Изотермическая обработка

Категория:
Металлы


Изотермическая обработка

Превращение переохлажденного аустенита в процессе выдержки при постоянной повышенной температуре представляет большой практический интерес. Оно лежит в основе особых видов термической обработки стали, известных под названием изотермической закалки и изотермического отжига.

Изучением изотермического распада аустенита занимались многие отечественные и зарубежные ученые. Среди них прежде его следует назвать С. С. Штейнберга и его школу в СССР и Певенпорта и Бейна за границей.

С. С. Штейнберг построил так называемые С-образные диа-ммы изотермического распада аустенита.

Рис. 1. С-образиая диаграмма эвтектоидной углеродистой стали с перечнем и твердостью основных структур и графиками отжига (1) и закалки (2)

Положение линий начала и конца изотермического распада аустенита зависит от содержания углерода в стали. Вместе с тем по общему виду С-образные диаграммы всех углеродистых сталей аналогичны. Представление об этих диаграммах дают приведенные на рис. 1 С-образные кривые эвтектоидной стали. Здесь левая кривая характеризует время начала распада переохлажденного аустенита при изотермической выдержке, а правая кривая — время конца этого распада. Анализируя диаграмму, можно видеть, что инкубационный период, т. е. время, в течение которого аустенит устойчив и не распадается, зависит от температуры изотермической выдержки в горячей ванне.

Дальнейшее понижение температуры изотерм и постепенное приближение к линии Мн (график 2 на рис. 1) приводит к новому увеличению инкубационного периода, свидетельствующему о повышении устойчивости переохлажденного аустенита.

Структуры, полученные при изотермах, близких к линии Лгь вследствие благоприятных условий диффузии сильно дифференцированы, т. е. феррит и цементит в них хорошо обособлены и видны достаточно четко. Такими структурами являются перлит и сорбитообразный перлит; они близки к равновесным и обладают сравнительно невысокой твердостью и прочностью. Изотермическая обработка на подобные структуры называется изотермическим отжигом.

Структуры, получаемые при изотермах, близких к линии Мн, значительно менее дифференцированы, являются неравновесными и обладают гораздо большей твердостью; они носят название верхнего игольчатого тростита и нижнего игольчатого тростита. Изотермическая обработка, приводящая к получению этих структур, называется изотермической закалкой.

Наилучшими механическими свойствами обладает нижний игольчатый тростит, вследствие чего в настоящее время изотермическая закалка проводится с целью получения именно этой структуры.

Изотермический отжиг по сравнению с обычным позволяет достигнуть большой экономии времени.

Изотермическая закалка по сравнению с обычной почти совершенно свободна от дефектов термической обработки: короблений, поводок и трещин. Вместе с тем для получения быстрого охлаждения аустенита по всему сечению приходится ограничиваться небольшими размерами обрабатываемых деталей; диаметр или толщина их не должны превышать 10—20 мм.

Изотермическая закалка успешно применяется для различных деталей, а также режущих и измерительных инструментов, имеющих сложную форму и небольшие размеры поперечного сечения.

Значение диаграмм изотермического распада аустенита состоит не только в том, что они позволяют правильно выбрать режимы изотермических отжига и закалки. С их помощью можно лучше разобраться и в некоторых вопросах обычной термообработки. Эти диаграммы, в частности, позволяют судить о величине критической скорости закалки с непрерывным охлаждением.

Тот факт, что изотермические диаграммы и кривые охлаждения строятся в одних и тех же координатах «температура—время», позволяет совместить эти графики и определить критическую скорость закалки при непрерывном охлаждении.

Сталь, охлажденная по кривой, касающейся линии начала распада аустенита, претерпевает только мартенситное превращение. Скорость охлаждения стали по кривой 2 является критической скоростью закалки данной стали при непрерывном охлаждении.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум