Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Черная металлургия -> Термоциклическая обработка -> Основы метода термоциклической обработки -> Основы метода термоциклической обработки

Основы метода термоциклической обработки

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  5  6  7  ...  15  16  17  ...  30  31  32 

периодического изменения температуры в неравновесных условиях, когда свободная энергия системы непрерывно меняется по значению и периодически — по знаку, что, в свою очередь, непосредственно влияет на кинетику превращений.

В условиях непрерывного изменения температуры в сплавах на основе железа также развиваются внутренние межзеренные, структурные напряжения, а при высоких скоростях этого процесса, кроме того,— и зональные напряжения, например в поверхностных слоях детали. Основная роль при этом отводится структурным напряжениям, возникающим вследствие разницы коэффициентов термического расширения фаз, так как они не зависят от скоростей нагрева и охлаждения, а степень воздействия на субструктуру может легко регулироваться путем изменения продолжительности термоцикла и величины ^T. Зональные напряжения целесообразно ограничивать ввиду того, что они могут послужить причиной образования «незалечиваемых» микротрещин. Эффективность воздействия структурных напряжений определяется в основном двумя факторами: первый заключается в повышении плотности дислокаций и равномерности их распределения в объеме, подверженном деформации; второй связан с предполагаемым увеличением диффузионной проницаемости структуры с повышенной плотностью дислокаций и с увеличением скорости диффузии. Последнее обстоятельство в случае его реализации может способствовать увеличению степени растворения избыточных фаз. В какой-то мере этому же будет способствовать и ускорение диффузии в напряженной решетке. Однако в твердых растворах замещения со сравнительно небольшим различием атомных радиусов легирующих элементов этот фактор играет второстепенную роль в диффузионных процессах.

При ТЦО принципиально возможно создание условий для повышения концентрации вакансий за счет образования неравновесных вакансий. Однако оценка времени релаксации вакансий показала, что при высокотемпературной ТЦО роль неравновесных вакансий в диффузии пренебрежимо мала. Но она может значительно возрасти при низкотемпературном термоциклировании, например, алюминиевых сплавов в области температур старения. Повышение концентрации неравновесных вакансий в этом диапазоне температур может быть достигнуто с помощью быстрого охлаждения. Но при оценке роли неравновесных вакансий в диффузионных процессах следует иметь в виду, что развитие теории и экспериментальных методов исследования выявило недостаточность сведений о неравновесных вакансиях. В частности, нет еще единой точки зрения об эффективности различных вакансионных источников и стоков в неравновесном состоянии и соответственно о релаксационных свойствах вакансий.

Таким образом, при ТЦО за счет образования и релаксации полей напряжений, образования и перемещения дислокаций должна существенно меняться кинетика диффузии, приводящая к ее аномальному течению. При этом процесс растворения избыточных фаз должен чередоваться с их частичным выделением. Тем самым создаются условия для перераспределения компонентов в твердом растворе, измельчения фаз, а следовательно, и для повышения не только прочности, но и пластичности, и ударной вязкости сплавов.

Наиболее перспективными видами ТЦО для сплавов, не претерпевающих аллотропических превращений, можно считать два вида.

Первый вид ТЦО — это высокотемпературная ТЦО (ВТЦО), проводимая в диапазоне закалочных температур. Такая обработка, если

она обеспечит высокую растворимость компонентов в матрице, может заменить стандартную закалку или гомогенизацию. В случае использования ТЦО вместо закалки последнее охлаждение необходимо проводить со скоростью, обеспечивающей получение максимально перенасыщенного при комнатной температуре твердого раствора. Особенности процессов, имеющих место при ВТЦО, могут оказать определенное воздействие на кинетику и механизм последующего старения. Известно, что основные структурные изменения при старении сводятся к разным этапам распада пересыщенного твердого раствора, полученного в результате закалки сплава. Поскольку этот распад является процессом диффузионным, то характер распада (степень распада, тип выделений из раствора, их дисперсность, форма и др.) зависит не только от параметров технологии самого старения, но и от структурного состояния закаленного (термоциклированного) сплава. Так, повышение плотности дислокаций при ТЦО может способствовать ускорению процесса зарождения промежуточных фаз на дислокациях и их более равномерному распределению в объеме матрицы. Соответственно это может повлиять на распределение и дисперсность продуктов распада.

Второй вид ТЦО — это низкотемпературная ТЦО (НТЦО), которую целесообразно проводить в области температур старения взамен стандартной технологии старения. Аномально высокая скорость диффузии при старении, в особенности при образовании кластеров (ЗГП), объясняется пересыщением твердого раствора вакансиями при закалке. Во время термоциклирования при старении, если охлаждение в циклах вести быстро (в воде), концентрация вакансий может возрасти, что должно отразиться на механизме и конечных результатах старения. В частности, резкая смена температур при НТЦО не исключает возможности протекания процессов, характерных не только для искусственного, но и для естественного старения. В результате этого в структуре термоциклированного металла возможно одновременное присутствие когерентных, полукогерентных и некогерентных выделений. При НТЦО может появиться возможность управления количественным соотношением этих выделений.

1.4. РАЗНОВИДНОСТИ ТЦО

Режимы ТЦО различаются как по назначению, так и по характеру структурных превращений, температурному диапазону термоциклирования, а также наличием дополнительных воздействий. Основными задачами технологических режимов ТЦО являются измельчение микроструктуры и сфероидизация избыточных фаз, повышение (или понижение) плотности дислокаций, прохождение релаксационных процессов, улучшение показателей физико-механических свойств. При этом возможно решение различных задач материаловедения и машиностроения, а именно: замены дорогостоящих видов материалов более дешевыми; повышения надежности и работоспособности деталей машин и механизмов; размерной стабильности деталей точного машино- и приборостроения; поверхностного упрочнения деталей; гомогенизации слитков перед прессованием; устранения ликвационной неоднородности и др.

На рис. 1.8 представлена классификационная схема основных способов ТЦО металлов. ТЦО с фазовой перекристаллизацией может осуществляться по одному из трех механизмов: диффузионному, сдвиговому и смешанному (сдвигово-диффузионному). Получаемая при этом структура определяется как типом фазовых превращений, так и температурно-скоростными условиями прохождения этих превращений. Наиболее предпочтительны превращения по сдвиговому (мартенситному) механизму, так как их прохождение сопряжено с интенсивным насыщением матрицы дефектами кристаллического строения. Однако при повторных нагревах может проявляться эффект структурной наследственности, что ведет к восстановлению исходного зерна аустенита. В большей степени это относится к легированным сталям. В связи с этим разработаны и применяются на практике несколько разновидностей ТЦО сталей и сплавов, различающихся температурно-скоростными параметрами. К ним относят маятниковую, средне- и высокотемпературную ТЦО сталей и чугунов, а также НТЦО чугунов (рис. 1.9).

Маятниковую ТЦО используют для измельчения зерна сталей ферритно-перлитного класса. При этом предусмотрен печной нагрев до температуры на 30—50 °С выше температуры Ас1 с последующим охлаждением на воздухе до температуры на 50—80 °С ниже критической температуры Аr1. Описанная обработка названа маятниковой, так как температурный интервал термоциклировании находится вблизи температур перекристаллизации.

Среднетемпературную ТЦО, предназначенную для получения сорбитообразной структуры конструкционных углеродистых сталей, осуществляют путем быстрых нагревов до температуры на 30—50 °С выше

температуры Ас1 с последующим охлаждением на воздухе до температуры на 30—50 °С ниже точки Аr1 и далее в воде или масле.

Высокотемпературная ТЦО, или, как ее еще называют, циклическая электротермическая обработка (ЦЭТО) заключается в электронагреве со скоростью около 50 °С/с до температуры полной аустенизации, охлаждении со скоростью 30—50 °С/с до температуры 420—450 °С, отвечающей температуре наиболее быстрого изотермического распада аустенита и выдержке при этой температуре. По окончании выдержки циклы повторяют, в последнем термоцикле осуществляют закалку из аустенитного состояния. ВТЦО предназначена для получения максимальной прочности при удовлетворительной пластичности.

Низкотемпературная ТЦО чугуна предусматривает быстрый нагрев (30 —40 °С/мин) до температуры на 30 — 50 °С ниже температуры Ас1 с последующей закалкой в воде или масле. Используют НТЦО для получения обратной микроликвации кремния в структуре чугуна.

