Презентация: "Термическая обработка металлов и сплавов"

ГБПОУ МО «Колледж «Коломна»Предмет: Материаловедение

Термическая обработка металлов и сплавов





Преподаватель: Балабанова Е.В.

— совокупность операции нагрева, выдержки и последующего охлаждения, в результате чего изменяются структура металлов и их свойства (прочность, твердость, износостойкость и др.).

К основным преимуществам термообработки можно отнести:

- повышение износостойкости, а значит продление срока годности изделий из обработанного металла;
- значительное уменьшение процента бракованных изделий;
- экономия средств и ресурсов на производстве в результате повышения прочности и улучшения качественных характеристик деталей промышленного оборудования.

Термическая обработка (термообработка) приводит к существенным изменениям свойств металлов и сплавов. Химический состав металла не изменяется. Время нагрева зависит от типа печи, размеров изделий, их укладки в печи; время выдержки зависит от скорости протекания фазовых превращений.

При нагреве и охлаждении стали происходят фазовые превращения, которые характеризуются температурными критическими точками.
Принято обозначать критические точки стали буквой А. Критические точки А1 лежат на линии PSK (727°С) диаграммы железо-углерод и соответствуют превращению перлита в аустенит.
Критические точки А2 находятся на линии МО (768°С), характеризующей магнитное превращение феррита. A3 соответствует линиям GS и SE, на которых соответственно завершается превращение феррита и цементита в аустенит при нагреве.
Для обозначения критических точек при нагреве и охлаждении вводят дополнительные индексы: букву «с» в случае нагрева и «r» в случае охлаждения, например Ас1,  Ac3, Ar1, Ar3.

Диаграмма железо-углерод

Поточная линия для термообработки.
Печи для термообработки

процесс термической обработки, при котором металл нагревают до температур, лежащих выше или ниже критических точек, выдерживают при этой температуре и затем медленно охлаждают вместе с печью.

Цели отжига: 

выравнивание химического состава (диффузионный отжиг или гомогенизация);
снятие внутренних напряжений (рекристаллизационный отжиг);
получение равновесной структуры (полный отжиг);
изменение формы и величины зерна;
снижение твердости;
улучшение обрабатываемости стали.

нагрев стали на 30–50 градусов выше критической точки А3, выдержка при этой температуре и последующее охлаждение на спокойном воздухе.

сталь приобретает мелкозернистую, однородную структуру.
Твердость, прочность стали после нормализации выше на 10-15 %, чем после отжига.
-обеспечение большей производительности и лучшего качества поверхности при обработке резанием.

Закалка - это

нагрев стали до температуры выше фазовых превращений, выдержка при этой температуре и охлаждение со скоростью больше критической.

получение стали с высокими твердостью, прочностью, износостойкостью и другими свойствами. 

процесс термической обработки, при котором закаленная сталь нагревается ниже критической точки Ас1, выдерживается при этой температуре и затем охлаждается.
Отпуск уменьшает или устраняет внутренние напряжения, повышает вязкость и пластичность, снижает твердость и улучшает структуру металла.

Низкотемпературный отпуск

Проводят при температурах до 250 °C. Закалённая сталь сохраняет высокую износостойкость, однако такое изделие (если оно не имеет вязкой сердцевины) не выдержит высоких динамических нагрузок.
Получаемая структура МОТП или МОТП + ЦII (мартенсит отпуска + цементит вторичный).

Такому отпуску подвергают режущие и измерительные инструменты из углеродистых и низколегированных сталей.

Проводят при температурах 350 -500 °C.
Он обеспечивает высокие пределы упругости и выносливости. Температуру отпуска надо выбирать так, чтобы не вызвать необратимой отпускной хрупкости.
Получаемая структура – ТОТП (троостит отпуска).

Применяют, главным образом, для пружин и рессор, а также для штампов.

Проводят при температурах 500—680 °C. При этом остаётся высокая прочность и пластичность, а также максимальная вязкость
Структура – СОТП (сорбит отпуска с зернистым цементитом)

Высокому отпуску подвергают детали, воспринимающие ударные нагрузки (зубчатые колёса, валы).

Тест

1. Как называется процесс термообработки, заключающийся в нагреве, стали до определённой температуры, выдержке и последующем медленном охлаждении вместе с печью? 1. закалка; 2. отпуск; 3. отжиг; 4. нормализация.2. Как проводится отпуск стали? 1. заготовку нагревают и медленно охлаждают вместе с печью; 2. заготовку нагревают и быстро охлаждают в воде или масле; 3. заготовку нагревают и охлаждают на воздухе.

3. Для чего применяют отпуск? 1. для увеличения твёрдости и прочности; 2. для уменьшения твёрдости и облегчения обработки; 3. для уменьшения хрупкости после закалки.4. Термическая обработка стали — это обработка, заключающаяся: 1. в разделении материала с образованием стружки; 2. в изменении структуры и свойств заготовки из-за тепловых воздействий; 3. в образовании на заготовке поверхностного слоя из другого металла.

5. Что к термической обработке не относится? 1. отпуск; 2. отжиг; 3. воронение; 4. нормализация.6. Для чего применяется отжиг? 1. для увеличения твёрдости и прочности; 2. для уменьшения твёрдости и облегчения обработки; 3. для уменьшения хрупкости после закалки.

7. Что такое нормализация? 1. нагрев стали до определённой температуры, с последующим охлаждением на воздухе; 2. нагрев стали до определённой температуры, с последующим охлаждением в воде; 3. нагрев стали до определённой температуры, с последующим охлаждением в масле; 4. нагрев закалённой стали до определённой температуры и охлаждение вместе с печью.8. Для каких сталей целесообразно проводить нормализацию? 1. для низкоуглеродистых; 2. для среднеуглеродистых; 3. для высокоуглеродистых.

9. Укажите температуру среднего отпуска 1. 250–300 ° 2. 350–500 ° 3. 650–700 ° 4. 750–900 °10. Какой из перечисленных видов термообработки предназначен для устранения химической неоднородности структуры стали? 1. полный отжиг; 2. неполный отжиг; 3. диффузионный отжиг; 4. рекристаллизационный отжиг.