Термомеханическая обработка. ТМО заключается в сочетании пластической деформации при высокой температуре с последующим быстрым охлаждением — закалкой

ТМО заключается в сочетании пластической деформации при высокой температуре с последующим быстрым охлаждением — закалкой. После этого обрабатываемая заготовка, или почти готовая деталь, подвергается соответствующему отпуску.

Различают два основных способа термомеханической обработки. По первому способу, который называют высокотемпературной термомеханической обработкой (ВТМО), например, конструкционную сталь деформируют при температуре выше критической температуры А_сз. При этом сплав подвергается деформации в состоянии аустенита. Этот процесс называют аусформингом. Степень деформации составляет от 20 до 50 % и поэтому при ВТМО осуществляется формообразование заготовки. После де­формации осуществляют закалку и чаще всего низкий отпуск.

Второй способ ТМО, получивший не столь большое распространение, называется низкотемпературной термомеханической обработкой (НТМО). При этом способе обработки сталь нагревают до аустенитного состояния, выдерживают при этой температуре. Для выравнивания химического состава в объеме материала, подстуживают и пластически деформируют в температурной зоне существования переохлажденного аустенита, но в области его относительной устойчивости (температура 400-600 °С). Степень деформации составляет 75—95 %. Закалку осуществляют сразу же после пластической деформации. Потом производят низкотемпературный (низкий)отпуск.

Оба способа ТМО позволяют получать у простых сталей высокую прочность (а_а = 2200-3000 МПа) при достаточно высокой пластичности (5 = 6-8 %, \|/= 50-60 %) и Зависимость механических свойств легированной стали 40Х2Н4СМ после обычной термообработки (закалки и различных отпусков); после ВТМО и отпуска; после ВТМО, отпуска и последующей обычной закалки и отпуска видна из данных табл. 1.

В результате ТМО достигается одновременное повышение прочности и пластичности, и, как следствие этого, возрастает работоспособность материала, т. е. конструктивная прочность.

ТМО — одна из наиболее перспективных технологий упрочнения металлических материалов, позволяющая существенно повышать качество производимой технической продукции и уменьшать расход стали и материалоемкость изготавливаемых изделий. Все это повышает техническую и экономическую эффективность производства машин и других изделий.

В случае использования комбинированной ТМО, состоящей из ВТМО и НТМО, повышается ударная вязкость и устраняется отрицательное явление отпускной хрупкости у легированных сталей. Применительно к стали НОГ 13 (марганцовистая аустенитная сталь Гатфильда) получены следующие результаты:

Механико-термическая обработка

При ТМО фазовые и структурные превращения происходят после пластического деформирования. Однако, если изменить последовательность: вначале превращения, а потом деформационное упрочнение (наклеп), то это будет новый вид упрочняющей обработки, называемый механико-термической обработкой (МТО).

Если, например, сталь закалить, то она имеет большую прочность и относительно малую пластичность. Однако закаленная сталь обладает способностью дополнительно упрочняться в результате небольших деформаций. Оказалось, что достаточно продеформировать закаленную сталь на 2-5 %, чтобы увеличить ее прочность на 10-25 %.

МТО, состоящая из закалки на структуру мартенсита с последующей малой пластической деформацией и низким отпуском, имеет и иное (специальное) название — марформинг. Марформинг означает, что деформации подвергается сталь со структурой мартенсита.

МТО, при которой обычной термообработкой получают тонкопластинчатый перлит (троостит охлаждения, а не троостит отпуска) с последующей холодной пластической деформацией, носит название патентирование. Такому упрочнению подвергают обычно тонколистовой прокат и проволоку. При патентировании дают большую степень деформации (до 95 %). В результате достигается на инструментальных сталях самая высокая для них прочность — 4500 МПа (это почти 1/3 значения теоретической прочности стали).

Установлено, что методом деформационно-термической обработки можно в 2-3 раза повысить прочностные свойства сталей по сравнению с нетермообработанным или отожженным состоянием.

Описанные выше способы ТМО и МТО являются относительно новыми, высокоэффективными и прогрессивными (перспективны-ми для применения в производстве).

Дата добавления: 2015-04-24