Термоциклическая обработка без аллотропических превращений основана на возникновении и релаксации внутренних напряжений, обусловленных градиентами температуры, разницей теплофизических характеристик составляющих стуктуру фаз, а также на действии механизма раствр-рение — выделение. Проводят ее в интервалах температур максимальной диффузионной подвижности атомов (ВТЦО) и температур, отвечающих интенсивному распаду пересыщенного твердого раствора предварительно закаленного материала (НТЦО). На процесс диффузии влияют повышенная концентрация точечных и линейных дефектов, а также постоянно действующие внутренние напряжения. ВТЦО используют в основном для растворения избыточных фаз, перераспределения химических элементов в твердом растворе, ее можно применять вместо закалки, гомогенизации, в отдельных случаях она заменяет модифицирование. НТЦО направлена на окончательное формирование свойств материала — дисперсионное твердение. Ее используют взамен старения.

Сочетание ТЦО с такими термическими и термомеханическими операциями, как закалка, отпуск, старение и другими, во многих случаях оказывается полезным, так как при этом появляется возможность дополнительного регулирования промежуточной (между циклами) структурой, напряженным состоянием, а также степенью развития характерных для ТЦО процессов. Так, в работе показана целесообразность применения ТЦО, включающей повторные закалки с промежуточными кратковременными отпусками, для углеродистых, легированных, конструкционных и инструментальных сталей. Кроме того, разработаны режимы для легированных сталей, сочетающие в единой технологической схеме операции ТЦО и низкотемпературного отпуска, а также ТЦО и ВТЦО.

Использование ТЦО непосредственно в процессах химико-термической обработки (ХТО) при цементации, азотировании, борировании (ХТЦО) позволяет за более короткое время, чем при изотермической выдержке, достичь необходимого диффузионного обогащения поверхностных слоев металлами или неметаллами из внешней активной среды. Изучение кинетики роста диффузионных слоев при ХТЦО показало, что использование маятниковой ТЦО при борировании сталей 45 и У8 приводит не только к сокращению длительности ТО, но и к увеличению толщины борированного слоя на 20—25%. Следует отметить, что ХТЦО устраняет частично или полностью рост зерна, который имеет место во время нагрева и выдержки в аустенитном состоянии при ХТО.

Оглавление статьи Страницы статьи:  1  2  3  ...  5  6  7  ...  15  16  17  ...  30  31  32 

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2011.02.04   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

04:02 Круг сталь 4Х5МФС (Поковка)

03:58 Поковка 4Х5МФС

03:49 Круг сталь 9Х2МФ (поковка)

03:48 Поковка сталь 9Х2МФ

11:37 Сетка для клеток, сварная оцинкованная

11:33 Сетка сварная кладочная с доставкой по Москве и области

04:29 Круг стальной Ст45 кованый

04:28 Круг стальной Ст20 кованый

17:45 Каталитический нейтрализатор для ДГУ

17:42 Глушители для генераторных установок

НОВОСТИ

17 Ноября 2017 18:46
Роботизированная ковка металла

19 Ноября 2017 09:37
”УГМК-ОЦМ” продала первую партию проката из антимикробной меди Cu+

19 Ноября 2017 08:23
Алюминиевая Ассоциация продвигает продукцию российских прокатных предприятий

19 Ноября 2017 07:02
На ”Ревдинском заводе ОЦМ” продолжаются работы по монтажу печи светлого отжига

18 Ноября 2017 17:23
”NMDC” в июле-сентябре нарастила добычу железной руды на 14%

18 Ноября 2017 16:35
”Силовые машины” модернизируют крупнейшую электростанцию Центральной Азии

НОВЫЕ СТАТЬИ

Особенности и виды современных лотерей

Дорожная сетка: классификация и применение в строительстве

Инструментальные стали и сплавы

Основные типы экранов под ванны

Виды облицовочного кирпича и их применение

Покрытия для транспорта Автолюкс

Особенности отвердения однокомпонентных силиконовых герметиков

Печать этикеток для промышленной продукции

Перила из нержавеющей стали

Распространенные виды запчастей для погрузчиков

Контейнерные площадки в современном мегаполисе

Какие бывают онлайн-сервисы

Остекление при помощи алюминиевых витражей

Круг стальной - характеристики и применение

Профессиональные дноуглубительные работы: цели, этапы, разновидности

Лист нержавеющий AISI 409 - особенности марки и применение

Характеристики и общие особенности марки стали 40Х13

Свойства и особенности применения проката из нержавейки марки 20Х13

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Компания "Русский металл" предлагает изготовление металлоконструкций.

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.