (minim - aproximativ 16 ore) și răcirea lentă ulterioară cu cuptorul. În principal utilizate pentru oțeluri aliate și turnate în formă mare (bare) din oțel carbon, cu scopul de a egaliza compoziția chimică a elementelor de carbon și de aliere, și prin urmare proprietățile mecanice în întregul volum al lingoului (mai mare temperatura, difuzie mai mare). După recoacere difuzie obținem o structură formată din ferită și perlită, dar boabele sunt mari ca duritatea este coborâtă, iar acest lucru nu este de dorit. Prin urmare, după recoacerea de difuzie este necesară pentru a se pisa de cereale.

Metode de rafinare de cereale. Bobul este măcinat în oțel în timpul încălzirii în momentul trecerii de la perlitei austenită. Viteza de răcire pe dimensiunea granulelor nu este afectată. De aceea, bobul de oțel a fost măcinat: 1) recoacere completă; 2) normalizare; 3) de stingere; 4) Deformarea plastică, în care are loc reducerea granulația mecanic, prin strivire.

recoacere completă - oțel pro-eutectoid este încălzit peste AS3 30 ... 50 # 8304; C (Figura 6.1.), Expunerea și răcirea lentă ulterioară cu cuptorul. De mai sus nu pot fi încălzite, deoarece în acest caz crește prea cereale austenitei. După o astfel de recoacere se obține structura cu granulație fină constând din perlită și ferită cu duritate crescută.

Fig. 6.1. Intervalul de temperaturi optime de încălzire

pentru diferite tipuri de tratament termic

recoacere completă este utilizat:

· Pentru rafinarea cerealelor și a spori rezistența după recoacere soluție, turnare, sudare, și după laminare la cald și forjare (1100 ... 1200 # 8304; C);

· Pentru a elibera tensiunile interne.

recoacere completă - este de obicei operație pregătitoare, înainte de tratamentul termic final.

recoacere completă oțel hypereutectoid, adică încălzirea deasupra Acm. nu este utilizat deoarece: a) formarea mare de cereale; b) grila secundară apare cementită fragilă la limitele granulei.

răcire lentă în cuptor la recoacere plin promovează eliberarea de exces de ferită ca grupuri separate, adică boabe. Formarea unor astfel de regiuni (boabe) ale feritei nu este de dorit, deoarece la încălzirea ulterioară pentru călire este dificil să se asigure alinierea concentrației carbonului în întregul volum al austenitei. Acest lucru poate duce la formarea porțiunilor călite cu duritate redusă. Prin urmare, recoacerii completă de multe ori supus, piese forjate, piese turnate și lingouri din oțeluri aliate în formă de rulare pentru reducerea durității pentru a facilita rulare a acestora.

recoacere izoterma - un fel de recoacere completă este folosit în principal pentru oteluri aliate pentru a reduce timpul de recoacere.

Și cu piesele complete și izoterme de recoacere încălzite la o temperatură peste Ac3 timp de 30 ... 50 # 8304; C și permite expunerea - la căldură componentele și sfârșitul transformărilor de fază ale perlită și ferită în austenită. Dacă recoacere completă este apoi realizată, răcirea pieselor sunt în același cuptor. Dacă efectuat izoterma de recoacere, elementele din primul cuptor deplasat rapid într-un al doilea cuptor, la o temperatură corespunzătoare izoterm. Aceasta oferă o structură mai fermă troostite sau sorbitol. piese prelucrate prin tăiere mai rău, dar există un câștig în timp și mai puțin stres interne, deoarece transformarea perlitică la suprafață și în miez sunt mai mult sau mai puțin uniform, și nu există nici un stres ascuțite concentrate.

recoacere izoterma este supus la rulare, forjare, instrumentul de preforme și alte articole de dimensiuni mici. Încălzirea se realizează de obicei în medii de protecție. pentru a evita oxidarea și arderea carbonului de la detaliile de suprafață. Dacă, de exemplu, lungimea unui cerc de oțel viteza de recoacere convențională este de aproximativ 30 de ore, izoterma calire dureaza 8 ... 10 de ore.

La recoacere, elemente foarte mari sau piese nu pot fi ele rapid și uniform în întregul volum să se răcească temperatura exploatație izoterme. În acest caz, transformarea în părți separate, are loc la temperaturi diferite, ceea ce conduce la structura neuniformă și duritate.

recoacere recristalizarea - un oțel peste temperatura de recristalizare, menținere la această temperatură și răcire ulterioară-încălzire rece. Scopul recoacerii - eliminarea durificării și creșterea ductilitate. Acest tip de recoacere se aplică înainte de prelucrare plastică la rece și altele asemenea pentru a elimina pasul intermediar între operațiile de călire de deformare la rece. În unele cazuri, recoacere de recristalizare și utilizat ca tratament termic final.

