Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Причины изменения свойств сплавов при термической обработке





К

ак известно, изменение структуры сплава в большой степени определяется его химическим составом. Но, используя различные технологические приемы, при одинаковом составе можно в широком диапазоне изменять структуру, а значит и свойства. К таким технологическим приемам относится термическая и химико-термическая обработка металлов и сплавов.

Термическая обработка (ТО) наиболее широко применяется на практике, так как оказывает существенное влияние на изменение свойств материалов. С ее помощью изменяют твердость, прочность и пластичность; она влияет на формирование коррозионной стойкости, жаропрочности и многих других свойств. Различные виды ТО представляют собой довольно сложные технологические процессы.

Любая ТО состоит из нагрева и охлаждения с заданной скоростью, а ее характеристика может быть выражена с помощью диаграммы, на одной оси которой откладываются температуры нагрева, а на другой – время. Такие диаграммы (рис. 72) называются графиками ТО.

Изменение свойств в результате ТО целиком и полностью зависит от изменений во внутреннем строении металла или сплава, от изменения его фазового состава, размера и взаимного расположения фаз.

Итак, ТО - совокупность технологических операций, связанных с нагревом, выдержкой и охлаждением для изменения свойств металлов и металлических сплавов в результате изменения их внутреннего строения.

Многообразие операций ТО схематически представлено на рис. 73.

Все операции ТО проводят по заранее разработанной технологии. ТО можно считать эффективной, если достигнутые в результате ее проведения свойства материалов сохраняются длительное время.

 
 

ТО может быть как промежуточной операцией, предназначенной для улучшения технологических свойств (облегчения ковки, штамповки, прокатки), так и окончательной – для обеспечения в материале или изделиях требуемого комплекса свойств.

Существование одного металла в нескольких кристаллических формах (в зависимости от температуры и давления) носит название полиморфизма или аллотропии. Различные кристаллические формы одного вещества называют полиморфными или аллотропическими модификациями.

В основе ТО чугуна и стали лежат полиморфные превращения железа, сопровождающиеся перекристаллизацией, и процессы, связанные с изменением растворимости в железе. В твердом состоянии железо может находиться в двух модификациях: a- и g-железо. a-железо, имеющее кубическую объемноцентрированную кристаллическую решетку (феррит) устойчиво в двух интервалах температур: ниже 911 оС и от 1392 до 1539 оС. Высокотемпературную модификацию a-железа обычно обозначают d-железо. В температурном интервале 911 – 1392 оС устойчиво g-железо (аустенит), имеющее кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку. Так как железо, кроме того, что образует химическое соединение Fe3C, имеет две аллотропические формы (a и g), то в системе «железо-углерод» существуют различные фазовые состояния железоуглеродистых сплавов в зависимости от состава и температуры.

 
 

Диаграмма состояний «железо-углерод» дает ясное представление о строении железоуглеродистых сплавов (рис. 74).

Нагрев. Для чистого железа температура аллотропического превращения составляет 911 оС. При наличии углерода она снижается до 723 оС (ее обозначают А1).

Если нагреть железоуглеродистый сплав выше температуры 723 оС, то начнется аллотропическое превращение железа: феррит будет заменяться аустенитом. В образующихся кристаллах аустенита будет растворяться цементит. Атомы железа пойдут на построение кристаллической решетки, а атомы углерода разместятся в ее межатомных промежутках. Этот процесс завершится при температуре А3 (723о<A3<911о), зависящей от количества углерода в сплаве. Если металл очень долго выдерживать при этой температуре или нагревать значительно выше ее, то начнется объединение мелких зерен аустенита в более крупные, многократно превосходящие размерами исходные. Таким образом, в результате нагрева до определенной температуры в металле происходят фазовые превращения. В рассматриваемом случае две фазы (феррит и цементит) заменились одной новой (аустенитом). Выдержка при температуре нагрева необходима для полного завершения фазового превращения, но время ее должно быть ограничено во избежание укрупнения кристаллов образовавшейся фазы.

Охлаждение. При охлаждении протекают процессы, обратные происходящим при нагреве, т.е. имеет место аллотропическое превращение: аустенит заменяется ферритом. При этом из решетки должны выделиться избыточные атомы углерода, которые, соединяясь с атомами железа, образуют цементит, поскольку растворимость углерода в аустените значительно выше, чем в феррите. Эти процессы происходят за счет диффузии атомов, зависящей от температуры и размера атомов (при одинаковой температуре диффузия больше у атомов углерода, размер которых меньше, чем атомов железа). Следовательно, протекание процессов при охлаждении в наибольшей степени зависит от интервала температур (скорости охлаждения). При прочих равных условиях (химический состав стали, температура нагрева) именно скорость охлаждения является фактором, определяющим строение охлажденного металла.

 

Date: 2015-11-13; view: 536; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию