К изменению каких свойств стали приводит высокий отпуск


305, 307 — Пластичность и вязкость после закалки и отпуска

Пластичность и вязкость после закалки и отпуска 329 — Радиусы закруглений 68, 69 — Уклоны штамповочные 68, 69  [c.451]

Сталь ЗОН принадлежит к среднеуглеродистым конструкционным легированным сталям повышенной прочности и высокой вязкости. Присутствие никеля сообщает стали повышенную прочность, пластичность и высокую прокаливаемость по сравнению с соответствующей маркой углеродистой стали. Сталь ЗОН принадлежит к группе улучшаемых сталей, т. е. требуемые прочностные свойства и пластичность приобретаются после закалки и высокого отпуска. Рекомендуемые режимы термической обработки следующие  [c.186]


Иногда такой термической обработке подвергают детали конструкций большой длины и с тонкими стенками, которые должны обладать высокими пружинящими свойствами. В этом случае применяют сталь ЗОХГС после закалки и отпуска при 250 С она будет иметь прочность (Ов) 160 кгс/мм , но вязкость (Ов) всего лишь 5 кгс-м/см , а пластичность (б) 7% н (i )) 40%.   [c.404]

Отпуск — нагрев ниже точки Ai и медленное охлаждение его применяют как сопутствующую операцию после закалки для получения более устойчивых структур. Высокий отпуск (нагрев до температуры 700 С) применяют для повышения пластичности и обрабатываемости при небольшом снижении прочности закаленной стали низкий отпуск (нагрев до температуры 250 °С) применяют для повышения вязкости закаленной стали при сохранении прочности.  [c.13]

Отпуск — это процесс термической обработки, связанный с изменением строения и свойств закаленной стали при нагреве ниже критических температур. При отпуске происходит распад мартенсита (пересыщенного твердого раствора С в а-Ре после закалки) и остаточного аустенита. Вследствие перехода к более устойчивому состоянию образуются структуры продуктов распада УИ и Л, смеси а-Ре и карбидов. При этом повышаются пластичность и вязкость, снижается твердость и уменьшаются остаточные напряжения в стали.  [c.107]

Присутствие повышенного содержания марганца существенно влияет на свойства стали понижает критические точки, увеличивает прокаливаемость позволяет производить закалку при более низких температурах и обеспечивает получение после высокого отпуска структуру сорбитообразного перлита повышает пределы текучести и прочность, твердость и износостойкость при небольшом снижении пластичности и вязкости, особенно в марках с повышенным содержанием углерода.   [c.252]

Диаметр заготовки, в центре которой после закалки при заданных условиях охлаждения получается полумартенситная структура, называется критическим диаметром. Если размер заготовки не превышает критический диаметр, после закалки и отпуска достигается наилучшее сочетание прочности и пластичности. Однако полумартенситная структура не обеспечивает максимальных значений предела выносливости и ударной вязкости, особенно при низких температурах. Поэтому прокаливаемость нередко определяют по глубине проникновения закаленного слоя со структурой 90% мартенсита и 10% троостита.  [c.132]

При высоком отпуске стальные детали нагревают до 450—650 °С, выдерживают при этой температуре, а затем охлаждают для получения структуры сорбита отпуска. Закалку вместе с последующим высоким отпуском называют улучшением стали. После этого отпуска детали приобретают повышенную ударную вязкость, пластичность, но несколько пониженную твердость поверхности. Этому виду отпуска подвергают в основном все ответственные детали машин и механизмов (например, валы, оси, зубчатые колеса).  [c.257]

После закалки в обоих случаях следует низкотемпературный отпуск 100—300 °С). Такая комбинированная ТМО позволяет получить очень высокую прочность (ов = 2200- 3000 МПа) при хорошей пластичности и вязкости (б = 6-ь8 %, 5 == 504-60 %).  [c.218]


Оптимальное сочетание прочности, пластичности и вязкости стали получают после закалки и низкого отпуска (табл. 7.3).  [c.296]

Стали для пружин и рессор занимают особое место среди конструкционных улучшаемых сталей. Они содержат повышенный процент углерода (0,5—0,6%). В пружинах и рессорах возникают большие упругие деформации при отсутствии пластических. Поэтому стали для них должны обладать высоким пределом пропорциональности и пределом текучести. Часто деформации пружин и рессор происходят весьма быстро, но так как они не переходят в пластические, то для материала пружин и рессор не обязательны высокая ударная вязкость и пластичность. Требуемый комплекс механических свойств получается после закалки и среднего отпуска — типичной термической обработки пружинных и рессорных сталей.  [c.174]

Пожалуй, в большей степени в промышленность продвинулась ВТМО, благодаря тому, что технологически эта обработка проще кроме того, повышается не только прочность, но также пластичность и вязкость. С помощью ВТМО удается устранить склонность к преждевременному хрупкому разрушению среднеуглеродистой (0,4—0,5% С) стали после закалки и низкого отпуска [157].   [c.328]

После закалки от температуры аустенизации 1173 К с выдержкой 90 мин в воду была получена твердость НВ 420. По мере повышения температуры отпуска происходит постепенное уменьшение твердости (до НВ 375 после отпуска при 573 К>. При температуре > 773 К можно отметить очень интенсивное снижение твердости (до НВ 220 после отпуска при 973 К). Представленные на рж. 14 результаты исследований показывают, что температура отпуска 773 К является критической выше нее наступает интенсивное снижение твердости. Ход изменения ударной вязкости в зависимости от температуры отпуска указывает на ее снижение в температурном интервале 573— 673 К, в котором достигается локальный минимум. Следует подчеркнуть, что уже при температуре 773 К происходит очень заметный рост пластичности.  [c.27]

Улучшаемые стали представляют собой группу легированных сталей с С = 0,35 0,50 %. Оптимальные свойства эти стали приобретают после закалки и высокого отпуска при 500-650 °С. Они характеризуются сочетанием повышенной прочности и достаточно высоких пластичности и вязкости.  [c.102]

Углеродистые и легированные конструкционные стали, имеющие после закалки и отпуска в зависимости от химического состава, размеров изделий и температуры отпуска требуемые техническими условиями значения предела текучести, временного сопротивления, пластичности и вязкости. Некоторые улучшаемые стали пригодны для поверхностной закалки (пламенной и индукционной).  [c.227]

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 отличаются большой прочностью, но меньшей пластичностью, чем низкоуглеродистые. Их применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии — после закалки и высокого отпуска на структуру сорбита — достигаются высокая вязкость, пластичность и, как следствие, малая чувствительность к концентраторам напряжений. При увеличении сечения деталей из-за несквозной прокаливаемости механические свойства сталей снижаются. После улучшения стали применяют для изготовления деталей небольшого размера, работоспособность которых определяется сопротивлением усталости (шатуны, коленчатые валы малооборотных двигателей, зубчатые колеса, маховики, оси и т. п.). При этом возможный размер деталей зависит от условий их работы и требований к прокаливаемости. Для деталей, работающих на растяжение, сжатие (например, шатуны), необходима однородность свойств металла по всему сечению и, как следствие, сквозная прокаливаемость. Размер поперечного сечения таких нагруженных деталей ограничивается 12 мм. Для деталей, испытывающих главным образом напряжения изгиба и кручения (валы, оси и т. п.), которые максимальны на поверхности, толщина упрочненного при закалке слоя должна быть не менее половины радиуса детали. Возможный размер поперечного сечения таких деталей — 30 мм.  [c.281]

Характеристики пластичности й и V возрастают по мере повышения температуры отпуска (см. рис. 6.34). Ударная вязкость непосредственно после закалки низкая. С повышением температуры отпуска ударная вязкость увеличивается, однако есть два температурных интервала, при которых у конструкционных сталей она заметно снижается 250 - 350 и 500 — 600 °С. Понижение вязкости соответственно называют отпускной хрупкостью I и II рода (рис. 6.35). Природа охрупчивания сталей после отпуска при указанных температурах недостаточно ясна.   [c.191]

Среднеуглеродистые стали 30, 35, 40, 45, 50, 55 отличаются большей прочностью, но меньшей пластичностью, чем низкоуглеродистые (см. табл. 9.3). Их применяют после улучшения, нормализации и поверхностной закалки. В улучшенном состоянии — после закалки и высокого отпуска на структуру сорбита — достигаются высокая ударная вязкость, пластичность (рис. 9.5, а) и, как следствие, малая чувствительность к концентраторам напряжений. При увеличении сечения деталей из-за несквозной прокаливаемости механические свойства таких сталей снижаются (рис. 9.5, 6).  [c.249]

Низкоуглеродистые (0,1 - 0,3 % С) легированные стали (табл. 9.7) используют в состоянии наибольшего упрочнения, т.е. после закалки и низкого отпуска со структурой (в зависимости от состава стали) низкоуглеродистого мартенсита или бейнита. Повышенные прочностные свойства сочетаются у них с хорошей пластичностью, вязкостью, малой чувствительностью к надрезам и высоким сопротивлением развитию вязкой тре-ш ины.  [c.261]


Влияние отпуска после закалки на эрозионную стойкость чугуна отражает зависимость,на рис. 92. Как видно из приведенных закономерностей, для металлической основы чугуна оптимальна температура отпуска 400° С. Отпуск при более высоких температурах увеличивает пластичность и вязкость чугуна, но в то же время приводит к повышению гетерогенности структуры металлической массы и снижению эрозионной стойкости. Отпуск при более низких температурах является недостаточным для снятия внутренних напряжений, чувствительность к которым у серого чугуна очень велика из-за наличия в его структуре графита.  [c.147]

Повышение эрозионной стойкости мартенситных сталей после закалки и низкого отпуска не всегда практически оправдано из-за одновременного снижения ударной вязкости и пластичности. Наибольший интерес эти стали представляют после закалки и высокого отпуска, когда наряду с высокими прочностью и пластичностью они обладают достаточной эрозионной стойкостью (см. табл. 68).  [c.194]

В отожженшм состоянии стали хорошо поддаются обработке на станках. После закалки отпуска они имеют высокую прочность, достаточную пластичность и ударную вязкость в зависимости от температуры отпуска механические свойства сталей меняются в широких пределах. Часто применяется термическая обработка, состоящая из нормализации с температуры 950° и последующего двухчасового отпуска на 760—800°, охлаждение на воздухе. Закалка этих сталей в масле или в воде почти не применяется.  [c.896]

После закалки в обпих случаях следует иизкогемнературиый отпуск (100—300 X ). Га1,ая комбинированная ТЛЮ позволяет получить очень высокую п )очносгь (о,, 2200-г-3000 МПа) при хорошей пластичности и вязкости ( 6—8 о, ф 50—60 %).  [c.218]

Сталь Х12Ф1 превосходит сталь Х12М по пластичности, вязкости и устойчивости против отпуска. Сталь Х12Мс большим содержанием С после закалки получает более высокую твердость.  [c.244]

В процессе закалки на мартенсит происходит резкое нарушение регулярности атомной решетки, в пределах одного зерна образуется ряд тоиких пластин (мартенситная структура), каждая из которых имеет мозаичное строение. Этим резко увеличивается суммарная удельная поверхность раздела, что влечет за собой резкое увеличение прочности. Наряду с этим упрочняющее, в пределах каждого блока, влияние оказывают внедренные атомы углерода в пересыщенном растворе. Хрупкий после закалки мартенсит используют лишь после отпуска, уменьшающего неравновесность структуры. При этом уменьшается прочность, но повышается пластичность и ударная вязкость.  [c.268]

Марганец [8,9] понижает критические точки А] и Лз, увеличивает гистерезис, улучщает прокаливаемость стали, позволяя применять более низкие температуры закалки и обеспечивая получение после высокого отпуска дисперсной структуры сорбитообразного перлита. Частично растворяясь в феррите и упрочняя его, а также образуя двойные карбиды, марганец значительно повыщает предел текучести, прочность, твёрдость и износоустойчивость стали, несколько понижая пластичность и вязкость, особенно в марках с повышенным содержанием углерода. Недостатком марганцовистой стали является чувствительность к перегреву, а также некоторая склонность к образованию полосчатой структуры и отпускной  [c.371]

Прокалпнаемость стали зависит от ее химического состава (содержания углерода и легирующих эле.чентоп), величины зерна, температуры закалки, выдержки нри этой температуре перед закалкой и скорости охлаждения при закалке. В табл. 25 приведены данные о пластичности и вязкости центральной части поковок [13 стали разных марок после закалки и высокотемпературного отпуска = 85 кПмм ).  [c.694]

Важной характеристикой коррозионностойких сталей и сплавов, в том числе и нержавеющих, является величина предела текучести при повышенных температурах, поскольку в таких условиях эксплуатируются многие аппараты и технологическое оборудование, выполненные из аустенитных хромоникелевьгх сталей. Знание этого параметра необходимо как потребителям стального оборудования, так и металлургам, так как на металлургических и трубопрокатных" заводах для интенсификации технологических процессов применяют подогрев сталей (например, при теплой прокатке листовой стали, теплой прокатке и волочении труб, проволоки и т. п.). Следует иметь в виду, что при повышении содержания С в аустенитных хромоникелевых сталях наряду с возрастанием прочности происходит снижение их коррозионной стойкости, пластичности и ударной вязкости после отпуска при 600-800 Стабильность этих характеристик наблюдается только при содержании около 0,02 % С в отпущенной при 500-800 °С после закалки стали. Отрицательное- влияние повышенного содержания С обьлно частично устраняется присадкой стабилизирующих элементов (Ti, Nb). Аустенитные хромоникелевые стали с очень низким содержанием С по сравнению со стабилизированными обладают большей стойкостью к МКК и к общей коррозии, имеют лучшие технологические свойства.   [c.29]

Низколегированные стали иногда поставляют после нормализации (или нормализации и высокого отпуска). Нормализация несколько повышает временное сопротивление и предел текучести и, измельчая зерно, улучшает пластичность и вязкость, уменьшая склонность к хрупкому разрушению. Некоторые стали (14Г2, 17ГС, 15ХСНД) применяют после закалки и отпуска, что значительно повышает их прочность, понижает порог хладноломкости и склонность к старению.  [c.263]

Легирование бором повышает прочностные свойства после закалки и низкого отпуска, не изменяя или несколько снижая вязкость и пластичность. Бор делает сталь чувствительной к перегреву, поэтому такая сталь, как правило, должна быть наследственно мелкозернистой (номер 7—10). Легирование бористой стали титаном повышает ее устойчивость к перегреву. В промышленности для деталей, работающих в условиях износа при трении, применяют сталь 20ХГР, а также сталь 20ХГНР. Механические свойства стали 20ХГНР сГв = 1300 МПа, ао,а = 1200 МПа, в = 10 % и 1 ) = 0,9 МДж/м.  [c.275]

Хромоникелемолибденованадиевые стали. Нередко в хромоникелевую сталь кроме молибдена (вольфрама) добавляют ванадий, который способствует получению мелкозернистой структуры. Примером сталей, легированных Сг, N1, Мо и V, могут служить 38ХНЗМФ и 36Х2Н2МФА. Большая устойчивость переохлажденного аустенита обеспечивает высокую прокаливае.мость, что позволяет упрочнять термической обработкой крупные детали. Даже в очень больших сечениях (1000—1500 мм и более) в сердце-вине после закалки образуется бейннт, а после отпуска — сорбит. Указанные стали обладают высокой прочностью, пластичностью и вязкостью и низким порогом хладноломкости (см. табл. 8). Этому способствует высокое содержание никеля. Молибден, присутствующий в стали, повышает ее теплостойкость. Эти стали можно использовать при температуре 400—450 С.  [c.281]

После изотермической закалки V пружинной стали повышаются пластичность, вязкость и уменьшается склонность к хрупкому разрушению. При этом снижаются внутренние напряжения, деформация при закалке и склонность к хрупкому разрушению. Поэтому для пружин, подвергнутый изотермической закалке, допустима более высокая твердость (до 50 52 HR ), чем после обычной закалкп и отпуска. После изотермической закалки предел упругости и релаксационная стойкость ниже, чем посл обычной закалкп и отпуска (при ра ном временном сопротивлении)  [c.212]


Улучшаемыми называют такие стали, которые используются после закалки с высоким отпуском (улучшения). Эти стали (40Х, 40ХФА, ЗОХГСА, 38ХНЗМФА и др.) содержат 0,3—0,5% углерода и 1—6% легирующих элементов. Стали закаливают с 820—880 С в масле (крупные детали — в воде) высокий отпуск производят при 500—650 °С с последующим охлаждением в воде, масле или на воздухе (в зависимости от состава стали). Структура стали после улучшения — сорбит. Данные стали применяют для изготовлеши валов, шатунов, штоков и других деталей, подверженных воздействию циклических или ударных нагрузок. В связи с этим улучшаемые стали должны обладать высоким пределом текучести, пластичностью, вязкостью, малой чувствительностью к надрезу.  [c.161]

Пружинные стали. В пружинах, рессорах и других упругих элементах используются только упругие свойства стали. Возникновение пластической деформации в них недопустимо, поэтому высоких требований к пластичности и вязкости не предъявляется. Основное требование к пружинной стали — высокий предел упругости (см. раздел 1.5). Кроме того, многие пружины и рессоры подвергаются воздействию циклических нагрузок. Поэтому от пружинных сталей также требуется высокий предел выносливости. Хорошие упругие свойства стали достигаются при повышенном содержании углерода (0,5 -0,7 % ) и применении термообработки, состоящей из закалки и среднего отпуска при температуре 350-450°С. После такой термообработки сталь имеет троститную структуру. Пружинные стали должны иметь хорошую закаливаемость и прокаливаемость. Мартенситная структура после закалки должна быть по всему сечению. Наличие немартенсит-ных продуктов превращения аустенита после закалки снижает упругие свойства стали.  [c.165]

В отожженном состоянии стали хорошо поддаются обработке на станках. После закалки и отпуска они имеют высокую прочность,.достаточные пластичность и ударную вязкость. В зависимости от температуры отпуска механические свойства сталей меняются в широких пределах. Часто применяют термическуб обработку, состояш,ую из нормализации при 950° С и последующего двухчасового отпуска при 760—800° С с охлаждением на воздухе. Закалку в масле или в воде почти не применяют [1, 68—71, 101 ].  [c.62]

Отпуск мартенсита следует осуществлять сразу же после закалки во избежание стабилизации остаточного аусте-дита Оптимальные температуры отпуска разных сталей указаны в табл 46 Выдержка при каждом отпуске 1 ч, а последующее охлаждение следует проводить до комнатной температуры в целях более полного превращения остаточ ного аустенита в мартенсит На рис 219 указан трехкратный отпуск В зависимости от количества остаточного аустенита и типа инструмента количество отпусков может быть от двух до четырех Последний отпуск иногда совмещают с цианированием (насыщение поверхности азотом и углеродом), которое проводят в цианистых солях при отп После отпуска проводят контроль твердости, затем следует окончательная шлифовка (заточка) инструмента Для снятия возникших при этом напряжений инструмент иногда подвергают низкотемпературному отпуску (200—300 °С) Термомеханическая обработка быстрорежущих сталей разработана для некоторых видов инструмента Однако на не получила должного развития НТМО мало пригод ла из за низкой пластичности сталей и необходимости использовать мощное оборудование для деформации, а ВТМО взоможна только при скоростном нагреве и дефор мации и находит применение при изготовлении мелкого инструмента методом пластической деформации, например сверл, продольно винтового проката (И К Купалова) Карбидная неоднородность представляет со- ой сохранившиеся участки ледебуритной эвтектики в про катном металле (рис 220, с) Она определяется прежде всего металлургическим переделом, а именно кристаллизацией слитка и его горячей пластической деформацией Сильная карбидная неоднородность значительно уменьшает прочность, вязкость и стойкость инструмента Уменьшение карбидной неоднородности достигается комплексом мероприятий при металлургическом переделе Радикальным способом устранения карбидной неоднородности является  [c.374]

На рисунках 5.11—5.14 показаны зависимости свойств некоторых широко распространенных сталей от температуры отпуска. Помимо закалки и отпуска для упрочнения пружин часто применяют также изотермическою закалку на нижний бейнит — обьршо при 280-350 °С. После изотермической закалки у стали повышаются пластичность, вязкость и уменьшается склонность к хрупкому разрушению. Поэтому для пружин, подвергнутых  [c.354]

Критериями выбора стали по механическим свойствам являются ад и (70,2) определенные при -25°С, а также K V при -60°С (табл. 15.11). Считается, что сталь сохраняет удовлетворительную пластичность при 6 = 10... 15%. Низкоуглеродистые литейные хладостойкие стали после нормализации или улучшения этому критерию удовлетворяют. Исключением является использование отливок в термически обработанном состоянии после закалки и низкого отпуска для повышения износостойкости. В таком состоянии стали имеют пониженную пластичность и минимальную вязкость разрушения (Ki = 55. .. 75МПа-м / против 100-125МПа-м / после нормализации).  [c.514]


Билеты экзамена по проверке знаний специалистов сварочного производства 2 уровень

БИЛЕТ  №  6

ВОПРОС 1

Какие явления   наиболее полно отражают сущность плазменной сварки?

1. Процесс, при котором защита сварочной ванны осуществляется плазменным газом.

2. Процесс, при котором нагрев свариваемых деталей проводится сжатой дугой,  а защита сварочной ванны осуществляется плазменным газом.

3. Процесс, при котором защита неплавящегося электрода осуществляется плазмообразующим газом.

ВОПРОС 2

Что понимают под ликвацией в слитке металла?

1. Скопление примесей в определенной зоне слитка.

2. Скопление примесей по границам зерна.

3. Химическую неоднородность по сечению зерна.

ВОПРОС 3

Что  понимают под текстурой металла?

1. Внешний вид излома образца металла.

2. Направление и ориентация волокон металла в зависимости от способа его изготовления

(литьем, прокатом, ковкой).

3. Строение металла, наблюдаемое различными типами приборов и оборудования на поверхности спе-циально подготовленных образцов.

ВОПРОС 4

Какой тип кристаллической решетки имеет аустенит?

1. Кубическую объемноцентрированную решетку.

2. Кубическую гранентрированную решетку.

3. Гексагональную плотноупакованную решетку.

ВОПРОС 5

К изменению, каких свойств  стали приводит высокий отпуск?

1. Повышению прочности.

2. Снижению ударной вязкости.

3. Устранению собственных напряжений, повышению пластических свойств.

ВОПРОС 6.

Какая химическая реакция приводит к окислению капель электродного металла на воздухе?

1. Окисление железа кислородом воздуха.

2. Окисление железа за счет восстановления других металлов, имеющих большее сродство к кислороду.

3. Окисление железа за счет углекислого газа.

ВОПРОС 7?

Укажите закон Ома для участка цепи?

1. U= I / R,   I,   R   напряжение, ток  и сопротивление  соответственно.

2.  I  = U/R.

3.  I =  U* R.

ВОПРОС 8

Требуется ли блокировка осциллятора, исключающая его включение при снятом кожухе?

1. Требуется.

2. Не требуется.

3. Не регламентируется документацией по технике безопасности.

ВОПРОС 9

Какая допускается плотность тока в  cварочных медных  кабелях при воздушном охлаждении?

1. 0,5-1,5 А/мм2

2. 1,5-3 А/мм2

3. 3-5 А/мм2

4. 5-11 А/мм2

ВОПРОС 10

Какие поверхности деталей трубопровода пара и воды подлежат зачистке при подготовке под сборку и сварку

1.  Должны быть очищены  от загрязнений и ржавчины  до металлического блеска кромки деталей.

2.  Должны быть очищены  от загрязнений и ржавчины  до металлического блеска кромки и наружные поверхности деталей.

3.  Должны быть очищены  от загрязнений и ржавчины  до металлического блеска кромки, а также при-легающие к ним внутренние и наружные поверхности деталей. детали.

ВОПРОС 11

С какой целью производят прокалку электродов?

1.   Для удаления серы и фосфора.

2.   Для повышения прочности металла сварного шва.

3.   Для удаления влаги из покрытия электродов.

ВОПРОС 12

Какой должна быть величина сварочного тока при сварке в вертикальном или потолочном положении, по сравнению со сваркой в нижнем положением?

1. Больше.

2. Меньше.

3. Одинаковые режимы сварки.

ВОПРОС 13

Какое назначение имеет дежурная дуга при импульсно-дуговой сварке вольфрамовым электродом?

1.   Поддерживать  дуговой промежуток  в  ионизированном состоянии

2.  Исключает образование дефектов в кратере.

3.  Увеличивает глубину проплавления основного металла.

ВОПРОС 14

Указать какие факторы учитывают при  выборе  сварочной  проволоки сплошного сечения для аргоноду-говой сварки?

1. Тип соединения (зазор, притупление, угол скоса кромок).

2. Положение шва при сварке.

3. Марку свариваемой стали,  разделку кромок (зазор,  притупление, угол скоса , толщину металла.

ВОПРОС 15

С какой целью в аргон при сварке плавящимся электродом добавляют ( 3-5%) кислорода или ( 15-25%) СО2?

1. Для изменения формы проплавления.

2. Для снижения тока, уменьшения пористости и склонности к образованию подрезов.

3. Для уменьшения разбрызгивания.

ВОПРОС 16

Какие источники питания дуги применяют для механизированной сварки в углекислом газе?

1.   Любые источники питания дуги переменного тока.

2.   Многопостовые источники питания с прямой полярностью постоянного тока.

3.   Однопостовые сварочные преобразователи и выпрямители постоянного тока.

ВОПРОС 17

Укажите, что влияет на величину напряжения дуги при автоматической дуговой сварке под флюсом?

1.   Насыпной вес флюса.

2.   Длина дуги и состав газов , заполняющих  газовый  пузырь.

3.   Напряжение холостого хода источника питания.¬

ВОПРОС 18

Какие существуют основные способы электрошлаковой сварки и наплавки?

1. Сварка с применением  проволочных электродов, плавящихся мундштуков, электродов большого се-чения и ленточных электродов.

2. Сварка с применением одного электрода и многоэлектродная.

3. Сварка с применением кристаллизаторов и водяного душа.

ВОПРОС 19

Какие характерные дефекты может вызвать избыток кислорода в пламени при газовой сварки  стали 20?

1.  Несплавления.

2.  Трещины.

3.  Снижение пластичности из-за окисления металла шва.

ВОПРОС 20

Укажите величину первоначального давления в заполненном пропан-бутановом баллоне?

1. 8 кгс/ см2

2. 16 кгс/ см2

3. 8 кгс/ см2

ВОПРОС 21

Какие структурные составляющие вызывают охрупчивание сварных соединений теплоустойчивых сталей?

1. Мартенсит, тростит.

2. Сорбит, бейнит.

3. Низкоуглеродистый феррит

ВОПРОС 22

Что является источником переменного тока промышленной частоты?

1. Трансформатор.

2.  Выпрямитель

3. Аккумулятор

4. Транзисторный генератор

ВОПРОС 23

Следует ли производить поперечные колебания  при сварке  теплоустойчивых сталей электродами из ау-стенитного металла?

1. Да.

2. Нет.

3. При сварке электродами, содержащими в стержне более 25% никеля.

ВОПРОС 24

Какие свойства определяют при испытании металла шва на статическое растяжение?

1. Предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и сужение.

2. Предел прочности или предельную нагрузку до разрушения образцов.

3. Предел прочности и предел текучести.

ВОПРОС 25

Что представляет собой процесс релаксации напряжений при высоких температурах?

1. Процесс перехода упругой деформации в пластическую

2. Процесс уменьшения упругой деформации под действием переменной нагрузки.

3. Процесс уменьшения пластической деформации под действием постоянной нагрузки.

ВОПРОС 26

Какой процесс вызывает образование холодных трещин в сварных соединениях перлитных и мартенситных сталей?

1. Скопление неметаллических включений в элементах микроструктуры стали.

2. Сегрегация примесей на границах аустенитных зерен при 200-4000 С.

3. Мартенситное превращение аустенита в сварном шве и околошовной зоне.

ВОПРОС 27

Что называют отслоением металла?

1.  Нарушение сплошности металла.

2.  Нарушение сплошности сплавления наплавленного металла с основным на деталях с наплавленным покрытием или кромками стыка.

3.  Нарушение сплошности наплавленного металла.

ВОПРОС 28

Применяют ли при визуальном контроле оптические приборы?

1. Да.

2. Нет.

3  Увеличительное стекло

ВОПРОС 29

Какое напряжение считается безопасным в сухих помещениях?

1. Ниже 48 В.

2. Ниже 36 В.

3. Ниже 12 В.

ВОПРОС 30

Норма выработки определяется как:

1.   Количество продукции производимой за определенный отрезок времени в натуральном выражении (штуках, метрах шва и т.д.).

2.   Время, затраченное на производство единицы продукции.

3.   Количество продукции, произведенной за рабочую смену.

Для перехода на следующую страницу воспользуйтесь постраничной навигацией ниже

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

Содержание:

Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

  • Выпуск стали. Трансформация стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств Отпуск — это операция нагрева закаленной стали для снижения остаточных напряжений и придания комплексу механических свойств, необходимых для длительной эксплуатации изделия. Отпуск осуществляется путем нагрева закаленных деталей на мартенсите до температуры ниже критической. В то же время, в зависимости от температуры нагрева, может быть получено состояние мартенсита, тростита или сорбита.

Эти состояния отличаются от закаленных состояний структурой и свойствами: при закалке цементит (троостит и сорбит) получают в виде тонкой пластины, такой как пластинчатый перлит, а при высвобождении он оказывается гранулированным или точечным, таким как гранулированный перлит. При отпуске закаленной стали в мартенсит в ней происходит метаморфоза, которая приводит к распаду мартенсита и образованию равновесного структурно-фазового состава.

Интенсивность и результат этих превращений зависят от температуры отпуска. Людмила Фирмаль

Температура отпуска выбирается в зависимости от функционального назначения изделия. Существует три основные группы изделий, которые требуют «своего» специфического комплекса вязкостно-прочностных характеристик для их успешной эксплуатации. Первая группа: режущие и измерительные инструменты и штампы для холодной штамповки. От их материала требуется высокая твердость и небольшая вязкость. Вторая группа состоит из пружин и пружин из материалов, требующих сочетания удовлетворительной вязкости и высоких пределов упругости.

Третья группа включает в себя большинство механических компонентов, которые испытывают статические, особенно динамические или периодические нагрузки. Для длительной эксплуатации изделий из этих материалов требуется сочетание максимальной вязкости и достаточных прочностных характеристик. В зависимости от температуры нагрева различают три вида отпуска: низкий (низкий), средний (средний) и высокий (высокий). Преимуществом точечной структуры является лучшее сочетание прочности и plasticity. At низкий отпуск (нагрев до температуры 200-300° с) в структуре стали носит преимущественно мартенситный характер, кроме того, отделение карбидов железа от твердых растворов углерода в железе Б-и мелкий, что влечет за собой незначительное снижение твердости и повышение пластических и вязкостных свойств стали, а также снижение внутренних напряжений деталей.

  • Из-за низкого темперирования детали обычно выдерживают в течение определенного времени в масляной или соляной ванне. Низкий отпуск приложен для вырезывания, измеряя инструментов и шестерен. При среднем и высоком отпуске стали происходит переход из состояния мартенсита в состояние тростита или сорбита. Чем выше темперирование, тем ниже твердость закаленной стали, тем выше ее пластичность и вязкость. Высокий отпуск в стали для многих компонентов, подвергающихся воздействию высоких температур stresses…

So высокая закалка стали сочетание механических свойств, повышенная прочность, пластичность и прочность В некоторых сортах стали высвобождение происходит после нормализации. Это относится к мелкозернистой легированной предэвтектоидной стали (особенно никелевой), которая имеет высокую вязкость и плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для повышения обрабатываемости сталь приобретает большую структуру (за счет низкой критической скорости упрочнения никелевой стали) и одновременно повышенную твердость (для определения наилучшей обрабатываемости),

с целью снижения твердости производят более высокий выпуск этой стали. Людмила Фирмаль

Целью отпуска является не просто снятие внутреннего напряжения закаленной стали. При низком отпуске мартенсит частично освобождается от пересыщенной его решеткой атомов углерода, а основой отпуска мартенсита является пересыщенный твердоуглеродистый раствор. Среднетемпературный (средний) отпуск проводят при температуре 350-450°С. размер частиц образующейся фазы очень мал, так как этот нагрев завершает распад мартенсита, а прочность ферритовых и диффузионных процессов при их нормальном составе и внутренней структуре недостаточна.

При таких условиях нагрева осуществляется высокотемпературный (высокий) отпуск при 500-650 ° с, а образование более крупных зерен феррита и цементита приводит к уменьшению плотности дислокаций и образованию остаточных напряжений. В результате высокого отпуска продукты разложения мартенсита, называемые отпускным сорбитом, имеют максимальную вязкость стали. Такой комплекс идеально подходит для механических деталей, которые подвергаются динамическим нагрузкам. Из-за этого преимущества, термическая обработка совмещая гасить и высокий закалять длиной была вызвана улучшением.

Смотрите также:

Методические указания по материаловедению

37. Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

37. Отпуск сталей. Превращения в стали при отпуске, изменение микроструктуры и свойств

Отпуском называется операция нагрева закаленной стали для уменьшения остаточных напряжений и придания комплекса механических свойств, которые необходимы для долголетней эксплуатации изделия. Отпуск производится путем нагрева деталей, закаленных на мартенсит до температуры ниже критической. При этом в зависимости от температуры нагрева могут быть получены состояния мартенсита, троостита или сорбита отпуска. Эти состояния отличаются от состояний закалки по структуре и свойствам: при закалке цементит (в троостите и сорбите) получается в форме удлиненных пластинок, как в пластинчатом перлите. А при отпуске он получается зернистым или точечным, как в зернистом перлите.

При отпуске закаленной на мартенсит стали в ней происходят превращения, которые приводят к распаду мартенсита и образованию равновесного структурно-фазового состава. Интенсивность и результат этих превращений зависят от температуры отпуска. Температуру отпуска выбирают в зависимости от функционального эксплуатационного назначения изделия.

В процессе многолетней эксплуатационно-производственной практики сложились три основные группы изделий, требующие для их успешной эксплуатации «своих» специфических комплексов вязкостно-прочностных свойств.

Первая группа: режущие измерительные инструменты и штампы для холодной штамповки. От их материала требуются высокая твердость и небольшой запас вязкости. Вторую группу составляют пружины и рессоры, от материала которых требуется сочетание высокого предела упругости с удовлетворительной вязкостью. Третья группа включает большинство деталей машин, испытывающих статические и особенно динамические или циклические нагрузки. При длительной эксплуатации изделий от их материала требуется сочетание удовлетворительных прочностных свойств с максимальными показателями вязкости.

В зависимости от температуры нагрева существует три вида отпуска: низкотемпературный (низкий), среднетемпературный (средний) и высокотемпературный (высокий). Преимуществом точечной структуры является более благоприятное сочетание прочности и пластичности.

При низком отпуске (нагрев до температуры 200–300°) в структуре стали в основном остается мартенсит, кроме того, начинается выделение карбидов железа из твердого раствора углерода в б-железе и начальное скопление их небольшими группами. Это влечет за собой некоторое уменьшение твердости и увеличение пластических и вязких свойств стали, а также уменьшение внутренних напряжений в деталях.

Для низкого отпуска детали выдерживают в течение определенного времени обычно в масляных или соляных ваннах. Низкий отпуск применяется для режущего, измерительного инструмента и зубчатых колес. При среднем37б и высоком отпуске сталь из состояния мартенсита переходит в состояние троостита или сорбита. Чем выше отпуск, тем меньше твердость отпущенной стали и тем больше ее пластичность и вязкость. При высоком отпуске сталь получает сочетание механических свойств, повышение прочности, пластичность и вязкость, поэтому высокий отпуск стали после закалки ее на мартенсит называют кузнечным штампом, пружин, рессор, а высокий – для многих деталей, подверженных действию высоких напряжений.

Для некоторых марок стали отпуск производят после нормализации. Этот относится к мелкозернистой легированной доэвтектоидной стали (особенно никелевой), имеющей высокую вязкость и поэтому плохую обрабатываемость режущим инструментом. Для улучшения обрабатываемости производят нормализацию стали при повышенной температуре (до 950–970°), в результате чего она приобретает крупную структуру (определяющую лучшую обрабатываемость) и одновременно повышенную твердость (ввиду малой критической скорости закалки никелевой стали). С целью уменьшения твердости производят высокий отпуск этой стали.

Цель отпуска – не просто устранить внутренние напряжения в закаленной стали. При низком отпуске мартенсит частично освобождается от пересыщающих его решетку атомов углерода, основу мартенсита отпуска составляет пересыщенный твердый раствор углерода.

Среднетемпературный (средний) отпуск производится при температуре от 350 до 450 °C. При таком нагреве завершается распад мартенсита, приводящий к образованию нормальных по составу и внутреннему строению феррита и цементита. Вследствие недостаточной интенсивности диффузионных процессов размер зерен образующихся фаз оказывается очень малым.

Высокотемпературный (высокий) отпуск осуществляется при 500–650 °C. При таких условиях нагрева при усилившихся диффузионных процессах происходит образование более крупных зерен феррита и цементита, сопровождающееся снижением плотности дислокаций и полным устранением остаточных напряжений.

Получающийся при высоком отпуске продукт распада мартенсита, называемый сорбитом отпуска, обладает максимальной для стали вязкостью.

Такой комплекс является идеальным для деталей машин, подвергающихся динамическим нагрузкам. Благодаря этому преимуществу термическую обработку, сочетающую закалку и высокий отпуск, издавна называют улучшением.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Отпуск - Закалка и отпуск

Отпуск — нагрев предварительно закаленного материала (ниже Ас1) с целью снижения степени метастабильности структуры, изменения структуры и свойств закаленного материала. Процессы отпуска приближают структуру материала к состоянию равновесия.

Преимущества

Максимальная твердость стали, полученная закалкой, придает материалу низкую пластичность, высокое внутреннее напряжение и склонность к самопроизвольному разрушению.Большинство описанных дефектов практически полностью устраняется закалкой. Закалка снижает твердость материала, повышая его пластичность. Благодаря правильно подобранным параметрам отпуска (температура, время) можно адаптировать свойства материала (соотношение твердость/пластичность) к конкретному применению. Процессы отпуска позволяют получить наивысший предел прочности и пластичности при достаточной пластичности, ударной вязкости и обрабатываемости материала.

Приложения и материалы

Закалка делится на три основные группы:

  • Низкий отпуск (160-300°С) применяется для деталей с поверхностной закалкой и инструментальных сталей для снижения остаточных напряжений при сохранении высокой твердости.Обычно требуемая твердость составляет около 60 HRC.
  • Средний отпуск (300-500°С), используемый для пружинных сталей или аналогичных применений. Он позволяет получить высокий предел упругости при сохранении умеренной пластичности. Обычно требуемая твердость составляет около 45 HRC.
  • Высокий отпуск (от 500°C до Ac1) используется для отпуска сталей, сталей для горячего инструмента и быстрорежущих сталей. В зависимости от материала твердость варьируется от 300 HB до 65 HRC.

Данные процесса

В зависимости от требований и марки стали температура отпуска может варьироваться от 160°С до 500°С и выше до Ас1. Сам процесс отпуска заключается в нагреве (уже закаленной) стали до температуры ниже температуры эвтектоидного превращения, выдержке ее определенное время при заданной температуре и последующем охлаждении. Закалка обычно происходит в закалочных печах, которые могут быть оснащены защитным газом. Защитный газ предотвращает окисление поверхности при механической обработке и в основном используется при более высоких температурах отпуска.Для некоторых марок стали очень важна выдержка при температуре отпуска – увеличенная выдержка будет соответствовать более высокой температуре отпуска и является более безопасным способом достижения желаемых свойств материала. В зависимости от марки стали явление, известное как отпускная хрупкость, может проявляться в определенных диапазонах температур. Как правило, следует избегать отпуска в пределах этого температурного диапазона. Эти области показаны в каталогах поставщиков стали на диаграммах отпуска.В некоторых случаях, однако, хрупкости после отпуска можно избежать, применяя охлаждающую среду, более интенсивную, чем воздух после отпуска. Это может быть масло или вода. Множество марок стали, применяемых сегодня в производственной практике, позволяет использовать и другие явления, происходящие в процессе отпуска. Помимо характерных стадий мартенситных превращений, интересным явлением, происходящим в высоколегированных сталях, является явление вторичной твердости, используемое при термической обработке инструментов.

.

экзамен13213213

ГРУППА 1:
1. Нарисуйте график влияния температуры (или скорости отжига) на размер зерна металлов после рекристаллизации. Почему рост зерна неблагоприятен?


Рост зерна неблагоприятен, поскольку чем крупнее зерно, тем хуже механические свойства стали (например, предел текучести или ударная вязкость)

2. Поверхностная закалка стальных элементов. Какие стали можно закаливать таким способом.Примеры

Поверхностная обработка стали заключается в нагреве поверхности стали до температуры 30-50 на С выше температуры аустенитного превращения и последующем быстром охлаждении. Используется там, где необходимо упрочнить только фрагмент поверхности объекта, сохранив при этом непрерывность сердцевины. Поверхностной закалке подвергают стали с содержанием 0,35% - 0,7% С с хромом в качестве легирующей добавки, а также чугунные отливки. Детали: шестерни, колеса, шкивы, втулки.Нагрев и охлаждение должны быть интенсивными. Виды поверхностной закалки - пламенная, индукционная, лазерная и электронно-лучевая.

3. Повышение предела текучести микролегированных конструкционных сталей

Микростальные конструкционные стали представляют собой низкоуглеродистые ферритные и феррито-перлитные стали. Они характеризуются очень хорошей деформируемостью и свариваемостью. Их предел текучести можно повысить введением в сталь микродобавок (Ti, Nb или V) для измельчения зерен феррита, нормализующим отжигом или нормализующей прокаткой, термомеханической прокаткой.


4. Схема рекристаллизационного отжига белого чугуна с получением непрерывного черного чугуна с а) ферритной матрицей (1) б) перлитной (2)


5. Тепловое улучшение. Микроструктура после доработки и свойства. Расшифровка C45
Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность (А5, U) и усталостная прочность) со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Высокий отпуск применяют для среднеуглеродистых конструкционных сталей более высокого качества.

С45 - сталь для термического улучшения (содержание углерода 0,45%)

ГРУППА 2:
1 Нарисуйте график зависимости (Re, Rm, A, HB) от температуры отжига стали после наклепа.


2 Каково влияние элементов Si Mn на механические свойства.

При добавлении в сталь кремний образует оксиды и соединяется с другими оксидами, образуя твердые и хрупкие силикаты.Повышает прочность и твердость стали, значительно снижает пластичность при холодной обработке.

Марганец используется для раскисления и успокоения стали, а также для нейтрализации негативного воздействия серы. В больших количествах вызывает образование волокнистой структуры - значительное снижение работы удара при испытании на удар.


3 В чем разница между обычной и контролируемой прокаткой? Чем отличаются стали после нормализации и термомеханической прокатки?

Обычная прокатка является разновидностью горячей прокатки, основной целью которой является придание ей формы (часто необходима последующая термообработка).С другой стороны, контролируемая прокатка используется для подготовки аустенитной структуры таким образом, чтобы феррит, образующийся во время охлаждения, имел наименьшее возможное зерно, чтобы обеспечить сталь с соответствующей ударной вязкостью, пластичностью и пределом текучести. Термомеханическая прокатка – это термическая обработка с механической обработкой – сталь обладает лучшими механическими свойствами.

4 Что такое серый чугун? Как влияет содержание углерода и кремния и скорость охлаждения на структуру их матрицы? Каковы правила маркировки серых чугунов?



EN-GJL-100 = G - литейный материал, J - чугун, L - с чешуйчатым графитом, 100 - Rm min

5 Какой химический состав обеспечит ферритная структура стали? Почему такая сталь устойчива к коррозии? Что означает X3CrNi17-1.

Ферритные стали содержат от 10,5 до 30 % хрома, менее 0,1 % углерода, иногда никель и алюминий, а стабилизирующие элементы с высоким сродством к углероду — титан, ниобий и циркон. Эта сталь устойчива к коррозии благодаря высокому содержанию хрома, который создает защитный пассивный слой от коррозии и сдвигает электрохимический потенциал в положительную сторону.

X3CrNi17-1 = 0,05% C, 16-18% Cr, 0,9-1,4% Ni

1.Что такое критический эмбрион? Как вы можете повлиять на его рост?

Критические зародыши представляют собой частицы твердой фазы критического размера, образующиеся в жидком металле при зародышеобразовании. При постоянном краевом угле форма подложки существенно влияет на форму зародыша.


2. Сравнить сталь после нормализации и полного отжига (Ra, Rm, A и др.)


Нормализующий отжиг направлен на рекристаллизацию и получение мелкозернистой структуры, при этом полная рекристаллизация и получение равновесной структуры.После полного отжига сталь имеет низкую твердость, хорошую пластичность и обрабатываемость, после нормализации повышаются прочностные свойства и повышается твердость.


3. Что такое закалка и отпуск? Для чего это делается? Что такое микроструктура?

Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность и усталостная прочность), со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Высокий отпуск применяют для среднеуглеродистых конструкционных сталей более высокого качества.


4.Почему стабильно раскисленный алюминий мы называем мелкозернистым и нестареющим?

Алюминий связывает азот, присутствующий в стали, и вместе образует нитрид алюминия, который является очень твердой фазой, обеспечивающей твердость и стойкость к истиранию. Кроме того, этот нитрид сдерживает рост зерен — отсюда и название, постоянно мелкозернистый. Отсутствие старения - свободный азот вызывает образование атмосферы Коттреля, которая заставляет сталь течь (верхний и нижний предел текучести).

5. Что придает аустенитной стали ее структуру? Почему она устойчива к коррозии?
Аустенитная сталь содержит от 17 до 25% хрома и количество Ni, Mn или N, необходимое для обеспечения аустенитной структуры Содержание никеля должно быть соответствующим образом отрегулировано по содержанию хрома. Эта сталь устойчива к коррозии благодаря высокому содержанию хрома, который создает защитный пассивный слой от коррозии и сдвигает электрохимический потенциал в положительную сторону.

ГРУППА 4
1. Нарисуйте диаграмму роста зерен в крупно- и мелкозернистых сталях. Объясните, почему эти типы сталей по-разному ведут себя при нагреве


Принцип Холла-Петча - чем мельче зерно перлита, тем мельче зерно аустенита, т.е. выше предел текучести и ударная вязкость после превращения. R 90 126 e 90 127 = R 90 126 0 90 127 + kd -1/2

R0- предел текучести, k - постоянная, d - диаметр зерна

2.Что такое полосы прокаливаемости? и как они определяются

Прокаливаемость — это способность превращаться в мартенситную структуру, измеряемую глубиной этой структуры. Полосы прокаливаемости – это возможные колебания прокаливаемости стали данной марки. Они определяются на основе испытаний различных стальных деталей и далее результаты ограничиваются двумя линиями.


3. Что такое мартенситные стали? где применимо, поясните обозначения X39CrNiMo17-1

Коррозионностойкие стали с содержанием углерода <0,1 % с добавками Ni, Mo, Al, Cu, в которых при отпуске при 500-600 o С помимо карбидов выделяются интерметаллические фазы, дающие эффект выделения укрепление.Они используются для пружин, лопаток турбин, клапанов.


4. Что такое черные ковкие чугуны? каков принцип их маркировки?

Это ковкий чугун (с хлопьевидными частицами графита), белого литья, отожженный в инертной атмосфере, дающий черный излом (отсюда и название). Их используют для деталей сельскохозяйственной техники, предметов домашнего обихода. EN-GJMB-350-10 = G- материал литья, J - чугун, M- с люминесцентным графитом, B - черный, 350 - Rm min, 10 - A min.

5. Что означает, что металлы (например, алюминиевый лист) находятся в мягком или твердом состоянии?

1. Что такое дендриты. Как влияет расстояние между вторичными ветвями на Rm и A отливок.

Дендриты представляют собой кристаллы с разветвленной елочной структурой, демонстрирующие различный состав.


химических веществ между их внутренней частью и их поверхностью.


2. Чем отличаются механические свойства (Rm, Re, A, Hb) металлов после холодной и горячей обработки давлением? (Различия указать знаками (<,>, >>)

3.Начертите график зависимости содержания углерода на Vкрит. Обоснуйте его курс на содержание С > 0,8%.


По мере приближения к точке эвтектики требуемая скорость уменьшается, так как в сплаве нет феррита или дополнительного цементита.


4. Почему заэвтектоидные стали закаляются при температуре неполной аустенитизации. Какую микроструктуру должны иметь эти стали перед отпуском.

Потому что они содержат цементит, который положительно влияет на свойства стали – повышает их стойкость к истиранию.Растворять цементит было бы бессмысленно, так как это привело бы к увеличению количества остаточного аустенита и потере упрочнения частицами цементита. При этом увеличился размер аустенитного зерна. Мелкозернистый.


5. Охарактеризуйте стали, относящиеся к группе инструментальных сталей и нелегированные.

Инструментальные стали: быстрорежущая (высокая твердость 65HRC, стойкость к истиранию, очень хорошая прокаливаемость, стойкость к холодной и горячей деформации), для холодной обработки (стойкость к пластической деформации, достаточная пластичность и обрабатываемость, стабильная твердость и стойкость к истиранию) , для огневых работ (стойкость к термической усталости и динамическим нагрузкам, стабильность структуры и свойств [до 700 С], стойкость к коррозионному воздействию обрабатываемого материала),


1.нарисовать сюжет Холла-петча и что-то связанное с ним.(не помню)

R 90 126 e 90 127 = R 90 126 0 90 127 + kd -1/2 R0- предел текучести, k - постоянная материала, d - диаметр зерна

2. что нормализует. они были сделаны для. как влияет размер зерна на предел текучести.

Нормализующий отжиг, или нормализация, представляет собой процесс термической обработки, заключающийся в нагреве металла до температуры на 30-50 выше линии АС3, а затем охлаждении его на воздухе, с целью рекристаллизации и получения мелкозернистой структуры.Результатом является повышение прочностных и твердостных свойств, а также однородность структуры перед дальнейшей термообработкой.

3. Что такое аустенитная сталь. где он используется? что означает X6CrNI17-13-3

Это тип коррозионностойкой стали, содержащий от 17 до 25% хрома и необходимое для обеспечения аустенитной структуры количество Ni, Mn или N. Содержание никеля должно быть соответствующим образом согласовано с содержанием хрома. Склонность к межкристаллитной и стресс-коррозии.Он нашел применение в качестве материала для трубопроводов, пивных бочек, реакционных башен.

X6CrNi17-13-3 = приблизительно 0,06% C, 15-18% Cr, 11-14% Ni и до 3% других ингредиентов


4. Какова микроструктура чугуна в зависимости от химического состава?

Кремний - от 0,5 до 5%. Работает графитируя, в процессе модификации графита влияет на его зародышеобразование, благодаря чему графитовые чешуйки получаются более мелкими и равномерными. Сера - до 0,12%.Уменьшение потока жидкости и склонность к образованию пузырьков газа. Марганец - от 0,4 до 1,4%. Предотвращает графитизацию (отбеливает чугун) и нейтрализует негативное действие серы. Фосфор - от 0,2 до 1,8%. Не влияет на графитизацию, создает фосфорную эвтектику - стедит, улучшающую литейные свойства и стойкость к истиранию.


5. График старения медного дюраля. , которые называются нестареющими .


1.Объясните сущность расчетного метода Гроссмана для определения прокаливаемости стали. Какая сталь: 37Cr4 или 50CrMo4 имеет более высокую прокаливаемость?

Метод расчета основан на численном представлении (в виде коэффициентов) влияния состава

химические свойства стали и размер аустенитного зерна на прокаливаемость стали. Сталь 50CrMo4 имеет более высокий коэффициент прокаливаемости.

2. В чем разница между коррозионностойкими и нержавеющими сталями?

Трудноржавеющие стали имеют электрохимический потенциал -0,5В, коррозионностойкие - около 0,2В.Нержавеющими считаются конструкционные стали, устойчивые к атмосферной коррозии. Через некоторое время коррозии на поверхности образуется слой, тормозящий дальнейшую коррозию (коричневый налет). Коррозионностойкие стали – более высокое % содержания хрома, благодаря чему на поверхности образуется очень плотный и прочный пассивный слой.

3. Как влияет скорость охлаждения на размер и распределение графита в серых чугунах?

На структуру чугуна наибольшее влияние оказывают углерод и кремний — их содержание графитизирует и ферритизирует, чешуйки графита мелкие и равномерно распределены.Присутствие серы и марганца тормозит процесс графитизации. Чем быстрее охлаждение, тем быстрее скорость переохлаждения и снижается возможность образования и роста зародышей графита.

4. Какой элемент и какая термическая обработка обеспечивают высокую текучесть и предел текучести пружинным сталям?

Пружинные стали содержат кремний, марганец, хром и ванадий. Для получения соответствующих свойств проводят закалку при температуре от 800-870 o С, а затем средний отпуск (350-450 o С) для получения отпускной трооститной структуры.

5. Опишите дендритную сегрегацию на основе оловянных бронз.

Дендритная ликвация – это неоднородность химического состава по сечению и длине ветвей дендритов. Олово плохо диффундирует в медь, область переменной растворимости ниже 500 на С исчезает и отсутствует эвтектоидный распад - технические сплавы имеют структуру, несовместимую с равновесным состоянием. Фаза Α в виде дендритов, эвтектоидная (α + δ) в междендритных пространствах.

1. Влияние скорости охлаждения стали на дисперсность и твердость перлита.


Чем больше переохлаждение, тем меньше межтромбоцитарное расстояние. Чем меньше межпластинчатое расстояние, тем больше твердость перлита (например, 0,6-1,0 мкм = 180-250 НВ, а 0,1 - 0,15 = 450-550 НВ)

2. Чем отличаются свойства стали после нормализации и после контролируемой прокатки.Сравните стали S275N и S355M .

Цель управляемой прокатки — подготовить структуру таким образом, чтобы образовавшийся при охлаждении перлит имел как можно меньшее зерно, обеспечивающее оптимальный предел текучести, пластичность и ударную вязкость стали. Нормализация направлена ​​на рекристаллизацию и получение мелкозернистой структуры, в результате чего повышаются прочностные свойства, твердость и обеспечивается однородность структуры. - это означает, что свойства стали после обеих обработок очень похожи друг на друга.

S275N-сталь конструкционная Re=275. нормализованный или нормализующий прокат (крупнее А)

С355М-сталь конструкционная Re=355. термомеханически прокатанные (большие Re и Rm)


3. В каком интервале температур происходит залечивание холоднодеформированных металлов, как это явление используется на практике?

Заживление - Процессы, приводящие к смешиванию точечных дефектов плотности. Процесс залечивания заключается в частичном снятии последствий дробления, происходящего при отжиге измельченных материалов при температуре ниже температуры рекристаллизации.Восстановление предшествует перекристаллизации


4. Что такое силумины? Какова их микроструктура? Какова цель их модификации?

Алюминиевые сплавы, содержащие от 1,6 до 13,5% кремния. Это сплавы с очень хорошими литейными свойствами, низкой склонностью к усадке и тепловому растрескиванию, высокой коррозионной стойкостью и высокой термостойкостью. Они имеют низкие механические свойства из-за наличия в их структуре толстопластинчатых эвтектик и крупных кристаллов β-фазы.Они модифицируются именно для того, чтобы фрагментировать структуру.

5. Что такое закалка и отпуск? Каким требованиям должны соответствовать стали для закалки и отпуска?

Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность (А5, U) и усталостная прочность) со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Стали должны иметь: высокие Rm, Re и пластичность, соответствующую прокаливаемость и обрабатываемость.

1. Почему сера отрицательно влияет на свойства стали?

Железо практически не растворяет серу, поэтому образует отдельную фазу — сульфид железа, который вместе с железом образует легкоплавкую и хрупкую эвтектику, располагающуюся преимущественно по границам зерен (горячеломкость). Сера в стали снижает свариваемость и ударную работу, вызывает высокую ликвацию и ухудшение магнитных свойств стали.


2. Что такое оловянные бронзы? Что такое дендритная микросегрегация? Как это предотвратить?

Оловянные бронзы представляют собой сплавы меди с оловом (не менее 2%). Дендритная ликвация – это неоднородность химического состава по сечению и длине дендритов – центр дендритов богат элементом с более высокой температурой плавления, а промежутки между дендритами, которые затвердевают на конце, более богаты элементом с более высокой температурой плавления. элемент с более низкой температурой плавления.Его удаляют гомогенизирующим отжигом при высоких температурах.


3. Назначение закалки стали. Как выбирают температуру закалки суб- и гипоутектоидной стали?

Целью закалки является получение мартенситной структуры высокой твердости, прочности и стойкости к истиранию. Температура закалки доэвтектоидной стали выше линии А3, а заэвтектоидной стали выше линии А1 железоцементитной диаграммы.

4.Как определить, легко ли сваривается сталь, исходя из ее химических свойств?
Свариваемость - способность стали приобретать предполагаемые механические свойства после сварки (без склонности к хрупкому растрескиванию).


5. Влияние деформаций на структуру и свойства поликристаллических сталей.

Основным механизмом деформации является скольжение. Она начинается с зерен с наиболее благоприятной ориентацией.Препятствиями скользящему движению являются границы зерен, фазовые границы и дислокации, движущиеся в различном скольжении. На этих препятствиях скапливаются дислокации — увеличивается их плотность. Чем больше деформация, тем больше плотность дислокаций в стенках ячеек, тем мельче ячейки и больше деформация в направлении течения. Под действием деформации материал упрочняется, возникают собственные напряжения и уменьшается относительное удлинение.

1. Почему заэвтектические стали упрочняются от температуры неполной аустенизации.Какая базовая структура лучше всего подходит для закалки этих сталей.

Поскольку твердый цементит придает стали высокую износостойкость, растворять цементит при нагреве стали в процессе закалки было бы бессмысленно, так как это привело бы к снижению твердости за счет увеличения количества остаточного аустенита и потери укрепление частицами цементита.


2. Описать ход превращений микроструктуры и твердости при отпуске стали с содержанием С 0,77 %.
Отпускные превращения: 1. распад мартенсита 2. аустенитизация 3. превращение остаточного аустенита 4. выделение карбида и цементита в углеродистых сталях и других карбидов в легированных сталях 5. коагуляция карбидов, выделенных на более ранних стадиях отпуска.

После закалки всегда должен иметь место отпуск, чтобы избавиться от закалочных напряжений (исключение - закалка с изотермическим превращением)

3. Способ повышения предела текучести низколегированных сталей повышенной прочности + пояснить обозначение стали.

Предел текучести и предел прочности повышают: измельчением структуры (микродобавки в сталь, нормализация, контролируемая прокатка), упрочнением на раствор феррита (ферритно-перлитные стали), улучшением прокаливаемости.

S260NC = S-структурная, 260-Re min, N-нормализованная, C-холодная деформация


4. В чем разница между отжигом для снятия напряжений и рекристаллизационным отжигом (параметры, микроструктура, среда) в холодногнутых сталях.

Рекристаллизационный отжиг: температура около 600-700 С, мелкозернистая микроструктура, цель - устранение последствий холодной пластической деформации, восстановление исходной пластичности, снижение прочностных свойств.

Отжиг для снятия напряжения: температура около 450-650°С, микроструктура зависит от предыдущей обработки, целью является снижение внутреннего напряжения продукта без значительных изменений свойств.

5.Нарисуйте типичную кривую старения (твердость после старения) для температур T1 и T2, где T1 < T2. Интерпретируйте данные кривые.


1 Деформационное упрочнение – что это такое, как это делается на практике, что является мерой деформационного упрочнения

Деформационное упрочнение — это упрочнение за счет скольжения дислокаций — они накапливаются на границах зерен (или фаз), упрочняя материал, но снижая его относительное удлинение.Они изготавливаются прокаткой.


2 что такое дендриты, как изменяется Rm и А в зависимости от расстояния между вторичными плечами дендритов

Дендриты представляют собой кристаллы с разветвленной елочной структурой, демонстрирующие различный состав.



химические вещества между их внутренней частью и их поверхностью.
3 Влияние легирующих элементов на прокаливаемость, построить график для стали с высокой и низкой прокаливаемостью

Углерод и легирующие элементы помимо кобальта повышают прокаливаемость за счет снижения критической скорости охлаждения.

4 что-то с пружинной сталью или что-то в этом роде Я не выполнял это задание, поэтому не помню содержание точно какой-то символ должен был быть объяснен кроме вопроса


5 Какие особенности микроструктуры влияют на применение оловянной бронзы для втулок подшипников скольжения
Неоднородность структуры - явление дендритной сегрегации - мягкая матрица - твердый раствор олова в меди, в котором присутствуют равномерно распределенные выделения твердого эвтектоида, являющегося несущим каркасом сплава и элементом, передающим давление.

1. Зачем модифицируют отливки? Как на самом деле выполняются модификации?

Отливки модифицируют, чтобы улучшить их механические свойства. Их можно модифицировать стронцием или сурьмой, что увеличивает их относительное удлинение и прочность на разрыв.


2. Почему после превращения аустенита perlite® аустенитные зерна меньше исходных зерен (т.е. аустенитных зерен, из которых образовался этот перлит)?

Превращение перлита > аустенита происходит диффузионно и по границам зерен перлита растут новые зерна аустенита - их больше, поэтому они мельче.


3. Какова роль таких элементов, как: Cr, Mo, Ni в легированных сталях для термического улучшения? Каково содержание углерода в этой группе сталей? Какую информацию содержит марка стали:

Введенные в сталь эти элементы улучшают ее прокаливаемость, дополнительно молибден препятствует хрупкости отпуска 2-го типа, а хром+молибден+другие элементы замедляют процессы отпуска. Содержание углерода в этих сталях колеблется от 0,25 до 0,5%.

4.Как влияют легирующие элементы на прокаливаемость стали? Что такое и какова сфера применения расчетного метода Гроссмана для определения прокаливаемости стали?

Растворенные в аустените легирующие элементы вызывают снижение скорости охлаждения, необходимой для образования мартенсита при закалке - на диаграмме ХТР кривые смещаются в сторону больших времен. Метод расчета основан на численном подходе (в виде коэффициентов) влияния химического состава стали и размера аустенитного зерна на прокаливаемость стали.


5. Объясните механизм дисперсионного твердения в сплавах Al-Cu.

Дисперсионное упрочнение, иначе говоря, упрочнение старением - на границах зерен со временем образуется твердая упрочняющая фаза дюралюминия. Однако это занимает очень много времени из-за очень малой подвижности атомов меди.

1-е изменения при первичной перекристаллизации

Первичная рекристаллизация представляет собой перестройку деформированной структуры и образование новых зерен (т.н.нормальный рост зерна и его движущей силой является накопленная энергия). Плотность дислокаций уменьшается на четыре-шесть порядков и, как следствие, сильно изменяются многие физические свойства материала (твердость, пластичность, электрическое сопротивление, структура магнитных доменов и т. д.).

2-й ход превращения перлит->аустенит, который представляет собой влияние скорости нагрева на скорость превращения и его начало и конец

Скорость превращения зависит от скорости нагревания - чем больше скорость нагревания, тем короче продолжительность превращения; температурный диапазон, в котором происходит превращение – больший; выше температуры начала и конца превращения.

3. особенности мартенситного превращения

- бездиффузионные и атермические

- состоит в согласованном движении атомов без изменения соседства,

- происходит сдвигом по механизму проскальзывания или двойникования,

- продукт превращения - пластинчатый или пластинчатый мартенсит

- существует тесная связь ориентации между сетками мартенсита и аустенита,

- изотермическая стойкость ниже температуры Ms стабилизирует аустенит,

- не течет до конца - в структуре всегда присутствует остаточный аустенит


4.хрупкость второго типа, которая устойчива к стали 37Cr4 и 50CrMo4


Хрупкость второго типа – это снижение ударной вязкости закаленных сталей при температуре 400-600 С. Встречается только у легированных сталей. Его можно удалить, нагрев сталь выше 600°С и быстро охладив ее, а сопротивление стали при температуре 350-550°С вызывает его повторное появление.

5. Почему мы модифицируем силумины?

Силумины представляют собой алюминиево-кремниевые сплавы, содержащие от 1,6 до 13,5 % Si, обладающие плохими механическими свойствами из-за крупнопластинчатой ​​эвтектики и крупных кристаллов β-фазы в гипадэвтектических сплавах.Их модификация направлена ​​на фрагментацию этой структуры – улучшение их механических свойств.


1. На одном графике схематично покажите влияние переохлаждения на скорость зарождения, рост кристаллов и скорость кристаллизации. На графике укажите переохлаждение (вытяните изотермы), которое должно быть получено, чтобы отливка имела мелкозернистую, аморфную (стекловидную) структуру.

2. Каково влияние карбидообразующих элементов на ход кривых на диаграмме CTPi?

3.Какими методами можно повысить предел текучести свариваемых низколегированных конструкционных сталей с помощью микродобавок? Объясните маркировку S420NL.

Предел текучести и предел прочности повышают: измельчением структуры (микродобавки в сталь, нормализация, контролируемая прокатка), упрочнением на раствор феррита (ферритно-перлитные стали), улучшением прокаливаемости.

S420NC = S-структурный, 420-Re min, N-нормализованный,


4.Что такое чугуны? Сравните серый и ковкий чугун по микроструктуре, пределу прочности, относительному удлинению и подготовке

Чугуны представляют собой сплавы железа с углеродом с содержанием углерода более 2,11%. Серый чугун состоит из графитовой фазы и металлической матрицы (ферритной, перлитной, феррито-перлитной). ВЧШГ представляют собой шариковые осадки графита и матрицы (ферритной или ферритно-перлитной), их получают аналогично серым, но добавляют в жидкий металл до 0.08% магния, они имеют лучшее удлинение и аналогичную прочность на разрыв.


5. Что такое медный дюралюминий? Какова их термическая обработка? Изобразите график изменения Rm дюралюминия во времени при естественном и искусственном старении при любой температуре.

Дуралюмины — это сплавы алюминия с медью.


1. При каких условиях в жидкости происходит плоский и дендритный рост кристаллов (зародышей)?



2.Что такое ферритные стали? Где они применяются? Объясните маркировку X6CrMoNb17-1

Это коррозионностойкие стали с содержанием углерода от 0,01 до 0,08 %, хрома 11-18 %, со структурой феррита, после охлаждения на воздухе. Они имеют среднюю прочность Rm, умеренную пластичность, умеренно упрочняются при холодной пластической деформации. Используется там, где требуется стойкость к атмосферной коррозии, природным водам или газам, содержащим соединения серы (выхлопные системы автомобилей, нефтеперерабатывающие заводы).


3. Что такое тепловое улучшение? Какую микроструктуру должна иметь сталь после такой обработки? Каковы ценные свойства стали такой обработки?

Это сочетание закалки и высокого отпуска. В обработанной стали практически полностью исчезают напряжения. После такой обработки получается сталь с оптимальным комплексом свойств (высокая прочность Rm, Re, высокая пластичность (А5, U) и усталостная прочность) со структурой сорбита отпуска (высокоотпущенный мартенсит).Высокий отпуск применяют для среднеуглеродистых конструкционных сталей более высокого качества.


4. Как химический состав и скорость охлаждения влияют на свойства графита и микроструктуру чугунов?

Кремний - от 0,5 до 5%. Работает графитируя, в процессе модификации графита влияет на его зародышеобразование, благодаря чему графитовые чешуйки получаются более мелкими и равномерными. Сера - до 0,12%. Уменьшение потока жидкости и склонность к образованию пузырьков газа.Марганец - от 0,4 до 1,4%. Предотвращает графитизацию (отбеливает чугун) и нейтрализует негативное действие серы. Фосфор - от 0,2 до 1,8%. Не влияет на графитизацию, создает фосфорную эвтектику - стедит, улучшающую литейные свойства и стойкость к истиранию.

5. Нарисуйте схематическую диаграмму кривой старения медного дюралия. Почему твердая мозговая оболочка с возрастом становится прочнее?

Они упрочняются при старении из-за малой подвижности атомов меди и требуется очень длительное время для зарождения фазы твердых осадков.

1. Как влияет скорость охлаждения при перлитно-аустенитном превращении?


Чем больше переохлаждение, тем меньше межпластинчатое расстояние s в перлите и, следовательно, больше твердость образующегося перлита.


2. Что такое нержавеющая сталь? Где они используются?

Ржавеющие стали имеют электрохимический потенциал -0,4 В и являются конструкционными сталями, более устойчивыми к коррозии, чем углеродистая сталь.Они содержат около 0,1% С и добавки 1-3% пассивирующего хрома и около 0,05% меди. Через некоторое время коррозии на поверхности образуется слой, тормозящий дальнейшую коррозию (коричневый налет). В основном используются в качестве свариваемых сталей, работающих в промышленных и морских условиях.


3. Что такое мартенсит? Как он трансформируется? Как зависит твердость мартенсита от содержания углерода?

Пересыщенный раствор углерода в железе α; образующийся после очень быстрого переохлаждения γ, имеет структуру в зависимости от содержания углерода — полосовую или пластинчатую.Снижает твердость закаленной стали. Твердость увеличивается с содержанием углерода (до 0,77%) примерно до 65HRC.

- конструкция в зависимости от содержания С: полоса или плита.

- твердость мартенсита увеличивается с содержанием углерода (до 0,77% С) примерно до 65 HRC.

- Остаточный аустенит представляет собой переохлажденный аустенит, не превратившийся в мартенсит.

- его содержание увеличивается с содержанием углерода.

- снижает твердость закаленной стали


4.Дайте классификацию алюминиевых сплавов. Могут ли алюминиевые сплавы конкурировать со сталью?

Алюминиевые сплавы обычно представляют собой многокомпонентные сплавы, делящиеся на группы в зависимости от основной легирующей добавки - Mg, Si, Mn, Cu, Zn - их задачей является повышение прочности сплавов и получение других благоприятных свойств. Алюминиевые сплавы конкурируют со сталями там, где важным фактором является вес конструкции - в самолетах, автомобилях и т. д. Их недостатком является значительное ухудшение свойств при высоких температурах.


5. Нарисуйте процесс двойной закалки после науглероживания. Объясните маркировку 18CrNiMo7-6.

1. Что такое дендритная сегрегация? Благоприятное ли это явление?

Дендритная ликвация – это неоднородность химического состава по сечению и длине дендритов – центр дендритов богат элементом с более высокой температурой плавления, а промежутки между дендритами, которые затвердевают на конце, более богаты элементом с более высокой температурой плавления. элемент с более низкой температурой плавления.Свойства отливки с сегрегацией будут хуже, чем у однородного состава - в отдельных местах сплава состав изменится.


2. Нарисуйте график CTPi для эвтектоидной стали и точно опишите его. Отметьте кривую охлаждения нижнего бейнита.



3. Нарисуйте графики зависимости размера зерен и температуры рекристаллизации от дробления. Что такое критическая деформация?


Смятость - состояние конструкции после холодной деформации, критическая смятость - минимальная степень деформации, необходимая для начала рекристаллизации при деформационном отжиге деформируемого металла.После деформации с дроблением меньше критического кристаллизация не происходит.


4. Прокаливаемость и упрочнение стали

Прокаливаемость – это способность образовывать мартенситную структуру при охлаждении от температуры аустенизации. Легирующие элементы, за исключением кобальта, улучшают прокаливаемость. На прокаливаемость влияют однородность аустенита, размер зерна, химический состав и наличие нерастворенных фаз. Закалка – это закалка, вызванная разделением частиц в пересыщенном растворе.


5. Азотированные легированные стали. % углерода, термообработка, микроструктура стали в поставке.

Азотирование – это процесс термохимической обработки, заключающийся в насыщении наружных слоев заготовки азотом, в результате чего нитриды железа получаются очень твердыми и прочными. Стали для азотирования должны иметь высокую прочность сердцевины при высокой пластичности (это обеспечивается содержанием углерода 0,24-0,45 % после закалки), высокую усталостную прочность.

1. Сравните свойства (плотность, модуль Юнга, твердость, предел текучести, температуру плавления, электропроводность) чистого железа и алюминия. Какие из этих свойств делают сплавы на основе алюминия конкурентоспособными со сплавами железа?

Алюминий: низкая плотность ρ = 2,7 г/см3, модуль Юнга Е = 69ГПа, твердость 20-40НВ, предел текучести Re = 20-40 МПа, температура плавления Т = 660,4 С, электропроводность эл. = 37,7 мс/м

Железо: плотность ρ = 7,87 г/см3, модуль Юнга Е = 206ГПа, твердость 75-90, предел текучести Re = 135-150МПа, температура плавления Т = 1500 С, электропроводность эл.= 10 мс/м

2. Как влияет скорость охлаждения при перлитно-аустенитном превращении?