Temperatura oțelului recoacere de recristalizare depinde de compoziția sa. Odată cu creșterea conținutului de carbon și elemente în temperatura crește recoacere oțelului recristalizati aliere. In cele mai multe cazuri, o astfel de temperatură de recoacere în intervalul 650 ... 750 # 8304; C (Figura 6.1.).

Parțial recoacere - această doevtektoidnyh încălzire și hypereutectoid oțelurilor deasupra AS1 30 ... 50 # 8304; C, deținerea și răcirea lentă ulterioară cu ficatul. Structura după această recoacere este aceeași ca și în diagrama de fier-cementita.

oțel Doevtektoidnyh. recoacere parțială este utilizată pentru atenuarea oțelului înainte de prelucrare, de detensionare și boabe de măcinare parțială (boabe este măcinat doar în detrimentul perlită și ferită nu participă). Această recoacere se realizează atunci când procesarea de presiune la cald a fost făcut în mod corect și nu a dus la o extindere dramatică a boabelor. recoacere parțială este comparată cu recoacere totală mai ieftin și mai puțin oțelul oxidat.

oțel Hypereutectoid. recoacere parțială este utilizată în locul recoacerii complet pentru măcinarea cerealelor, deoarece foarte puțin din cementita secundar, iar structura este în principal perlitei. În plus, recoacere moale este utilizat pentru obținerea perlită granulară și apoi această recoacere ciclică sau recoacere numit sferonizare. deoarece cementita plastic în perlită devine formă granulară.

proces sferonizare este după cum urmează. Atunci când este încălzit la 680 ... 760 # 8304; C și deținerea perlitice se transformă în austenită în timpul reacției eutectoid. Care ferita este convertit foarte rapid la austenită (transformare polimorfa) și cementită apoi dizolvat lent în austenita format, dizolvarea este de preferință la colțurile și marginile plăcii, în care atomii sunt vin mai ușor off.

După răcire de la 760 # 8304, # 680 C la 8304 C și menținând procesul invers, adică cementita scade din nou, dar în primul rând pe marginile plăcii (placă rotunjită cementită în perlită). Și așa se repetă de mai multe ori. Rezultatul este un perlit granular, care este fundalul plăcilor de ferită nu sunt aranjate, iar cementita cereale (fig. 6.2).

Fig. 6.2. Microstructura oțelului după spheroidizing hypereutectoid: pe un fond deschis (ferită) - boabe de cementita (Fe3 C)

Oțel cu perlit granular are o duritate mai scăzută și rezistență în comparație cu perlită ductil, dar o duritate mai mare. Mai mult decât atât, oțelul cu perlit granulare mai puțin predispuse la supraîncălzire (o creștere de cereale în timpul încălzirii), deformării și fisurarea în timpul călire ulterioare. Pentru a elimina fragilitate grila cementita secundară incompletă normalizare recoacere produce.

Recoacerea la perlit granulară sunt supuse, de asemenea, din oțel carbon scăzut și mediu pentru a îmbunătăți ductilitatea înainte de forjare la rece sau desen.

Normalizarea - este de încălzire doevtektoidnyh oțel deasupra Ac3. și hypereutectoid peste Acm 50 ... 60 # 8304; C (. Figura 6.1), expunerea și răcirea ulterioară în aer încă. Normalizarea produce recristalizarea fază completă a oțelului și elimină structura grosieră obținută prin turnare, laminare la cald, forjare și ștanțare. După structura normalizare depinde puternic de grosimea peretelui articolului. Pentru produsele mijlocii obținem următoarea structură.

Oțel Doevtektoidnyh - placă sorbitol și exces de ferită. Mai mult, odată cu creșterea carbonului în oțel o cantitate în exces de ferită devine mai puțin, iar oțelurile 0,6% carbon peste aceasta nu va complet, adică se obține kvazievtektoid și duritate la acest 10 ... 15% crește.

oțel eutectoid - placă de sorbitol.

Oțel Hypereutectoid - placă sorbitol și cementită secundar. Dar această grilă cementita fragilă la limitele granulei previne, comparativ cu răcirea rapidă de recoacere, adică nu în cuptor și aer.

Normalizarea comparativ cu recoacere asigură o duritate ridicată și rezistență, dar din cauza rafinamentul cerealelor, retine ductilitate si duritate suficientă. Prin urmare, normalizarea este foarte larg utilizat în inginerie ca formă finală a tratamentului termic.

Aplicație. Pentru oțeluri slab carbon (0,3% C) - (au o structură mult mai moale din ferită și perlită sorbitol sau foarte puțin) este utilizat în loc de recoacere normalizarea deplină. Este mai ieftin și mai ușor, deoarece răcirea are loc în aer. În acest caz, duritatea este ușor mai mare, dar suprafața procesului de prelucrare va fi mai curat. Pentru oteluri carbon ridicate utilizate în locul recoacerii normalizare completă nu poate, pentru că există prea mult sorbitol și prelucrarea de tăiere va fi dificil;

Pentru oteluri mediu carbon (0,3% C ... 0.5) sunt utilizate în loc să se îmbunătățească normalizare atunci când structura obținută de eliberare sorbitol granular cu duritate crescută. Imbunatatirea - este un tip scump de tratament, și este utilizat pentru părțile critice ale vehiculului care rulează cu sarcini de mare impact (bielă, arbore cotit, etc.). Dacă elementul rulează cu sarcini cu impact redus, este mai ieftin de utilizat normalizare (racire prin aer), dar placa sorbitol obținut, care are o viscozitate de mai jos.

