Відпал другого роду

Відпал другого роду базується на використанні дифузійних фазових перетворень в твердому стані. Цей вид термообробки можливо проводити з повною зміною фазового складу, коли фази, що існували при кімнатній температурі, зникають при нагріванні, а стабільні висотемпературні фази зникають при охолодженні. Практична доцільність відпалів 2-го роду визначається величиною впливу структурних змін на властивості сплавів.

Основними параметрами відпалу 2-го роду є температура нагрівання, час витримки при цій температурі і швидкість Температура нагрівання і час витримки повинні забезпечити повністю необхідні структурніперетворення Швидкість охолодження повинна бути досить малою, що при зниженні температури встигли пройти зворотні фазові перетворення. Звичайно охолодження при відпалі проводять разом з піччю або на повітрі. Для сталей відпал другого роду – це термічна обробка, при якій головними процесами є повна чи неповна аустенізація при нагріванні з подальшими ферито- цементитними перетвореннями при охолодженні.

Відрізняють за методами охолодження і ступенем переохолодження аустеніту наступні види відпалу 2-го роду:

· повний;

· ізотермічний;

· неповний;

· нормалізаційний відпал (нормалізація)

· патентирування.

Кожний з цих різновидів має своє цільове призначення і особливості проведення. На рис. 5.3 наведені температури нагріву при проведенні різних видів відпалів другого роду.

Повний відпал проводиться для доевтектоїдних сталей. При цьому сталь нагрівають до температури, яка на 30-50°С вище точки А_с3 (рис.5.3).

Охолодження при повному відпалі проводять настільки повільно, щоб аустеніт розпадався при невеликій ступені переохолодження із швидкостями до 200° С/год.

В легованих сталях аустеніт більш стійкий до переохолодження. Тому леговані сталі охолоджують при відпалі зі швидкостями 100 - 30° С/год.

Основною метою повного відпалу є видалення дефектів структури, отриманих під час лиття, обробки тиском, зварюванні, а також зменшення напруг і пом'якшення сталі перед обробкою різанням.

Ізотермічний відпал використовується в основному для обробки штампованих заготовок і прокату невеликого розміру із легованих сталей. Метою ізотермічного відпалу є скорочення тривалості процесу і отримання більш гомогенної структури.

Неповний (сфероідизуючий) відпал проводиться: для заевтектоїдних вуглецевих і легованих інструментальних і кулькопідшипникових сталей для підвищення оброблюваності різанням, а також для підготовки структури для гартування. Результатом неповного відпалу є утворення структури зернистого (глобулярного) перліту (сферодиту), що і дало назву – сфероідизація.

При неповному відпалі сталі нагрівють до температури 750 – 780ºС. кінцева структура – зернистий (глобулярний) перліт залежить також і від швидкості охолодження. Регулюючи швидкість охолодження, можливо отримувати різні за величиною зерна. Охолодження проводять зі швидкістю 30-60º/год до 600ºС, потім на повітрі. При збільшенному вмісті легуючих елементів охолодження уповільнюють.

Сталь із структурою зернистого перліту має найменшу твердість, легше оброблюється різанням, що особливо важливо для масового виробництва. Крім того, така структура є оптимальною перед гартуванням, оскільки вона менш схильна до росту аустенітного зерна при нагріванні і дозволяє розширити інтервал гартівних температур. Якщо при однократному відпалі не відбувається повної сфероідизації цементиту, то застосовують циклічний або маятниковий відпал, тобто проводять декілька разів нагрівання і охолодження.

Нормалізаційний відпал (нормалізація) – це такий вид термічної обробки сталі, при якій нагрівання проводять до температур на 30-50ºС вище лінії GSE з подальшим охолодженням на спокійному повітрі (рис. 5.4, графік 4).

Рисунок 5.4 – Режими нагрівання при проведенні відпалів 2-го роду: 1 – повний; 2 – ізотермічний; 3 – неповний; 4 – нормалізація

При нагріванні відбувається повна фазова перекристалізація до аустенітного стану як доевтектоїдних, так і заевтектоїдних сталей, що дозволяє видалити великозернисту структуру.

Прискорене охолодження на повітрі із швидкістю (приблизно 7-7,5 ºС/с для невеликих мас) обумовлює дещо більше переохолодження аустеніту і в результаті отримується більш тонка будова перліту або сорбіту. Таким чином, міцність сталей після нормалізації отримується більшою, ніж при звичайному відпалі.

Патентирування, як різновид ізотермічної обробки, застосовується для отримання високоміцної канатної і пружинної проволоки. Середньо і високовуглецеву проволоку із вмістом вуглецю від 0,45 до 0,85% нагрівають до температури (870-920ºС), після чого пропускають через свинцеву або соляну ванну з температурою 450 - 550°С. Високотемпературний розігрів забезпечує гомогенізацію аустеніту.

Рисунок 5.5 – Температурні інтервали нагрівання вуглецевих сталей при гартуванні

Дата добавления: 2014-01-07