Международные обозначения критических температур на диаграмме железо-углерод

Линия диаграммы	Структурные превращения	Обозначение критической точки
при нагреве	при охлаждении
PSK   GS   SE	Аустенитно-перлитное   Аустенитно-ферритное   Выделение цементита из аустенита или его растворение	Аc 1   Ac 3   Aсm	Аr 1   Ar 3   Arm

Примечание. А - первая буква французского слова arret - остановка; с - первая буква французского слова chauffage - нагревание; r - первая буква французского слова refroidissement - охлаждение.

Термическую обработку подразделяют на предварительную и окончательную.

Предварительную термическую обработку выполняют для обеспечения требуемых технологических свойств материала заготовок (отливки, поковки, прокат и т. п.) и подготовки структуры к окончательной термической обработке:

для уменьшения твёрдости в целях снижения усилий резания;

для измельчения зерна в целях повышения пластичности, так как современные методы обработки конструкционных сталей связаны в основном с формообразованием за счет пластической деформации;

для устранения различных дефектов структуры и получения равномерного распределения структурных составляющих;

для снятия внутренних напряжений.

При назначении термической обработки сталей следует руководствоваться частью диаграммы состояний сплавов Fe-С для сталей
(рис. 2).

В качестве предварительной термической обработки сталей проводят отжиг или нормализацию.

Рис.2. Часть диаграммы состояний сплавов Fe-С для сталей (заштрихованы температурные интервалы отжига и нормализации)  

Отжиг - нагрев доэвтектоидной стали до температуры на 30-50 °С выше линии Ас ₃, выдержка и медленное охлаждение с печью (скорость охлаждения 20-30 град/ч).

При нормализации в отличие от отжига охлаждение производят на спокойном воздухе (скорость охлаждения 3 град/с).

  Рис. 3. Графики отжига и нормализации для доэвтектоидной стали  

Нагрев доэвтектоидных сталей при предварительной термической обработке выше линии Ас ₃ (рис. 3) необходим для измельчения зерна в сплавах в результате полной перекристаллизации. При этом следует учитывать, что излишне высокая температура вызывает рост зерна и, следовательно, охрупчивание стали. Такой дефект структуры носит название перегрева. Нагрев стали в межкритический интервал температур (ниже линии Ас ₃, но выше Ас ₁) не приводит к полной перекристаллизации (измельчается только зерно перлита).

Нормализация приводит к более высокой твёрдости, чем отжиг.

Для сталей, содержащих 0,25–0,50 % углерода и повышение твёрдости которых при нормализации невелико, выгоднее осуществлять нормализацию, для более высокоуглеродистых сталей, содержащих 0,55-0,75 % С, - отжиг, но, возможно, и нормализацию - в зависимости от используемой в дальнейшем технологии.

Малоуглеродистые стали (до 0,25 % С) необходимо подвергать только нормализации, чтобы сталь, имея структуру феррит + перлит (небольшое количество), была пластичной. После отжига эти стали будут иметь структуру феррита и цементита, расположенного по границам ферритных зерен, что сильно охрупчивает стали.

Измельчение зерна при отжиге или нормализации доэвтектоидных сталей в результате перекристаллизации происходит как при нагреве, так и при охлаждении (рис. 4).

Рис. 4. Схема изменения размера зерна перлита в стали У8 в процессе термической обработки

Предварительная термическая обработка доэвтектоидных сталей приводит к формированию близкой к равновесному состоянию мелкозернистой структуры равномерно распределенных феррита и перлита (рис. 5).

Дата добавления: 2015-06-27