Pentru oțelurile de normalizare hypereutectoid utilizate pentru ruperea casantă cu ochiuri secundare înainte de stingerea cementita și recoacere incompletă.

Calire - cea mai comună și, în același timp, cel mai dificil tip de tratament termic. oțel hipoeutectoide este încălzită deasupra liniei Ac3. clase hypereutectoid - peste Ac1 30 ... 50 # 8304; (. Figura 6.1) C este încălzită și apoi răcită rapid la o rată mai mare. de exemplu, din oțel carbon - în apă și pentru aliaj - în ulei.

oteluri aliate. Toate elementele de aliere, altele decât cele de cobalt, redus de difuzie. Aceasta scade și viteza de răcire în ulei va fi mai mare. și anume împietrit caz.

Încălzire Oțeluri hypereutectoid pentru răcirea la temperaturi de mai sus nu se aplică Acm deoarece:

0,8%, și, prin urmare, reținute austenitei este mai mare - până la 40%;

Viteza de încălzire este determinată prin stingerea configurația produsului și compoziția chimică a oțelului.

Pentru oteluri carbon, produse de înaltă mari, produse cu oțeluri de configurație complexă și inaltlieghierat viteza de încălzire trebuie să fie mică, în caz contrar există tensiuni mari interne, ceea ce duce la deformări sau chiar fisuri. În acest caz, produsul a fost încălzit lent cu cuptorul.

Pentru obiecte mici. în special cu o configurație simplă, se aplică încălzirea rapidă, adică elementele sunt încărcate într-un cuptor preîncălzit. Uneori ei folosesc încălzirea în săruri topite.

După încălzire, în special la temperaturi de peste 550 # 8304; C, oțel oxidează rapid și arde carbonul cu o suprafață care nu este de dorit. De aceea, încălzirea se realizează în atmosfere protectoare. Molten sare, amestecuri de protecție de gaz în plumbul topit (lichid de aderență scăzută la oțel) sau în vid.

Tipuri de suporturi de stingere:

pentru oțeluri carbon și slab aliate - apă și soluții apoase de NaOH sau NaCl

pentru oțeluri mediu și înalt aliate sunt același mediu de stingere, precum și săruri de ulei, aer și topit.

proces de întărire. In industrie, călirii mai utilizate pe scară largă pe baza unor metode (ris.103): continuu. discontinuă. viteză și izotermă.

stingere Stepped. Răcirea la 250 ... 300 # 8304; C și expunerea în baia de săruri topite sau alcali. Ocazional, răcirea și expunerea este realizată în ulei fierbinte, la o temperatură de 150 ... 180 # 8304; C (pentru componente mari pentru a crește capacitatea de răcire a mediului de stingere prin elementul și calcinat).

Viteza de călire este utilizat în principal pentru oteluri aliate si oteluri carbon, dar numai pentru produsele de dimensiuni mici (un diametru de 10 ... 12 mm).

întărire izotermic. Exact în același mod ca și viteza de întărire, ci un fragment din baia oferă mai mult. După o astfel de durificare a obținut o bună combinație de proprietăți mecanice, adică duritate ridicată și rezistență cu ductilitate bună și tenacitate. durificare izoterma este folosit doar pentru oteluri aliate.

Calirea nu este tratamentul termic final. Pentru a reduce friabilitatea și stresul interne cauzate de durificare prin creșterea volumului, precum și pentru a obține proprietățile mecanice cerute, oțelul este temperat după călire.

oțel vacanță ar trebui să fie întotdeauna după întărire. După călirea oțelului dobândește proprietățile fizice și mecanice dorite. Mai mult decât atât, cu cât temperatura de revenire, a eliminat mai complet tensiunilor interne. răcirea ulterioară trebuie să fie lentă, aceste tensiuni interne nu apar din nou.

Următoarele tipuri de concediu (Figura 6.1.):

În medie, vacanta ... 350 500 # 8304; C. După o astfel de vacanță, vom obține vacanța structura troostite. Scopul de vacanță medie - pentru a ridica limita elastică. Această versiune sunt supuse primăvară și de primăvară. După o vacanță medie a obține o duritate de 40 ... 50HRC.

concediu minunat ... 550 650 # 8304; C. După călire la temperatură înaltă a obține structura de sorbitol călire. care are o structură granulară și se caracterizează prin rezistență crescută.

Calirea temperat numit îmbunătățire. deoarece tenacitate îmbunătățită.