 |
Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь Казань" Erid: 2SDnjeHU93Z
| |
Вместе с выведенными ранее зависимостями они представляют достаточно полную формализацию для приведенных в стандарте конечных величин твердости. Практика показывает, что для получения предписанных значений твердости, прежде всего для эвтектоидных и заэвтектоидных сталей, требуются очень большие времена отжига (>40 ч). Экономически выгоден такой режим, при котором на короткое время превышается температура превращения. При кратковременном нагреве до температуры, превышающей температуру превращения, происходит частичное образование аустенита и растворение карбидов. Благодаря этому облегчается распад пластинчатого цементита. При последующем медленном охлаждении и дальнейшей выдержке при температуре чуть ниже Ас1 происходит обратное превращение аустенита по механизму аномального перлитного превращения с образованием сфероидизированных карбидов Благодаря чередованию прямого и обратного превращения процесс существенно усложняется; поэтому до настоящего времени формализованные зависимости, описывающие упомянутый процесс, отсутствуют.
Смягчающая обработка может быть также проведена путем полной аустенитизации и также полного обратного превращения структуры (высокий или полный отжиг). Из ранее изложенного можно сделать вывод о том, что при аустенитизации карбиды могут быть растворены только частично, а обратное превращение должно происходить по возможности вблизи точки превращения. Температурный режим при этом может быть изотермическим или предусматривать непрерывное, обычно медленное, охлаждение. Медленное охлаждение благоприятно сказывается на получении мягкой ферритной матрицы при отсутствии остаточных напряжений. Проблемой при проведении этого процесса является необходимость строгого соблюдения температурного режима, а также точное знание точек превращения. Размеры карбидов и благодаря этому твердость после смягчающей обработки зависят от температуры аустенитизации и температуры обратного превращения или от времени изотермической выдержки. Поведение выделений при изменении температуры и времени поэтому не может быть предсказано по любой известной диаграмме изотермического превращения аустенита соответствующей стали. Это поведение должно быть каждый раз определено 
для конкретных исходных состояний и условий проведения процесса.
Возможные температурно-временные режимы смягчающего отжига шарикоподшипниковой стали приведены на рис. 3.21. Классическая выдержка ниже А1 применяется только в экспериментальных целях и является обычно неэкономичной (кривая 1). С помощью циклического отжига время выдержки может быть значительно уменьшено (кривая 2). Промышленное осуществление такого отжига, однако, труднее, чем отжига с аустенитиза-цией в соответствии с кривой 3. На рис. 3.22 представлен график температурно-временного режима для смягчающего отжига колец из шарикоподшипниковой стали по упомянутому принципу. Кривые относятся к обработке в отжигательной электрической печи с выдвижным подом (типа KOW200). Иногда используется печь с двумя выдвижными подами, которые входят в печь попеременно с разных сторон. Полезная площадь каждого выдвижного пода составляет около 1,5 м2. Штабеля с кольцами свободно размещаются на поде. Масса загрузки равна примерно 5 т. Выдвижные поды, боковые стенки и свод обогреваются. Мощность печной установки составляет 200 кВт. Как правило, производится подогрев загруженного, но еще не вдвинутого в печь пода. Расход энергии составляет около 350 кВт.ч/т. Поскольку в исходной структуре кованого материала наблюдаются только следы формирования цементитной сетки, отсутствует необходимость в предварительной нормализации. На рис. 3.22 программным регулятором задан требуемый технологический режим, а также показан
ход изменения температуры отжигаемого штабеля на его поверхности и в сердцевине. При содержании пластинчатого перлита около 3% твердость по Бринеллю после подобной обработки составляет 200. 
3.2.6. Нормализация
Под нормализацией понимают нагрев на температуры, отвечающие полному а—у-превращению, или в случае заэвтектоидных сталей нагрев с полным а—у-превращением и частичным растворением карбидов, а также последующим зависящим от состава стали и диаметра изделия целесообразно проведенным охлаждением (обычно на воздухе) с целью получения равномерной структуры с тонкопластинчатым перлитом. Конечной целью процесса нормализации является, таким образом, получение определенного состояния структуры в результате превращения аустенита в перлитной области. Нормализация может быть либо промежуточной операцией термообработки перед последующими заключительными операциями (перед цементацией, закалкой), либо конечной операцией термообработки, определяющей свойства изделия (строительные стали, стальное фасонное литье и т. д.).
Результат обработки в равной степени зависит от правильно выбранной температуры нагрева, оптимальной выдержки и целесообразного охлаждения. Для температуры нагрева (аустенитизации) в стандартах TGL установлены ее нижние границы для каждой марки стали. Температура аустенитизации должна по возможности только немного превышать температуру превращения Ас3 (как правило, на 30—50° С). В случае большого превышения температуры над Ac3, главным образом в случае доэвтектоидных сталей, возникает крупнозернистая структура аустенита, которая при сравнимых условиях охлаждения приводит после превращения к получению более крупнозернистой конечной структуры (рис. 3.23). Заметное влияние на прочностные свойства температура аустенитизации оказывает в микролегированных мелкозернистых строительных сталях. Особенно чувствительны к изменению температуры аустенитизации легированные малыми добавками ванадия свариваемые строительные стали. Отклонения от оптимальной температуры в ту или другую сторону не допускаются. Иначе нельзя будет реализовать влияние ванадия для увеличения предела текучести таких сталей.
При выборе температуры нагрева при нормализации заэвтектоидных сталей руководствуются следующими соображениями. В тех случаях, когда требуется только измельчение 
перлитной составляющей структуры, как правило, в качестве температуры нагрева указывается температура выше А1. Более высокие температуры чаще всего не рекомендуются из-за того, что при несоблюдении надлежащего режима охлаждения в стали может образоваться цементитная сетка. Последнему препятствует легирование карбидообразующими элементами. Поэтому обычные температуры нагрева для нелегированных заэвтектоидных сталей составляют около 800° С, а уже для низколегированных шарикоподшипниковых сталей — минимум 860° С. С другой стороны, полное растворение уже имеющейся цементитной сетки можно осуществить только при нагреве в гомогенной области аустенита (выше Асст). Для сталей с повышенным содержанием углерода (>1,4%) отжиг при температуре выше 1110° С едва ли необходим.
Особая необходимость в нормализации стального фасонного литья связана с тем, что обусловленное технологией медленное охлаждение при затвердевании способствует образованию очень крупнозернистой структуры, которая, как правило, еще содержит видманштеттовый феррит (рис. 3.24, а). Нагрев в интервале температур от 780 до 950° С (в зависимости от состава) позволяет устранить подобные нежелательные структуры в нелегированном и легированном стальном литье с содержанием углерода от 0,3 до 0,6% (рис. 3.24, б). Несмотря на то что в данном случае температуры нагрева лежат несколько выше оптимальной области для горячедеформированных сталей, для стального литья (в котором рост зерен аустенита замедлен из-за ликвационных эффектов) достигаются хорошие результаты нормализации.
С физической точки зрения факторы, имеющие решающее значение для собственно процесса нагрева (рис. 3.25), были рассмотрены в разделах 1.1 и 1.3. Однако во многих случаях данные, необходимые для расчета режима нагрева, недостаточно известны. 
Реклама. ООО "СНАБСТАЛЬ" Erid: 2SDnjdGEg5q |
|
НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ
НОВОСТИ
НОВЫЕ СТАТЬИ