Чем больше переохлаждение, тем меньше межпластинчатое расстояние s в перлите и, следовательно, больше твердость образующегося перлита.


3. Почему фосфор отрицательно влияет на свойства стали? Что означает S275?

Так как это вызывает резкое снижение пластических свойств, повышается хрупкость сплава (так называемая хладноломкость) и его перегрев, а также склонность к ликвации стали (неоднородность химического состава).2.


4. Сравните высокий и средний отпуск.

Средний отпуск проходит при температуре 350-450 С, получается структура отпускного троостита, характеризующаяся высоким пределом упругости и прочности, при достаточной пластичности (пружины). Между температурой 500°С и АС1 происходит высокий отпуск, получается структура темперирующего сорбита. Используется для конструкционных сталей с целью получения комплекса оптимальных механических свойств при хорошей пластичности.


5. Нарисуйте кинетические кривые для времени t1 и t2 меньше температуры плавления. т1 > т2.

1. График CTPi для заэвтектоида, описание + график для бейнита


2. Что такое нормализация, для каких сталей ее применяют, последствия отжига.

Нормирующий отжиг — процесс термической обработки, заключающийся в нагреве стали до температуры на 30-50°С выше температуры линии ЭГЭ и последующем охлаждении на воздухе.Эффект нормализации заключается в достижении мелкозернистой структуры и рекристаллизации - при этом повышается прочностные свойства, твердость и получение однородной структуры перед дальнейшей термообработкой.

3. Что такое аустенитная сталь, какие элементы определяют ее свойства, классификация по применению.
Это однофазные коррозионностойкие стали с содержанием углерода от 0,01 до 0,08%. Он содержит от 17 до 27% Cr, от 7 до 35% Ni и количество марганца или азота, необходимое для сохранения аустенитной структуры.Применяется чаще всего после пересыщения при температуре 1100 в воде. Коррозионно-стойкий, хорошо поддается сварке и ударопрочный. Используется для трубопроводов, пивных бочек, реакционных башен.


4. Что такое серый чугун? Перечислите достоинства и недостатки этих чугунов .

Железоуглеродистый литейный материал, состоящий из металлической матрицы (ферритной, перлитной, ферритно-перлитной) и частиц графита в виде чешуек. Они характеризуются хорошей литейностью, способностью гасить вибрации, прочностью на сжатие, обрабатываемостью, а также обладают хорошими свойствами скольжения и коррозионной стойкостью лучше, чем нелегированная сталь.Их недостатки – низкая прочность, набухание (увеличение объема из-за длительного отжига).


5) Какая группа металлических материалов характеризуется относительно высокими, а какая наименьшими значениями: а) модуля Юнга б) ударной вязкости в) Rm г) виброгасящей способности

Инструментальные стали. Классификация, требования и термическая обработка.

Они содержат от 0,8 до 1,6% углерода.Этот тип стали требует высокой твердости и стойкости к истиранию при температурах до 600 С, очень высокой прокаливаемости и высокого сопротивления пластической деформации в холодных и горячих условиях.


Термическая обработка этих сталей основана на закалке и высоком отпуске (560 С). После соответствующей обработки сталь должна иметь пластинчатую мартенситную структуру с невидимыми дисперсионными карбидами + вторичные карбиды (нерастворившиеся при аустенитизации) + первичные карбиды.

Применяется для режущего инструмента, для холодного и горячего формообразующего инструмента.

2. Инструментальные стали для горячей обработки: 90 200

Они содержат от 0,3 до 0,6% углерода + легирующие добавки, такие как Ni, Cr, W, V, Mo, Co. Требования к ним – устойчивость к динамическим нагрузкам, стабильность структуры и свойств до 700°С, стойкость к термической усталости, стойкость к коррозионному воздействию обрабатываемого материала.


Обработка состоит из закалки (850-1150 С) и отпуска (300-600), образующаяся после такой обработки структура троостит, мартенсит отпуска + карбиды.

Они используются в качестве кузнечных инструментов, горячих ножниц и т. д.

3. Инструментальные стали для холодной обработки: 90 200

Содержат от 0,4 до 2,1% углерода + легирующие добавки Cr, W, V, Mo, Mn, Si, Ni. Из стали требуемая твердость и стойкость к истиранию, стабильность до температуры 200 С, соответствующая пластичность и обрабатываемость, стабильность размеров, сопротивление пластической деформации.

Закалка (850 - 1150) + отпуск (150-450) в зависимости от химического состава стали.

Области применения включают метчики, долота, молотки, валки для холодного прессования и т. д.


Поисковик

Связанные страницы:
ПРАКТИЧЕСКИЙ ЭКЗАМЕН 5
Заочный экзамен
Экзаменационные вопросы ИМ
Бухгалтерские экзамены, зачеты, лекции и т.д. налоговая
презентация профессионального экзамена (с исправлениями) 5 2007
312 [01] 01 122 Экзаменационный лист Неизвестно (2)
Практический экзамен Задача № 4
экзаменационные счета id 246765 Неизвестно
ЭКЗАМЕН ПКМ2 вопросы 2011
что следует учитывать при подготовке студентов к новому устному экзамену на аттестат зрелости
Экзамен с RP2 31 января 2009 г., стр. 4
Пятничный экзамен
Экзамен 2005 1 (1)
готовые вопросы к экзамену

еще похожие подстраницы

.

Что делают отдельные элементы в составе стали?

Сегодняшней записью мы хотели бы начать серию статей, расширяющих ваши знания о стали и технологиях ее обработки, из которых изготавливаются ножи, предлагаемые нашей компанией.

Начнем с трудной, но увлекательной темы - роли элементов в сталях.

Описание влияния элементов на свойства стали — задача непростая, в основном из-за того, что определение их влияния не всегда однозначно.А именно, действие отдельных элементов зависит от многих факторов, среди которых: тип стали , к которому мы добавляем отдельные элементы (для аустенитных и перлитных сталей действие например марганца или никеля может быть противоположным), условий обработки и применения стали (Например, сера, которая в большинстве сталей нежелательна, , для быстрорежущих сталей - желательная добавка, улучшающая их обрабатываемость) и, прежде всего, химический состав стали - элементы могут менять свое влияние в зависимости от другие добавки, с которыми они могут «работать».Дополнительно стоит отметить, что не существует «идеальных элементов» , которые улучшали бы все параметры производительности, обычно при улучшении одних параметров другие ухудшаются.

Хитрость , так вот как подобрать химический состав стали

Сбалансировать действие всех надстроек. В связи с тем, что японские металлурги для производства своих надежных ножей используют в основном углеродистые стали (с ограниченным количеством легирующих добавок) и коррозионно-стойкие стали (в народе называемые нержавеющими, основным легирующим элементом которых является хром, из которых по данным американский стандарт AISI должен быть минимум 11% ), мы сосредоточимся на роли отдельных элементов в этих двух типах стали.Также стоит отметить, что наше описание касается элементов, которые можно найти в сталях, из которых изготовлены наши ножи, т.е. в первую очередь: углерод, хром, молибден, ванадий, вольфрам, кобальт, кремний и примеси в виде фосфора и серы. .

Углерод - Согласно народному определению, сталь - это "сплав железа с углеродом, обработанный
с содержанием углерода до 2,11%" , поэтому углерод является основным элементом. Можно было бы сказать, что именно он решает, что сталь – это сталь, а не чугун (мы также не рассматриваем стали, в которых существенно ограничено содержание углерода, хотя он всегда есть). Углерод является ключевым элементом с точки зрения механических свойств стали (не только по его наличию в структуре стали, но и по способности образовывать карбиды с другими элементами). Увеличение количества углерода в стали снижает содержание мягкого структурного компонента (феррита) и увеличивает количество твердого компонента (цементита) в стали. Проще говоря, — чем больше углерода в стали, — тем выше прочностные свойства (, например,твердость, прочность, сопротивление истиранию ) и пластические свойства (например, пластичность) снижаются. Кроме того, углерод является наиболее важным элементом, когда речь идет о закалке — он увеличивает прокаливаемость стали. Сплавы железа с углеродом (до содержания 2,11%;)) с более высоким его содержанием после закалки и отпуска имеют меньшую склонность к растрескиванию. При закалке твердость образующейся структуры стали (мартенсита) также зависит в основном от углерода.

Хром - Это элемент, который оказывает значительное влияние на свойства стали. Является основным ингредиентом, используемым в в сталях, устойчивых к коррозии (также жаростойких и жаропрочных). В меньших количествах (0,2% - 2%) используется для улучшения прокаливаемости. В количествах выше 10,5% обеспечивает получение сталей с высокой стойкостью к коррозии и окислению (например, Гингами, АУС-8, ЗДП-189, 420, ВГ 5 и 10, ванадиево-молибденовые стали). Это карбидообразующий элемент, и, следовательно, улучшает износостойкость, твердость и, следовательно, износостойкость.К сожалению, добавление хрома снижает пластические свойства, такие как удлинение и сужение. Этот элемент также снижает ударную вязкость, то есть сопротивление стали динамической нагрузке, например удару.

Молибден - Подобно хрому, обладает эффектом карбидообразования. В меньших количествах, до 2,5%, применяется для улучшения прокаливаемости и повышения вторичной твердости (получаемой при отпуске стали после закалки, связанной с превращением остаточного аустенита и выделением новых сплавных карбидов ).-. Благодаря карбидам Mo2C C этот элемент задерживает размягчение стали при повышении температуры.

Ванадий - Его часто добавляют в сталь для повышения прокаливаемости . Количество 0,2% (сталь ВГ 5 и 10, Супер Аогами, Р-2, АУС 8) также влияет на протекание дисперсионного твердения в стали (за счет выделения растворенного компонента из пересыщенного твердого раствора). Большее количество ванадия значительно повышает стойкость к истиранию, твердость, прочность и предел текучести.Интересно, что использование ванадия также увеличивает ударную вязкость и эластичность стали. Его использование не уменьшает удлинение и сужение. Таким образом, этот элемент представляет собой явление, улучшающее как прочностные, так и пластические свойства.

Вольфрам - Также относится к группе карбидообразующих элементов. Его использование приводит к образованию в стали карбидов W6C, которые значительно улучшают стойкость стали к истиранию. Вольфрам также улучшает другие прочностные характеристики (стали FAX 40, Aogami и Super Aogami).В то же время он уменьшает удлинение и сужение сплава. При отпуске стали вторичная твердость может быть получена благодаря добавке вольфрама.

Кобальт - Этот элемент может снизить прокаливаемость стали за счет увеличения критической скорости охлаждения , с другой стороны, предотвращает перегрев стали во время закалки. Таким образом, это позволяет повысить его температуру. За счет более высокой температуры , D мы можем увеличить насыщение стали легированными карбидами (напр.ванадий, молибден, вольфрам), что значительно повышает его износостойкость. Ножи из стали с добавлением кобальта отличаются высокой прочностью. Однако кобальт снижает пластические свойства.

Марганец - В количестве до 0,8% добавляется в сталь для связывания кислорода и серы , это препятствует образованию нежелательного сульфида железа, вызывающего хрупкость при нагревании. В больших количествах его добавляют для упрочнения стали раствором, улучшения прокаливаемости и уменьшения ферритного зерна (что повышает устойчивость стали к растрескиванию). Улучшает прочностные свойства и снижает пластические свойства.

Кремний - Также используется в качестве раскислителя. 0,5% - 1% усиливает феррит. Он значительно повышает предел текучести, незначительно повышает твердость и прочность. Это очень хорошо влияет на эластичность стали. Кремний, к сожалению, снижает относительное удлинение и ударную вязкость, , однако, при участии карбидообразующих элементов повышает пластические свойства сплава и уменьшает падение твердости после отпуска.

Пришло время "злодеев" в нашей стали. Элементы так называемого примеси - это элементы, которые в большинстве случаев (но не всегда) нежелательны в сталях, так как вызывают в сталях
отрицательные эффекты, имеющие большое значение для их качества.

Наиболее распространенными элементами-примесями являются:

Сера - К вола и руды из к попадают в сталь в процессе плавки. Нежелателен в стали из-за образования неметаллических включений, являющихся очагами зарождения трещин. Верхний предел содержания серы 0,05% (ни одна из сталей, из которых изготовлены ножи, представленные на нашем сайте, не приближается к этому значению). В сталях без добавки марганца может образовываться FeS, который очень пагубно влияет на пластические свойства стали.

Фосфор - Попадает в сталь из руды. Нежелателен в сталях из-за сегрегации по границам зерен , а способствует хрупкому разрушению. Фосфор ограничен в высококачественных сталях до 0,05% (ни одна из сталей, которые мы предлагаем для ножей, не превышает этого предела).

Артикул:

[1] Бличарски М., Введение в материаловедение, Научно-технические издательства, Варшава, 2001

[2] Добжаньски Л.А., Инженерные материалы и проектирование материалов – Основы материаловедения и металловедения, Научно-технические издательства, Варшава, 2006

[3] Przybyłowicz K., Metal Studies, Scientific and Technical Publishers, Варшава, 1999.

[4] Pacyna J., Металловедение – избранные выпуски, Издательство AGH, Краков, 2005

.

Блог о промышленности, добыче полезных ископаемых, металлургии

X120Mn12, 1.3401, A128 высокомарганцевая, износостойкая - сталь Гадфильда,
Сталь

Гадфильда (в зависимости от марки и стандарта стали) содержит 1,00 - 1,30 % углерода и 11,00 - 14,00 % (иногда больше) марганца, соотношение углерода к марганцу в среднем составляет около 1:10. После нагрева примерно до 950 - 1000°С и охлаждения на воздухе этот тип стали имеет аустенитную структуру с карбидными выделениями.После перенасыщения… Продолжить чтение →

Рубрики Металлургия, Металлургия, Сварка, Без рубрики Метки: 1.3401, 110Г12, 11Г12, сталь А128, сталь Гадфильда, износостойкая сталь, износостойкая сталь, Х120Мн12, Х120Мн13

Конструкционные легированные стали для закалки и отпуска
Легированные конструкционные стали

применяются в принципе для высоконагруженных и ответственных конструктивных элементов машин, двигателей, автомобилей и т. д.(например, 36NiCrMo16, 1.6773, 30ХГСА) в основном для больших сечений, не позволяющих использовать углеродистые конструкционные стали из-за низкой прокаливаемости или слишком низких прочностных свойств. Термическая обработка этих сталей заключается в… Продолжить чтение →

Сталь Гадфильда X120Mn12, X120Mn13.1.3401.11G12

Сталь Гадфильда (обозначение по DIN X120Mn12, обозначения по стандартам PN 11G12, 110G12) - марганцевая сталь с повышенной стойкостью к истиранию. Он содержит 1,1–1,3% углерода и 12–13% марганца. Выше 950°С сталь Гадфильда имеет аустенитную структуру. После охлаждения до комнатной температуры представляет собой смесь аустенита и марганцевого цементита. Эта сталь отличается очень высокой склонностью к закалке... Читать далее →

Hardox — Часть 3

Hardox - следующая партия 🙂

Влияние термомеханической обработки на структуру стали

Измельчение аустенитного зерна оказывает большое влияние на механические свойства стали, особенно на ее пластические свойства.Деформация вызывает искажение кристаллической структуры аустенита. Структура стали после полного цикла термомеханической обработки имеет более высокую плотность дислокаций, чем после обычного процесса закалки и отпуска. Измерение ширины рентгеновской дифракционной линии, характеризующей несовершенство кристаллической структуры, показало, что после обычной закалки сталь имеет… Продолжить чтение →

Защита металлических изделий от коррозии

Металлические покрытия.Нанесение металлических покрытий является одним из старейших и часто применяемых способов защиты стали от коррозии. Металлические покрытия получают гальванопокрытием, электролизом, погружением в металл и напылением. Обшивка состоит из сварки прокаткой некоррозионностойких листов с тонкими листами защитного металла. Для этого эти листы с предварительно очищенными поверхностями… Читать далее →

Стали стойкие к атмосферной и химической коррозии

Стали коррозионностойкие, т.е. в данном случае нержавеющая сталь и кислотоупорная сталь, характеризуются высокой стойкостью к влиянию многих агрессивных агрессивных сред, к которым относятся: соли, газы (в том числе горячие), кислоты, основания и другие.Свойство стойкости к вышеперечисленным факторам является обязательным для строительных материалов, предназначенных для производства… Читать далее →

Формовочные материалы

Производим одноразовые формы из т.н. формовочные материалы. Основными формовочными материалами являются песок и глина с подходящим содержанием воды.Формовочный песок состоит в основном из кварца (SiO2). Отличается высокой твердостью и устойчивостью к высоким температурам. Основным компонентом глины, используемой для формовочных материалов, является каолин (А1203 2SiO2 - 2х30), который, как и песок и глина, отличается… Продолжить чтение →

Система Stiefel - бесшовные трубы

Это способ прошивания материала для труб с помощью двух конических специальных дисковых роликов, вращающихся в одном направлении.Эти валки совершают около 1000 оборотов в минуту и ​​устанавливаются под определенным углом, чтобы их оси пересекались на оси прокатываемого материала. Шпиндель вращается и не меняет своего положения.

Бесшовные трубы, изготовленные методом Эрхардта

Этот метод проталкивает рукавообразный материал с закрепленным на штоке днищем через серию колец все меньших размеров.Такой рукав, полученный с помощью пресса, принято называть снеговиком Эрхардта. При такой системе продавливание осуществляется до толщины стенки трубы не менее 6 мм. После проталкивания трубы, для снятия оправки, она сдается… Читать далее →

Пресс-формы - с использованием шаблонов

Формирование больших предметов, состоящих только из отдельных частей, не будет иметь смысла, если мы будем «вынуждены сначала сделать модель.Чтобы избежать создания дорогостоящих моделей, мы будем использовать шаблоны, называемые шаблонами, для формирования таких штучных изделий. Формирование объектов в виде вращающихся глыб требует наличия опорной скобы, представляющей собой диск, отлитый из чугуна. В ступице… Продолжить чтение →

Hardox 450 часть вторая

Еще одна демонстрация прочности контейнера из стали Hardox

.
В первом полугодии польские сталелитейные заводы произвели более 4,5 млн тонн стали марки
.

В первой половине этого года.Польские сталелитейные заводы произвели более 4,5 миллионов тонн стали - 4,4 процента. больше года назад. Эксперты прогнозируют, однако, что к концу года, возможно, не удастся сохранить подобную динамику роста, и годовое производство может быть ниже, чем в 2011 году. ) в Катовицах по сравнению с другими европейскими... Читать далее →

.

Сталь NC11LV обычная | Дынные инструменты

сталь NC11LV часть вторая. Стандартная термообработка.

Химический состав:

  • 1,5-1,6% Уголь,
  • 11-12% хрома,
  • 0,6-0,8% Молибден,
  • 0,8-1,1% Ванадий.

«Термическая обработка этой стали не представляет особой сложности»:

"Закалка при 960 - 1030°С - масло/воздух, отпуск при 220 - 550°С, в улучшенном состоянии 60 HRC."

Начальная твердость.В нелегированных (углеродистых) сталях класса Н10Э после Закалки можно получить твердость выше 65HRC, но оказывается, что, например, сталь NC6 с твердостью 60HRC может быть более стойкой к истиранию. Да, нужна высокая твердость, но иногда даже важнее наличие твердосплавных карбидов (с более высокой твердостью, чем цементит Fe 3 C). Так были созданы легированные стали, которые после Закалки часто имеют меньшую твердость, чем нелегированные стали, но обладают большей износостойкостью. Не менее важно: карбиды какого сплава присутствуют в данной стали, каковы их размеры.Так была создана Быстрорежущая Сталь, упрочненная твердыми карбидами М 2 С и МС (намного тверже цементита Fe 3 С), очень мелкая (невидимая под оптическим микроскопом) - очень стойкая к истиранию обычный сплав стали. Так же была создана родоначальница стали NC11LV: стали NCWV (1,8-2,1% углерода, 11-13% хрома, 1-1,5% вольфрама, 0,15-0,3% ванадия) и NC11 (X210Cr12 с содержанием 1,9-2,2 % углерода, 11-13% Cr). Однако оказалось, что больше углерода, легирующих элементов, не всегда лучше, поэтому я сегодня пишу о стали NC11LV с ограниченным содержанием углерода по сравнению с протопластами.Но с лучшими свойствами, чем у предков.

Подводя итог: при проектировании инструмента, который должен иметь большую стойкость к истиранию, недостаточно просто выбрать сталь, закаленную, например, до твердости 60HRC. Важно, какие карбиды упрочняют сталь и как они распределяются. Также очень важно, как будет проходить термообработка выбранной стали. Отсюда, например, такая популярность универсальных сверл по металлу из быстрорежущей стали (HSS), более качественные сверла из стали сделать сложно.

Возвращаемся к ПОЛУНЕРЖАВЕЮЩЕЙ стали NC11LV и ее закалке: гасится только в масле! Почему? Иди сюда, позвольте мне описать, почему: http://blog.melontools.com/obrobka_cieplna/nirdzewnosc_nc11lv/

Сталь

NC11LV нравится тем, кто занимается закалкой стали, потому что ее «трудно сломать». ПО ИХ ЗНАЧЕНИЮ, но все же иногда можно испортить. Т.е. если "хорошая закалка" - это та, после которой мы получаем соответствующую твердость, около 60HRC - это сталь, которую невозможно испортить. Которую легко получить, поэтому почти каждый отпуск стали НЦ11ЛВ, по мнению некоторых закалщиков, является «удачным».

Как видите: Закаливаем от 950 или 1050 градусов.Условие С выполнено. Таким образом, даже если измерение температуры в закалочной печи ослабевает, обманывая, например, на 50 градусов C, закалка проходит успешно.

Почему это происходит? По мере повышения температуры закалки количество остаточного аустенита (очень мягкого) увеличивается, что снижает общую твердость закаленной стали. В то же время с повышением температуры Закалки увеличивается количество растворенных Карбидов в Твердом Растворе стали, возрастает твердость мартенсита, что увеличивает общую твердость стали.НО только до определенной температуры, выше которой остается столько мягкого остаточного аустенита, что общая твердость закаленной стали падает (примерно 1000-1050 градусов C на рисунке выше).

Теперь дунет немного знаний: в средне- и высоколегированных инструментальных сталях (NC11LV - высоколегированная сталь) нет "чистых" карбидов (в отличие от нелегированных сталей в основном "чистый" Цементит Fe 3 C) данного элемента (карбиды железа, хрома, вольфрама, ванадия).Карбиды встречаются в виде смесей углерода и металлических элементов. В стали NC11LV могут присутствовать следующие карбиды:

  • Fe 3 C способен растворять около 17% Cr,
  • Cr 7 C 3 может растворять примерно 50 % Fe,
  • Cr 23 C 6 может растворять примерно 30% Fe.

Основным карбидом в стали NC11LV является карбид M 7 C 3 (т.е. Cr 7 C 3 с примесями), в размягченной стали он составляет ок.16 %, растворяет 44 % Cr, 4,5 % Mo, 4,5 % V, 9,4 % C. После аустенизации при 1200 град С (аустенитизация две минуты, эта температура намного выше рекомендованной) везде!), содержание карбида падает до 5 % .

ALE Содержание хрома в твердом растворе (матрице) увеличилось с 3% (размягченная сталь!) ​​до 10,1% (закаленная сталь от 1200 град. С). Так что сталь NC11LV от бида улавливает определение нержавейки по PN, но не по моему мнению. Я объяснял это в первой части рассказа об этой стали.Это ссылка на отсутствие ПОЛУНЕРЖАВЕЮЩЕЙ стали этой стали.

Я не предлагаю эту сталь NC11LV аустенизировать (нагревать перед закалкой) при 1200 градусов С, потому что мы будем делать осколочное оружие: зерна в стали, нагретой до такой степени, разрастутся настолько, что при ударе сталь развалится на куски молотком. В качестве максимальной температуры аустенизации для этой стали NC11LV я предлагаю принять 1100 градусов С. Так что популярная N11LV никогда не достигнет волшебных 10,5% хрома в твердом растворе.

Время аустенизации этой стали? Получается, что полная свобода все-таки действует, сталь очень устойчива к плохо измеряемому времени.Для рекомендуемых температур (950-1050°С) время аустенизации может составлять от 10 до 40 минут без заметного влияния на рост зерна.

Время аустенизации этой стали я предлагаю принимать 10-20 минут, этого достаточно для растворения нужного количества карбидов и получения соответствующей твердости после Закалки.

Многие слышали о т.н. Замораживание стали после Закалки известно для чего: сделать сталь лучше. Не вдаваясь слишком в процессы, происходящие при таком замораживании стали, достаточно знать, что замораживание – это фактически дальнейшее закаливание стали, оно способствует превращению остаточного аустенита (оставшегося после гашения в масле) в мартенсит.Благодаря этому сталь после заморозки имеет большую твердость, чем сталь без заморозки, обычно на макс. 2HRC. Только для того, чтобы такая заморозка работала, нужен Остаточный Аустенит (!) чем больше, тем лучше. Замораживание аустенитизированной стали NC11LV ниже 1000 градусов С не имеет смысла по двум причинам:

  • Количество остаточного аустенита, которое может измениться, слишком мало для заметного увеличения твердости,
  • температура M f (Martensite Finish) для стали NC11LV выше нуля; M f = M S + 215 град.C (эта формула действительна для каждой стали с точностью +/- 15 градусов C)

90 100

Как видно, по мере снижения температуры аустенитизации температура M S повышается. С повышением температуры аустенитизации температура М S снижается (в то же время увеличивается количество остаточного аустенита в закаленной стали - при комнатной температуре) и имеет смысл замораживание. Для этой стали достаточно замерзнуть примерно до -80 градусов С, можно использовать Сухой лед (отвержденный CO 2 ) в Этиловом или Пропиленовом спирте (изопропаноле).Время выдержки при низкой температуре ничтожно мало, достаточно полностью охладить и можно (медленно) нагреть стальную деталь NC11LV. Мартенситное превращение в этом случае (да и в большинстве случаев) «загоняется» за счет понижения температуры, детали, выдерживающие температуру -80 градусов С в течение 1 минуты и 4 часов, ничем не отличаются. Важно: заморозку стали при -80°С следует проводить после закалки, перед отпуском. Почему? Закалка (даже низкая при 150 градусах Цельсия)В) "фиксирует" Остаточный Аустенит настолько, что более поздняя Заморозка (в -80 градусов С) не "запустит" Аустенит и вся эта низкая температура будет собачьей конурой. Влияние заморозки стали NC11LV после отпуска на маркетинг я игнорирую, не знаю об этом, но факт звучит красиво.

Отпуск тоже тривиален: нагреть до температуры отпуска, нагреть и остудить. «Отпуск от 220 до 550°С». Но при какой именно температуре закалять, сколько раз охлаждать после закалки?

Для стандартных применений сталь NC11LV может подвергаться низкому отпуску.

Источников, сообщающих о т.н. ударный пик из стали NC11LV. Что за пик? Все сообщают, что вязкость увеличивается с повышением температуры отпуска и уменьшением твердости. В целом это так, но если вдаваться в подробности, то получается, что:

  • Размер зерен в стали оказывает большее влияние на ударную вязкость, чем твердость, и две стали с одинаковой твердостью, но с разным размером зерен значительно различаются по ударной вязкости: у стали с меньшими зернами она больше :),
  • Влияние температуры отпуска на ударную вязкость нелинейно, существуют диапазоны температур (почти для каждой инструментальной стали), в которых есть максимумы и минимумы ударной вязкости.

В стали NC11LV наблюдается пик ударной вязкости (максимум) после отпуска этой стали в интервале температур 260-300 градусов С (как показано на рисунке выше, пик приходится именно на 280 градусов С). И только эту температуру отпуска следует использовать для этой стали, чтобы получить деталь с наивысшей ударной вязкостью (ударной вязкостью).

Сколько раз закалять сталь NC11LV? Это зависит от температуры аустенизации и температуры отпуска. Если сталь была аустенизирована до ок.1000 град С, достаточно одного отпуска (2ч) при 280 град С и любого охлаждения после отпуска (с печью или на воздухе). Но все говорят 2×2 часа (кто-то спросит)! Второе низкое отпускание детали не повредит, но и особо ничего не изменит. Если ничего не меняется, Остаточный Аустенит меняется и твердость растет (кто-то скажет)! И тут тоже поспорю свое: при отпуске стали НЦ11ЛВ при температурах ниже 350 град С и Остаточный Аустенит ведет себя хорошо и далеко не меняется:

Литература:

  • Берковски Дж.Боровски: Влияние структуры на эффекты азотирования хромистых ледебуритных сталей
  • Hryniewicz, T. Nykiel: КОЛЕБАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА КАРБИДОВ M7C3 В МЯГКОЙ ОТЖИГАННОЙ СТАЛИ NC11LV / D2
  • www.knives.pl/forum
  • http://www.bohler-edelstahl.com/files/K110DE.pdf
  • Х. Леда: Отдельные металлоконструкции общего назначения WPP 1997
  • Характеристики стали, серия F, том I, Катовице, 1981 г.
  • Z. Głowacki: Превращения угля при аустенизации и отпуске высокохромистых инструментальных сталей с различным содержанием азота, содержащих 2% C и 12% Cr.Познань 1964
  • Эдуард Жмихорски: Инструментальные стали и термическая обработка инструментов. Варшава 1970
  • PN_EN_ISO_4957_2004
  • http://www.tppinfo.com/
  • http://www.interlloy.com.au/
  • З. Зурецкий: Новый взгляд на криогенную закалку стали
.

Отпуск (металлургия) — ru.wikitechguide.com

Процесс термической обработки, применяемый для повышения твердости сплавов на основе железа

Сталь различной закалки. Полученные различные цвета указывают на температуру, до которой была нагрета сталь. Светло-соломенный указывает на 204 ° C (399 ° F), а светло-голубой указывает на 337 ° C (639 ° F).

Starting — это процесс термической обработки, используемый для повышения твердости сплавов на основе железа. Отпуск обычно выполняется после закалки, чтобы уменьшить часть чрезмерной твердости, и осуществляется путем нагревания металла до определенной температуры ниже критической точки в течение определенного периода времени, а затем позволяет ему охлаждаться в неподвижном воздухе.Точная температура определяет количество удаляемой твердости и зависит как от конкретного состава сплава, так и от желаемых свойств готового продукта. Например, очень твердые инструменты часто закаляются при низких температурах, а пружины закаляются при гораздо более высоких температурах.

Введение

Микрофотография мартенсита, очень твердой микроструктуры, образующейся при закалке стали. Отпуск снижает твердость мартенсита, превращая его в различные формы отпущенного мартенсита.

Отпуск — это метод термической обработки, применяемый к сплавам железа, таким как сталь или чугун, для получения большей пластичности за счет снижения твердости сплава. Снижение твердости обычно сопровождается повышением пластичности, что снижает хрупкость металла. Отпуск обычно производят после закалки, т. е. быстрого охлаждения металла, чтобы довести его до наиболее прочного состояния. Отпуск осуществляется контролируемым нагревом закаленной заготовки до температуры ниже ее «критической нижней температуры».Ее также называют более низкой температурой перехода или более низкой температурой удерживания (A 1 ); температура, при которой кристаллические фазы сплава, называемые ферритом и цементитом, начинают сплавляться с образованием однофазного твердого раствора, называемого аустенитом. Нагрева выше этой температуры избегают, чтобы не разрушить очень твердую закаленную микроструктуру, называемую мартенситом.

Точный контроль времени и температуры в процессе отпуска имеет решающее значение для достижения желаемого баланса физических свойств.Низкие температуры отпуска могут только смягчить внутренние напряжения, уменьшить хрупкость при сохранении большей части твердости. Более высокие температуры отпуска приводят к большему снижению твердости, жертвуя определенным пределом текучести и пределом прочности на растяжение для повышения гибкости и пластичности. Однако для некоторых низколегированных сталей, содержащих другие элементы, такие как хром и молибден, отпуск при низких температурах может повысить твердость, а при более высоких температурах твердость уменьшится.Многие стали с высоким содержанием этих легирующих элементов ведут себя как дисперсионно-твердеющие сплавы, которые в условиях закалки и отпуска оказывают противоположное действие, и называются мартенситностареющими сталями.

В углеродистых сталях отпуск изменяет размер и распределение карбидов в мартенсите с образованием микроструктуры, известной как «мартенсит отпуска». Отпуск также проводится на стандартных сталях и чугунах для повышения пластичности, обрабатываемости и ударной вязкости.Сталь обычно подвергают однородному отпуску, так называемому «сквозному отпуску», который дает почти однородную твердость, но иногда нагревают неравномерно, так называемому «дифференциальному отпуску», который вызывает изменение твердости.

История

Закалка — древний метод термической обработки. Самый старый известный пример закаленного мартенсита - это кирка, найденная в Галилее, датируемая примерно 1200–1100 годами до нашей эры. Этот процесс использовался во всем древнем мире, от Азии до Европы и Африки.В древности было предпринято множество различных охлаждающих ванн и закалочных ванн, начиная от закалки мочой, кровью или металлами, такими как ртуть или свинец, но процесс закалки оставался относительно неизменным на протяжении веков. Тушение часто путают с гашением, и этот термин часто используется для описания обоих методов. В 1889 году сэр Уильям Чандлер Робертс-Остен писал: «Между словами «темперамент», «темперамент» и «нрав» в трудах даже выдающихся авторитетов до сих пор существует так много недоразумений, что хорошо бы бережно хранить старые слова с определения в виду.Я буду использовать слово «затвердевание» в том же смысле, что и «размягчение».

Терминология

В металлургии есть много терминов, которые имеют очень специфическое значение в этой области, но если смотреть со стороны, они могут быть неясны. Термины «твердость», «ударопрочность», «твердость» и «прочность» могут иметь множество различных значений, что иногда затрудняет понимание их конкретного значения. Некоторые из встречающихся терминов и их подробные определения:

  • Прочность: Сопротивление остаточной деформации и разрыву.Прочность в металлургии до сих пор является довольно расплывчатым термином, поэтому ее обычно делят на предел текучести (предел прочности, при превышении которого деформация становится постоянной), предел прочности при растяжении (предел прочности на разрыв), предел прочности при сдвиге (сопротивление силам сдвига или резания) и предел прочности при сжатии ( устойчивость к упругому укорочению под нагрузкой).
  • Твердость: Сопротивление растрескиванию, измеренное с помощью теста Шарпи. Твердость часто увеличивается с уменьшением прочности, потому что материал, который изгибается, с меньшей вероятностью сломается.
  • Твердость: Устойчивость поверхности к царапинам, истиранию или вмятинам. В обычных металлических сплавах существует линейная зависимость между питтинговой твердостью и пределом прочности при растяжении, что облегчает измерение последнего.
  • Хрупкость: Хрупкость описывает склонность материала к растрескиванию перед изгибом или деформацией упруго или пластически. Хрупкость увеличивается по мере уменьшения твердости, но также сильно зависит от внутренних напряжений.
  • Пластичность: Способность формироваться, изгибаться или деформироваться таким образом, чтобы самопроизвольно не возвращаться к своей первоначальной форме.Он пропорционален пластичности или пластичности вещества.
  • Гибкость: Также называемая гибкостью, это способность деформироваться, изгибаться, сжиматься или растягиваться и возвращаться к своей первоначальной форме при снятии внешнего напряжения. Упругость обратно пропорциональна модулю Юнга материала.
  • Ударопрочность: Обычно синонимом высокой прочности является способность выдерживать ударную нагрузку с минимальной деформацией.
  • Износостойкость: обычно синоним твердости, устойчивость к эрозии, абляции, сколам или истиранию.
  • Структурная целостность: способность выдерживать максимальную номинальную нагрузку при одновременном сопротивлении разрушению, усталостной прочности и минимальному изгибу или прогибу для обеспечения максимального срока службы.

Углеродистая сталь

Очень немногие металлы реагируют на термическую обработку так же или в той же степени, что и углеродистая сталь, а свойства термической обработки углеродистой стали могут сильно различаться в зависимости от легирующих элементов.Сталь можно размягчить до высокопластичного состояния путем отжига или закалить до состояния, столь же твердого и хрупкого, как стекло, путем закалки. Однако в закаленном состоянии сталь обычно слишком хрупкая и не обладает вязкостью разрушения, чтобы ее можно было использовать в большинстве применений. Закалка — это метод, используемый для снижения твердости и, таким образом, повышения пластичности закаленной стали, чтобы придать металлу некоторую эластичность и пластичность. Это позволяет металлу гнуться перед тем, как сломаться.В зависимости от степени отпуска сталь может изгибаться упруго (сталь возвращается к своей первоначальной форме после снятия нагрузки) или пластически (сталь не возвращается в исходную форму, что приводит к остаточной деформации). перед переломом. Закалка используется для точного баланса механических свойств металла, таких как прочность на сдвиг, предел текучести, твердость, пластичность и прочность на растяжение, для достижения любой комбинации свойств, что делает сталь пригодной для широкого спектра применений.Такие инструменты, как молотки и гаечные ключи, требуют хорошей устойчивости к истиранию, ударам и деформации. Пружины не требуют такой высокой износостойкости, но должны упруго деформироваться без разрушения. Автозапчасти обычно немного менее долговечны, но перед тем, как сломаться, они должны пластически деформироваться.

За исключением редких случаев, когда требуется максимальная твердость или износостойкость, например, при производстве напильников из незакаленной стали, закаленная сталь почти всегда подвергается некоторому отпуску.Однако иногда сталь отжигают в процессе, называемом нормализацией, в результате чего сталь остается лишь частично размягченной. Нормализованную сталь иногда закаляют для ее дальнейшего размягчения, повышения пластичности и обрабатываемости, что облегчает металлообработку. Закалка также может быть использована для сварной стали, чтобы уменьшить некоторые напряжения и чрезмерную твердость, возникающую в зоне термического влияния вокруг сварного шва.

Закаленная сталь

Отпуск чаще всего проводят на стали, которая была нагрета выше верхнего критического значения (А 3 ) и затем быстро охлаждена в процессе, называемом закалкой, с использованием таких методов, как погружение горячей стали в воду, масло или принудительный воздух.Закаленная сталь, помещенная в максимально твердые условия или очень близкие к ним, затем закаляется для постепенного снижения твердости до уровня, более подходящего для желаемого применения. Твердость закаленной стали зависит как от скорости охлаждения, так и от состава сплава. Высокоуглеродистая сталь достигает гораздо более твердого состояния, чем низкоуглеродистая сталь. Точно так же отпуск высокоуглеродистой стали до определенной температуры дает сталь, которая намного тверже, чем низкоуглеродистая сталь, отпущенная при той же температуре.Время выдержки при температуре отпуска также имеет значение. Отпуск при несколько повышенной температуре в течение более короткого времени может иметь тот же эффект, что и отпуск при более низкой температуре в течение более длительного периода. Время отпуска варьируется в зависимости от содержания углерода, размера и желаемого использования стали, но обычно составляет от нескольких минут до нескольких часов.

Отпуск закаленной стали при очень низких температурах, от 66 до 148 °C (от 151 до 298 °F), обычно не дает особого эффекта, кроме небольшого ослабления некоторых внутренних напряжений и снижения хрупкости.Отпуск при более высоких температурах, от 148 до 205°С (от 298 до 401°F), приведет к небольшому снижению твердости, но прежде всего снизит многие внутренние напряжения. В некоторых низколегированных сталях отпуск в диапазоне 260 и 340 ° C (500 и 644 ° F) снижает ударную вязкость и увеличивает хрупкость, и его называют диапазоном «отпущенной мартенситной хрупкости» (TME). За исключением кузнечного дела, этого диапазона обычно избегают. Сталь, от которой требуется большая прочность, чем ударная вязкость, например инструментальная, обычно не подвергается отпуску выше 205°C (401°F).Вместо этого изменение твердости обычно вызывается только изменением времени отпуска. Когда требуется повышенная ударная вязкость за счет прочности, используются более высокие температуры отпуска, от 370 до 540 ° C (от 698 до 1004 ° F). Закалка при еще более высоких температурах, от 540 до 600 °C (от 1004 до 1112 °F), обеспечивает превосходную ударную вязкость, но с резким снижением прочности и твердости. При температуре 600°С (1112°F) сталь может испытывать другую стадию хрупкости, называемую «отпускной хрупкостью» (ТЕ), которая возникает, когда сталь слишком долго выдерживается в диапазоне температур отпускной хрупкости.При нагреве выше этой температуры сталь обычно долго не выдерживается и быстро остывает, чтобы избежать отпускной хрупкости.

Стандартная сталь

Сталь, нагретая выше верхней критической температуры и затем охлажденная на воздухе, называется стандартной сталью. Стандартная сталь состоит из зерен перлита, мартенсита и иногда бейнита, смешанных вместе в микроструктуре. В результате получается сталь, которая намного прочнее, чем полностью отожженная сталь, и намного тверже, чем закаленная закаленная сталь.Однако иногда при снижении выносливости требуется дополнительная выносливость. Закалка обеспечивает способ тщательного снижения твердости стали, тем самым увеличивая ударную вязкость до более желательного уровня. Литую сталь часто нормализуют, а не отжигают, чтобы уменьшить величину деформации, которая может возникнуть. Отпуск может еще больше снизить твердость, повысив пластичность до уровня, более похожего на отожженную сталь. Для углеродистых сталей отпуск часто используется с аналогичными результатами.Этот процесс, известный как «нормализация и отпуск», часто используется с такими сталями, как углеродистая сталь 1045 или большинство других сталей, содержащих от 0,35 до 0,55% углерода. Эти стали после нормализации обычно подвергают отпуску для повышения прочности и снижения внутренних напряжений. Это может сделать металл более подходящим для предполагаемого использования и с ним будет легче работать.

Сварная сталь

Сталь, сваренная дугой, газом или любым другим способом, кроме кузнечной сварки, подвергается воздействию тепла в процессе сварки в определенной области.Эта локализованная область, известная как зона термического влияния (ЗТВ), состоит из стали, твердость которой значительно различается: от нормализованной стали до стали почти такой же твердой, как закаленная сталь, вблизи края этой зоны термического влияния. Термическая усадка, вызванная неравномерным нагревом, затвердеванием и охлаждением, вызывает внутренние напряжения в металле как внутри, так и вокруг сварного шва. Вместо снятия напряжения иногда используется отпуск (даже нагрев и охлаждение всего объекта чуть ниже точки А) температуры 1 ), чтобы уменьшить внутреннее напряжение и уменьшить хрупкость вокруг сварного шва.Локальный отпуск часто используется для сварных швов, когда структура слишком велика, сложна или иным образом слишком неудобна для равномерного нагрева всего объекта. Температуры отпуска для этой цели обычно составляют около 205°C (401°F) и 343°C (649°F).

Закалить и успокоить

Современная арматура с пределом прочности 500 МПа может быть изготовлена ​​из дорогостоящей микролегированной стали или методом закалки и самоотпуска (ЗСТ). После того, как пруток выходит из последнего прохода прокатки, где придается окончательная форма прутка, прут затем опрыскивается водой, которая делает внешнюю поверхность прутка более жесткой.Скорость стержня и количество воды тщательно контролируются, чтобы сердцевина стержня оставалась незакаленной. Затем горячий сердечник закаляет уже затвердевшую внешнюю часть, придавая стержню высокую прочность, но также и некоторую степень ударной вязкости.

Кузнечное дело

Основная статья: Кузнечное дело

Первоначально закалка была процессом, используемым и разработанным кузнецами (фальсификаторами железа). Этот процесс, скорее всего, был разработан хеттами Анатолии (сегодняшняя Турция) в 12 или 11 веках до нашей эры.Без знания металлургии закалка изначально разрабатывалась методом проб и ошибок.

Поскольку до наших дней существовало мало методов точного измерения температуры, о температуре обычно судили, наблюдая за темперированием цвета металла. Закалка часто включала нагрев над древесным углем, в угольной горне или огнем, поэтому поддержание работы при точно правильной температуре в течение нужного периода времени обычно было невозможно. Закалка обычно производилась путем медленного равномерного перегрева металла по цвету с последующим немедленным охлаждением на свежем воздухе или погружением в воду.Это имело тот же эффект, что и нагрев при нужной температуре в нужное время, и позволяло избежать хрупкости за счет отпуска за короткий промежуток времени. Однако, несмотря на то, что для отпуска существуют цветовые шкалы, этот метод отпуска обычно требует большой практики, чтобы усовершенствовать его, поскольку окончательный результат зависит от многих факторов, включая состав стали, скорость ее нагрева, тип источника тепла (окисление или науглероживание), скорости охлаждения, масляных слоев или загрязнения поверхности и многих других обстоятельств, которые варьируются в зависимости от кузнеца и даже от выполняемой задачи.Толщина стали тоже играет роль. С более толстыми предметами легче просто нагреть поверхность до нужной температуры, прежде чем тепло сможет проникнуть через нее. Тем не менее, очень толстые компоненты могут не полностью отверждаться во время затвердевания.

Цветная закалка

Куски плоской стали, закаленные на всю глубину. Первый слева - стандартная сталь. Второй – закаленный, неотпущенный мартенсит. Остальные куски закаливали в печи до соответствующей температуры в течение одного часа каждый.Эти «шаблоны закалки» иногда используются кузнецами для сравнения, чтобы убедиться, что работа закалена до соответствующего цвета.

Если сталь была свежеотшлифована, отшлифована или отполирована, при нагревании на ее поверхности образуется оксидная пленка. По мере повышения температуры стали увеличивается и толщина оксида железа. Хотя оксид железа обычно непрозрачен, такие тонкие слои пропускают свет, отражаясь как от верхней, так и от нижней поверхностей слоя.Это вызывает явление, называемое тонкопленочной интерференцией, которое вызывает появление цвета на поверхности. Поскольку толщина этого слоя увеличивается с температурой, он вызывает изменение цвета от очень светло-желтого до коричневого, затем фиолетового, а затем синего. Эти цвета появляются при очень точных температурах и обеспечивают кузнеца очень точным датчиком температуры. Различные цвета, соответствующие температуры и некоторые из их применений:

  • Бледно-желтый - 176°C (349°F) - граверы, бритвы, скребки
  • Светло-соломенный - 205°C (401°F) - сверла для буров , пилы по металлу
  • Темная солома - 226°С (439°F) - чертилки, строгальные ножи
  • Коричневый - 260°С (500°F) - метчики, плашки, сверла, молотки, резцы
  • Фиолетовый - 282°С (540°F) - Хирургические инструменты, пробойники, инструменты для резьбы по камню
  • Темно-синий - 310°C (590°F) - Отвертки, гаечные ключи
  • Светло-синий - 337°C (639°F) - пружины, пилы для резки дерево
  • Серо-голубой - 371 °C (700 °F) и более - конструкционная сталь

Помимо серо-голубого цвета, оксид железа теряет свою прозрачность и о температуре уже нельзя судить таким образом.Толщина слоя также со временем будет увеличиваться, что является еще одной причиной перегрева и немедленного охлаждения. Сталь в закалочной печи, выдержанная при температуре 205°C (401°F) в течение длительного времени, начнет становиться коричневой, фиолетовой или синей, даже если температура не превысила температуру, необходимую для получения светло-соломенного цвета. Окислительные или науглероживающие источники тепла также могут повлиять на конечный результат. Слой оксида железа, в отличие от ржавчины, также защищает сталь от коррозии за счет пассивации.

Дифференциальная закалка

Основная статья: Дифференциальная закалка

Разнокалиберный меч. Центр закален до упругой твердости, а края закалены чуть сильнее молотка.

Дифференциальный отпуск — это метод обеспечения различной степени отпуска для разных частей стали. Этот метод часто используется в кузнечном деле для изготовления ножей и мечей, чтобы обеспечить очень твердую кромку и смягчить заднюю часть или центр лезвия.Это имеет повышенную прочность, сохраняя при этом очень твердый, острый, ударопрочный край, что помогает предотвратить растрескивание. Эта техника была более распространена в Европе, в отличие от методов дифференциальной закалки, более распространенных в Азии, таких как японское фехтование.

Дифференциальная закалка представляет собой воздействие тепла только на часть лезвия, обычно на заднюю или центральную часть обоюдоострых лезвий. У однолезвийных лезвий тепло, часто в виде пламени или раскаленного стержня, передается только на тыльную сторону лезвия.Затем за лезвием внимательно наблюдают, пока цвета закалки формируются и медленно движутся к краю. Затем тепло удаляют до того, как бледно-соломенный цвет достигнет края. Цвета будут продолжать двигаться к краю в течение короткого времени после того, как тепло будет удалено, поэтому кузнец имеет тенденцию удалять тепло немного раньше, чтобы бледно-желтый цвет достигал только края и не распространялся дальше. Аналогичный метод используется с обоюдоострыми лезвиями, но к центру лезвия прикладывается источник тепла, позволяя цветам ползти к каждому краю.

Прерывистая закалка

Методы прерывистой закалки часто называют отпуском, хотя эти процессы сильно отличаются от традиционной закалки. Эти методы заключаются в закалке до определенной температуры, которая выше начала мартенсита (М. s ), и последующем выдерживании его при этой температуре в течение длительного времени. В зависимости от температуры и времени это позволяет либо сформировать чистый бейнит, либо подавить образование мартенсита до тех пор, пока большая часть внутреннего напряжения не уменьшится.Эти методы известны как закалка и отпуск.

Аустенизация

Основная статья: Аустенизация

График преобразования время-температура (ТТТ). Красная линия показывает кривую охлаждения для закалки.

Austempering — это метод, используемый для создания чистого бейнита, переходной микроструктуры, встречающейся между перлитом и мартенситом. При нормализации как верхний, так и нижний бейнит обычно смешивают с перлитом. Чтобы избежать образования перлита или мартенсита, сталь закаливают в ванне с расплавленными металлами или солями.Это быстро охлаждает сталь за пределами точки, где может образоваться перлит, вплоть до области образования бейнита. Затем сталь выдерживают при температуре формирования бейнита после точки, в которой температура достигает равновесия, до тех пор, пока бейнит не сформируется полностью. Затем сталь вынимают из ванны и охлаждают на воздухе без образования перлита или мартенсита.

В зависимости от температуры выдержки при закалке можно получить верхний или нижний бейнит. Верхний бейнит представляет собой слоистую структуру, образующуюся обычно при температурах выше 350 ° C (662 ° F), и имеет гораздо более твердую микроструктуру.Нижний бейнит представляет собой игольчатую структуру, получаемую при температуре ниже 350°С, более прочную, но гораздо более хрупкую. В обоих случаях холодная закалка дает большую прочность и ударную вязкость при заданной твердости, которая в основном определяется составом, а не скоростью охлаждения, и снижает внутренние напряжения, которые могут привести к разрушению. Это дает сталь с отличной ударной вязкостью. Современные пробойники и долота часто закалены. Поскольку при закалке мартенсит не образуется, сталь не требует дальнейшего отпуска.

Закалка на мартенсит

Основная статья: Закалка на мартенсит

Закалка до закалки аналогична закалке с аустенитным отпуском в том, что сталь закаливают в ванне с расплавленным металлом или солью, чтобы быстро охладить ее за пределы области образования перлита. Однако в случае мартенсита цель состоит в том, чтобы получить мартенсит, а не бейнит. Сталь закаливается до гораздо более низкой температуры, чем при закалке; несколько выше начальной температуры мартенсита. Затем металл выдерживают при этой температуре до тех пор, пока температура стали не достигнет равновесия.Затем сталь вынимают из ванны до образования какого-либо бейнита, а затем охлаждают на воздухе, превращая ее в мартенсит. Охлаждающая пауза позволяет снять большую часть внутренних напряжений до образования мартенсита, снижая хрупкость стали. Однако закалочные стали обычно требуют дальнейшего отпуска для регулирования твердости и ударной вязкости, за исключением редких случаев, когда требуется максимальная твердость, а сопутствующая хрупкость не требуется.Современные файлы часто подвергаются закалке.

Физические процессы

Отпуск включает в себя трехэтапный процесс, в котором нестабильный мартенсит распадается на феррит и нестабильные карбиды и, наконец, на стабильный цементит, создавая различные стадии микроструктуры, известной как отпущенный мартенсит. Мартенсит обычно состоит из полос (полос) или пластин, иногда имеющих вид игольчатых или линзовидных. В зависимости от содержания углерода он также содержит определенное количество «остаточного аустенита».Остаточный аустенит представляет собой кристаллы, которые не способны превращаться в мартенсит даже после закалки ниже мартенситной конечной температуры (M fa ). Увеличение содержания сплавов или углерода вызывает увеличение остаточного аустенита. Аустенит имеет гораздо более высокую энергию дефекта упаковки, чем мартенсит или перлит, что снижает износостойкость и увеличивает вероятность задира, хотя часть или большая часть остаточного аустенита может быть преобразована в мартенсит путем холодной и криогенной обработки перед отпуском.

Мартенсит образуется при бездиффузионном превращении, при котором превращение происходит за счет касательных напряжений, образующихся в кристаллических решетках, а не за счет химических превращений, происходящих при осаждении. Напряжения сдвига вызывают множество дефектов или «дислокаций» между кристаллами, создавая менее напряженные области для миграции углерода. При нагревании атомы углерода сначала мигрируют к этим дефектам, а затем начинают образовывать неустойчивые карбиды. Это уменьшает количество общего мартенсита за счет преобразования его части в феррит.Дальнейшее нагревание еще больше уменьшает мартенсит, превращая нестабильные карбиды в стабильный цементит.

Первый этап отпуска – от комнатной температуры до 200°C (392°F). На первом этапе углерод осаждается в ε-углерод (Fe 2,4 DO). На втором этапе, происходящем между 150 ° C (302 ° F) и 300 ° C (572 ° F), остаточный аустенит превращается в форму более низкого ε-содержащего углеродсодержащего бейнита вместо цементита (архаично называемый «троостит»). ").Третья стадия происходит при температуре 200°С (392°F) и выше. На третьей стадии ε-углерод осаждается в цементит, и содержание углерода в мартенсите падает. При отпуске при более высоких температурах, от 650°С (1202°F) до 700°С (1292°F), или в течение длительного времени мартенсит может стать полностью ферритным, а цементит может стать более грубым или сфероидальным. В сфероидизированной стали цементитная сетка рвется и стягивается в стержни или сферические шарики, и сталь становится мягче, чем отожженная сталь; почти такой же мягкий, как чистое железо, что делает его очень легким для формовки или обработки.

Хрупкость

Хрупкость возникает во время отпуска, когда твердость стали увеличивается, а ударная вязкость уменьшается в определенном температурном диапазоне, в отличие от нормального снижения твердости, которое происходит по обе стороны этого диапазона. Первый тип называется охрупчиванием отпущенного мартенсита (TME) или одностадийным охрупчиванием. Второй называется отпускной хрупкостью (ТЕ) или двухстадийной хрупкостью.

Одноступенчатая хрупкость обычно возникает в углеродистой стали при температурах от 230 °C (446 °F) до 290 °C (554 °F) и исторически называлась «хрупкостью 500 градусов [по Фаренгейту]».Эта хрупкость возникает из-за выделения игл или видманштеттовых пластин из цементита в пределах межслоевых мартенситных границ. Примеси, такие как фосфор, или легирующие добавки, такие как марганец, могут увеличить хрупкость или изменить температуру, при которой она возникает. Этот тип хрупкости является постоянным и может быть уменьшен только путем нагревания выше верхней критической температуры и последующей закалки. Однако для формирования этих микроструктур обычно требуется час или больше, поэтому они обычно не представляют проблемы при кузнечной закалке.

Двухстадийная хрупкость обычно возникает в результате старения металла в критической области температур или при медленном охлаждении в этой области Для углеродистых сталей обычно между 370°С (698°F) и 560°С (1040°F) F), хотя загрязняющие вещества, такие как фосфор и сера, резко усиливают эффект. Обычно это происходит потому, что загрязняющие вещества могут мигрировать к границам зерен, создавая слабые места в структуре. Хрупкости часто можно избежать путем быстрого охлаждения металла после отпуска.Однако двухстадийная хрупкость обратима. Хрупкость можно устранить нагревом стали до температуры выше 600°С (1112°F) с последующим быстрым охлаждением.

Легированные стали

Многие элементы часто сплавляются со сталью. Основной целью легирования большинства элементов сталью является повышение ее прокаливаемости и снижение температурного разупрочнения. Например, инструментальные стали могут содержать добавки, такие как хром или ванадий, для повышения ударной вязкости и прочности, что необходимо для таких вещей, как гаечные ключи и отвертки.С другой стороны, сверла и вращающиеся напильники должны сохранять свою твердость при высоких температурах. Добавление кобальта или молибдена может привести к тому, что сталь сохранит свою твердость даже при высоких температурах, создавая быстрорежущие стали. Часто в сталь добавляют небольшое количество различных элементов для достижения желаемых свойств, а не просто добавляют один или два.

Преимущество большинства легирующих элементов (растворенных веществ) заключается не только в увеличении твердости, но и в снижении как температуры начала мартенсита, так и температуры, при которой аустенит превращается в феррит и цементит.Во время закалки это позволяет более медленное охлаждение, что позволяет закаливать более толстые участки на большую глубину, чем это возможно с обычной углеродистой сталью, обеспечивая более равномерную прочность.

Методы отпуска легированных сталей могут значительно различаться в зависимости от типа и количества добавляемых элементов. Обычно элементы марганец, никель, кремний и алюминий остаются растворенными в феррите во время отпуска, а углерод выпадает в осадок.При охлаждении эти растворенные вещества обычно вызывают повышение твердости по сравнению с обычными углеродистыми сталями с тем же содержанием углерода. Когда закаленные легированные стали, содержащие умеренное количество этих элементов, отпускаются, сплав имеет тенденцию к размягчению до некоторой степени по сравнению с углеродистой сталью.

Однако при отпуске вместе с углеродом осаждаются такие элементы, как хром, ванадий и молибден. Если сталь содержит довольно низкие концентрации этих элементов, размягчение стали может быть задержано до тех пор, пока она не достигнет гораздо более высоких температур, чем те, которые необходимы для отпуска углеродистой стали.Это позволяет стали сохранять свою твердость при высоких температурах или сильном трении. Однако он также требует очень высоких температур во время отпуска для достижения снижения твердости. Если сталь содержит большое количество этих элементов, отпуск может вызвать увеличение твердости до достижения определенной температуры, после чего твердость начинает падать. Например, молибденовые стали обычно достигают наивысшей твердости около 315°С (599°F), в то время как ванадиевые стали полностью закаляются при отпуске примерно до 371°С (700°F).При добавлении очень больших количеств растворенных веществ стали могут действовать как дисперсионно-упрочняемые сплавы, которые вообще не размягчаются при отпуске.

Чугун

Чугун бывает разных типов в зависимости от содержания углерода. Однако их обычно делят на серый и белый чугун в зависимости от формы, которую принимают карбиды. В сером чугуне углерод находится в основном в форме графита, а в белом чугуне углерод обычно находится в форме цементита.Серый чугун в основном состоит из микроструктуры, называемой перлитом, смешанным с графитом, а иногда и с ферритом. В качестве отливки обычно используется серый чугун, свойства которого определяются его составом.

Белый чугун в основном состоит из микроструктуры, называемой ледебуритом, смешанной с перлитом. Ледебурит очень твердый, что делает чугун очень хрупким. Если белый чугун имеет доэвтектический состав, его обычно отпускают для получения ковкого или ковкого чугуна. Используются два метода закалки: «белая закалка» и «черная закалка».Цель обоих методов отпуска состоит в том, чтобы вызвать разложение цементита в ледебурите, что увеличивает пластичность.

Белый закаленный

Чугун ковкий (пористый) изготавливается методом белой закалки. Белая закалка используется для выжигания избыточного углерода путем нагревания его в течение длительного времени в окислительной среде. Чугун обычно выдерживают при температуре до 1000 ° C (1830 ° F) до 60 часов. После нагревания происходит медленное охлаждение примерно до 10°С (18°F) в час.Весь процесс может занять 160 часов и более. Это вызывает разложение цементита из ледебурита, а затем углерод прожигает поверхность металла, повышая пластичность чугуна.

Черная закалка

Ковкий (непористый) чугун (часто называемый «черным чугуном») получают путем черного отпуска. В отличие от белой закалки, черная закалка происходит в среде инертного газа, поэтому разлагающийся углерод не сгорает.Вместо этого разлагающийся углерод превращается в тип графита, называемый «закаленный графит» или «отслаивающийся графит», повышая пластичность металла. Отпуск обычно проводят при температуре до 950 ° C (1740 ° F) в течение максимум 20 часов. За отпуском следует медленное охлаждение до более низкой критической температуры в течение периода, который может длиться от 50 до более 100 часов.

Сплавы дисперсионного твердения

Основная статья: Сплавы дисперсионного твердения

Сплавы дисперсионного твердения впервые были использованы в начале 20 века.Большинство термообработанных сплавов относятся к категории дисперсионно-твердеющих сплавов, включая алюминиевые, магниевые, титановые и никелевые сплавы. Некоторые высоколегированные стали также являются сплавами с дисперсионным твердением. Эти сплавы после закалки становятся мягче обычного, а затем со временем затвердевают. По этой причине дисперсионное твердение часто называют «старением».

Хотя большинство дисперсионно-твердеющих сплавов затвердевают при комнатной температуре, некоторые из них отверждаются только при повышенных температурах, а другие могут быть ускорены за счет старения при повышенных температурах.Старение при температурах выше комнатной называется «искусственным старением». Хотя метод похож на отпуск, термин «отпуск» обычно не используется для описания искусственного старения, поскольку физические процессы (т. е. выделение интерметаллических фаз из пересыщенного сплава) дают желаемые результаты (т. е. упрочняют, а не размягчают)) и время выдержки при определенной температуре сильно отличается от отпуска, применяемого в углеродистой стали.

см. Также

  • отжига (металлургия)
  • austempering
  • Увеличение осадков
  • Закаленное стекло

Библиография

9004

Библиография

Дальнейшее чтение

  • Руководство по производству процессов Робертом Х.Тодд, Делл К. Аллен и Лео Альтинг, стр. 410

Внешние ссылки

.

Обрабатываемость стали | PortalNarzedzi.pl

Обрабатываемость обрабатываемого материала оценивается с учетом используемой технологии обработки, типа материала режущего инструмента и параметров обработки. Обрабатываемость стали зависит от ее структуры и механических свойств, в основном от твердости и прочности.

Железо и углеродистые сплавы с содержанием углерода до 2% называются сталями, а с содержанием углерода <2% - чугуном.Чугун, за исключением нескольких литейных сплавов и чугуна с ковким графитом, имеет умеренную прочность на растяжение. Сталь же пластична, всегда поддается горячей обработке, а если в ней меньше углерода, то и нагарту

. Прочность стали можно значительно повысить в результате термической обработки (закалки и термического улучшения), но тогда снижается склонность стали к пластической обработке.

Классификация стали
Стали можно разделить по содержанию легирующих элементов, по компонентам структуры и по механическим свойствам.В зависимости от содержания легирующих элементов стали делят на: нелегированные, низколегированные (содержание каждого легирующего компонента менее 5%) и высоколегированные (содержание хотя бы одного компонента превышает 5%). Нелегированные стали, в свою очередь, можно разделить на стали, предназначенные для термической обработки и не подвергающиеся этому процессу.

Низколегированные стали имеют общие свойства, аналогичные нелегированным сталям, но с повышенной прокаливаемостью и более высоким сопротивлением ползучести и сопротивлением отпуску.Высоколегированным сталям можно придать особые эксплуатационные характеристики. Например, свойство жаростойкости детали конструкции может быть присвоено только в том случае, если она изготовлена ​​из высоколегированной стали. С практической точки зрения существует разделение стали по области применения и в зависимости от ее назначения на: автоматические, науглероживающие, термически улучшенные, азотированные, инструментальные, нержавеющие и кислотоупорные стали.

Влияние содержания углерода на обрабатываемость стали
Обрабатываемость обрабатываемого материала оценивают с учетом применяемой технологии обработки, вида материала режущего инструмента и параметров обработки.Обрабатываемость стали зависит от ее структуры и механических свойств, в основном от твердости и прочности. В нелегированных сталях, обычно называемых углеродистыми, с содержанием углерода до 0,8 % основным элементом структуры является компонент достаточно высокой твердости, называемый перлитом, и феррит, обладающий малой твердостью и высокой деформируемостью. Феррит с трудом поддается механической обработке из-за его высокой склонности к прилипанию к режущей части инструмента.

Он также создает очень нежелательную ленточную стружку, которая легко закручивается, что затрудняет работу оператора станка и инструмента.В результате качество обработанной поверхности обычно неудовлетворительное, с высокой шероховатостью. С другой стороны, перлит вызывает трудности при резании, возникающие в результате сильного абразивного износа лезвия и высоких сил резания.

При содержании углерода в стали менее 0,25 % обрабатываемость ее зависит прежде всего от свойств феррита. При низких скоростях резания материал заготовки, называемый наростом, образует отложения на режущей кромке инструмента. С увеличением скорости резания повышается температура в зоне обработки и увеличивается износ инструмента.По этой причине инструменты для обработки следует выбирать с максимально возможным углом режущей кромки.

Для углеродистых сталей с содержанием углерода от 0,25% до 0,4% обрабатываемость зависит от свойств перлита. В этом случае снижается способность материала прилипать к лезвию и, таким образом, уменьшается образование наростов на лезвии. Из-за высокой твердости перлита значительно возрастает нагрузка на зону контакта, увеличивается температура резания и, соответственно, износ инструмента.

Дальнейшее увеличение содержания углерода (с 0,45 до 0,8%) вызывает увеличение содержания перлита и связанные с этим последствия.При содержании углерода 0,8% присутствует только перлит. Здесь следует отметить, что наилучшую обрабатываемость демонстрируют стали, содержащие около 0,25 % углерода.

Влияние легирующих элементов на обрабатываемость стали
Легирующие элементы по-разному влияют на обрабатываемость стали. Хром и молибден улучшают прокаливаемость стали, а в случае науглероживания и закалки стали влияют на ее обрабатываемость за счет изменения структуры и прочности.В сталях с более высоким содержанием углерода или легирующих элементов хром и молибден образуют очень твердые карбиды сплава, которые могут ухудшить обрабатываемость. Никель обычно ухудшает обрабатываемость из-за увеличения прочности стали и увеличения ударной вязкости. Кремний в сочетании с алюминием создает твердые включения оксидов кремния, которые часто вызывают повышенный износ инструментов. Фосфор, добавленный в сплав, способствует образованию короткой стружки.

Содержание фосфора в количестве до 0,1% положительно влияет на обрабатываемость.Увеличение содержания фосфора <0,1% приводит к лучшему качеству поверхности при повышенном износе инструмента. Титан и ванадий даже в очень малых количествах в стали значительно повышают прочность.

Эти элементы вызывают значительное уменьшение зернистости внутренней структуры, что, в свою очередь, ухудшает условия обработки с точки зрения сил резания и условий образования стружки. Сера в железе лишь незначительно растворяется, но в зависимости от других компонентов сплава образует в стали устойчивые сульфиды.Например, очень желательны сульфиды марганца, поскольку они положительно влияют на обрабатываемость. Они дают короткую стружку, качество обработанных поверхностей очень хорошее, образование наростов сдерживается или, по крайней мере, уменьшается на передней поверхности режущей кромки. Марганец улучшает прокаливаемость и увеличивает прочность стали.

Так как он имеет высокое сродство к сере, он образует с ней сульфиды. В сталях с низким содержанием углерода добавка марганца до 1,5 % улучшает обрабатываемость стали, так как способствует благоприятному стружкообразованию.С другой стороны, если сталь содержит более 1,5% углерода, то марганец отрицательно влияет на обрабатываемость, так как увеличивается износ инструментов.

Влияние термической обработки на обрабатываемость
Умелая термическая обработка влияет на структуру стали таким образом, что, помимо изменения механических свойств, обрабатываемость может быть в значительной степени адаптирована к существующим требованиям. Нормирующий отжиг приводит к однородной и мелкозернистой структуре стали в результате ее рекристаллизации.В зависимости от содержания углерода в стали образуется неблагоприятная стружка при малом износе лезвия (с преобладанием феррита) или более благоприятны условия для образования стружки, но выше износ инструмента (при преобладании перлита в составе стали). структуру стали).

Отжиг с перегревом способствует формированию крупнозернистой структуры, что вносит определенные ограничения из-за ухудшения прочностных свойств. Однако этот вид термической обработки создает условия, при которых легко образуется соответствующая стружка, а качество поверхности очень хорошее.и износ инструмента относительно низкий. Смягчающий отжиг позволяет получить мягкую и легко деформируемую структуру из перлита с высоким содержанием феррита и цементита. Это благоприятные условия для обработки, так как инструменты изнашиваются очень мало. Один из них, по мере увеличения содержания феррита в структуре ухудшаются условия формирования стружки. Закалка создает в структуре твердый мартенсит, что вызывает высокий абразивный износ режущих инструментов из обычных материалов.Однако мартенсит способствует благоприятным условиям образования стружки.

Обрабатываемость распространенных марок стали
Стоит знать обрабатываемость распространенных и часто встречающихся марок стали. В автоматной стали основными легирующими элементами являются свинец, фосфор и марганец, которые при соединении с серой образуют нужные сульфиды марганца. В зависимости от скорости резания срок службы стали изменяется, а силы резания могут быть снижены до 50 %. Обработка стали

методом свободного резания дает короткую стружку, а качество поверхности обработанных заготовок очень хорошее.Снижается износ инструмента и отсутствуют условия для образования наростов.

Стали для закалки и отпуска содержат от 0,2 до 0,6% углерода и легирующих элементов, таких как: хром, никель, ванадий, молибден, кремний, марганец. Обрабатываемость этих сталей зависит главным образом от состава легирующих элементов и термической обработки. Термическое упрочнение чаще всего проводят после черновой обработки и перед чистовой или шлифовальной обработкой. Чем выше содержание углерода в стали (перлит), тем ниже должна быть скорость резания.Черновая обработка чаще всего выполняется после нормализации из-за большого количества собранного материала. Обрабатываемость такой стали очень хорошая, а износ инструмента низкий. Чтобы снизить износ инструмента при чистовой обработке, используйте низкие скорости резания и инструменты с твердосплавными напайками. Если твердость обрабатываемого материала превышает 45 HRC, режущие лезвия должны быть изготовлены из спеченной керамики или материалов, содержащих кристаллы нитрида бора.

Для обработки нелегированных инструментальных сталей, содержащих до 0,9% углерода, следует использовать инструменты с твердосплавными напайками, содержащие титан и карбиды титана. Эти стали характеризуются плохой обрабатываемостью. При механической обработке наблюдается тенденция к наросту на кромке и трудно получить удовлетворительную гладкость обработанной поверхности. Обрабатываемость нелегированных инструментальных сталей можно улучшить закалкой.

Нержавеющие и жаропрочные стали с содержанием хрома <12% имеют преимущественно ферритную структуру и легко режутся.Если они дополнительно содержат 10-13% никеля, их структура аустенитная. При обработке следует использовать более низкие скорости резания и относительно высокие подачи, чтобы уменьшить количество проходов. Несмотря на использование таких параметров, эти стали плохо поддаются резке. Существует большая тенденция к нарастанию краев на лезвиях. Однако эти стали легко упрочняются деформационным упрочнением*.

* На основании "Обработка - Руководство ГАРАНТ".

Список некоторых скоростей резания при включении различных сортов стали *

90-250

120-220

Структурная сталь

-

-

-

9

-

90 101 900 02 -

1

Unlageed сталь для гашения и отпуска, нормализующие отжишенные

до 0,45% C

-

-

1

Закаленные сплава Сталь, гасится и закалены

-

-

9002

Тип материала

Скорость стали во время поворота в зависимости от содержания углерода (м / мин )

240-400

240101

180-320

130-250

110-190

-

до 0,2% C

Укаченная бесплатная резка сталь

до 0,45 % С

<0,45% С

-

нелегированная сталь для закалки и отпуска, смягчания отжига

-

до 0,4% C

<0,4% C

<0,6% C

-

<0,45-0,55% C

<0,55% C

-

Сплавная сталь для закалки и отпуск, гасили и закаленные

4

-

до 0,45% C / 800 N / MM2

<0,45 -0,6% C / <800 Н/мм2

-

Легированная сталь для отпуска, мягкого отжига или обработанная для механической обработки Значения

-

до 0,3% C / до 200 ГБ

до 0,4% C / <От 200 до 230 HB

<0,4% C / <230 HB

-

-

до 0,45% C / <700-800 N / MM2

до 0,5% C / <800-100 Н/мм2

<1000 Н/мм2

* Источник: Обработка - Руководство ГАРАНТ

.

Смотрите также