Лекция 7 термическая обработка металлов. Термическая обработка металла

МЕТАЛЛОВ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА - это... Что такое МЕТАЛЛОВ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА?

 МЕТАЛЛОВ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА определенный временной цикл нагрева и охлаждения, которому подвергают металлы для изменения их физических свойств. Термообработка в обычном смысле этого термина проводится при температурах, не достигающих точки плавления. Процессы плавления и литья, оказывающие существенное влияние на свойства металла, в это понятие не включаются. Изменения физических свойств, вызываемые термической обработкой, обусловлены изменениями внутренней структуры и химических соотношений, происходящими в твердом материале. Циклы термической обработки представляют собой различные комбинации нагрева, выдерживания при определенной температуре и быстрого или медленного охлаждения, соответствующие тем структурным и химическим изменениям, которые требуется вызвать.Зернистая структура металлов. Всякий металл обычно состоит из множества соприкасающихся друг с другом кристаллов (называемых зернами), как правило, имеющих микроскопические размеры, но иногда и видимых простым глазом. Внутри каждого зерна атомы расположены так, что образуют правильную трехмерную геометрическую решетку. Тип решетки, называемый кристаллической структурой, является характеристикой материала и может быть определен методами рентгеноструктурного анализа. Правильное расположение атомов сохраняется в пределах всего зерна, если не считать небольших нарушений, таких, как отдельные узлы решетки, случайно оказавшиеся вакантными. Все зерна имеют одинаковую кристаллическую структуру, но, как правило, по-разному ориентированы в пространстве. Поэтому на границе двух зерен атомы всегда менее упорядочены, чем внутри них. Этим объясняется, в частности, то, что границы зерен легче поддаются травлению химическими реагентами. На полированной плоской поверхности металла, обработанной подходящим травителем, обычно выявляется четкая картина границ зерен. Физические свойства материала определяются свойствами отдельных зерен, их воздействием друг на друга и свойствами границ зерен. Свойства металлического материала существенным образом зависят от размеров, формы и ориентации зерен, и цель термической обработки состоит в том, чтобы управлять этими факторами.Атомные процессы при термической обработке. При повышении температуры твердого кристаллического материала его атомам становится все легче переходить из одного узла кристаллической решетки в другой. Именно на этой диффузии атомов и основана термическая обработка. Наиболее эффективный механизм движения атомов в кристаллической решетке можно представить себе как движение вакантных узлов решетки, которые всегда имеются в любом кристалле. При повышенных температурах благодаря увеличению скорости диффузии ускоряется процесс перехода неравновесной структуры вещества в равновесную. Температура, при которой заметно повышается скорость диффузии, неодинакова для разных металлов. Она обычно выше для металлов с высокой температурой плавления. В вольфраме с его температурой плавления, равной 3387° C, рекристаллизация не происходит даже при красном калении, тогда как термическую обработку алюминиевых сплавов, плавящихся при низких температурах, в некоторых случаях оказывается возможным проводить при комнатной температуре.Во многих случаях термической обработкойпредусматривается очень быстрое охлаждение, называемое закалкой, цель которого - сохранить структуру, образовавшуюся при повышенной температуре. Хотя, строго говоря, такую структуру нельзя считать термодинамически устойчивой при комнатной температуре, практически она вполне устойчива благодаря низкой скорости диффузии. Очень многие полезные сплавы обладают подобной "метастабильной" структурой. Изменения, вызываемые термической обработкой, могут быть двух основных видов. Во-первых, и в чистых металлах, и в сплавах возможны изменения, затрагивающие только физическую структуру. Это могут быть изменения напряженного состояния материала, изменения размеров, формы, кристаллической структуры и ориентации его кристаллических зерен. Во-вторых, изменяться может и химическая структура металла. Это может выражаться в сглаживании неоднородностей состава и образовании выделений другой фазы, во взаимодействии с окружающей атмосферой, созданной для очистки металла или придания ему заданных поверхностных свойств. Изменения того и другого вида могут происходить одновременно.См. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ.Снятие напряжений. Деформация в холодном состоянии повышает твердость и хрупкость большинства металлов. Иногда такое "деформационное упрочнение" желательно. Цветным металлам и их сплавам обычно придают ту или иную степень твердости холодной прокаткой. Малоуглеродистые стали тоже часто упрочняют холодным деформированием. Высокоуглеродистые стали, доведенные холодной прокаткой или холодным волочением до повышенной прочности, необходимой, например, для изготовления пружин, обычно подвергают отжигу для снятия напряжений - нагревают до сравнительно низкой температуры, при которой материал остается почти столь же твердым, как и раньше, но в нем исчезают неоднородности распределения внутренних напряжений. Благодаря этому ослабевает тенденция к растрескиванию, особенно в коррозионных средах. Такое снятие напряжений происходит, как правило, за счет локального пластического течения в материале, не приводящего к изменениям общей структуры.Рекристаллизация. При разных методах обработки металлов давлением нередко требуется сильно изменять форму заготовки. Если формообразование должно проводиться в холодном состоянии (что часто диктуется практическими соображениями), то приходится разбивать процесс на ряд ступеней, в промежутках между ними проводя рекристаллизацию. После первой ступени деформации, когда материал упрочнен настолько, что дальнейшее деформирование может привести к разрушению, заготовку нагревают до температуры, превышающей температуру отжига для снятия напряжений, и выдерживают для рекристаллизации. Благодаря быстрой диффузии при такой температуре за счет атомной перестройки возникает совершенно новая структура. Внутри зеренной структуры деформированного материала начинают расти новые зерна, которые с течением времени полностью ее заменяют. Сначала образуются мелкие новые зерна в местах наибольшего нарушения старой структуры, а именно на старых границах зерен. При дальнейшем отжиге атомы деформированной структуры перестраиваются так, что тоже становятся частью новых зерен, которые растут и в конце концов поглощают всю старую структуру. Заготовка сохраняет прежнюю форму, но она теперь - из мягкого, ненапряженного материала, который может быть подвергнут новому циклу деформирования. Такой процесс можно повторять несколько раз, если этого требует заданная степень деформирования. Холодная обработка - это деформирование при температуре, слишком низкой для рекристаллизации. Для большинства металлов данному определению соответствует комнатная температура. Если деформирование производится при достаточно высокой температуре, так что рекристаллизация успевает следовать за деформированием материала, то такая обработка называется горячей. Пока температура остается достаточно высокой, его можно сколь угодно сильно деформировать. Горячее состояние металла определяется, в первую очередь, тем, насколько его температура близка к точке плавления. Высокая ковкость свинца означает, что он легко рекристаллизуется, т.е. его "горячую" обработку можно проводить при комнатной температуре.Контроль текстуры. Физические свойства зерна, вообще говоря, неодинаковы в разных направлениях, так как каждое зерно - это монокристалл с собственной кристаллической структурой. Свойства металлического образца представляют собой результат усреднения по всем зернам. В случае беспорядочной ориентации зерен общие физические свойства одинаковы во всех направлениях. Если же некоторые кристаллические плоскости или атомные ряды большинства зерен параллельны, то свойства образца становятся "анизотропными", т.е. зависящими от направления. В этом случае у чашечки, полученной глубоким выдавливанием из круглой пластинки, будут "язычки", или "фестоны", на верхней кромке, объясняющиеся тем, что в одних направлениях материал деформируется легче, чем в других. При механическом формообразовании анизотропия физических свойств, как правило, нежелательна. Но в листах магнитных материалов для трансформаторов и других устройств очень желательно, чтобы направление легкого намагничения, которое в монокристаллах определяется кристаллической структурой, во всех зернах совпадало с заданным направлением магнитного потока. Таким образом, "предпочтительная ориентация" (текстура) может быть желательна или нежелательна в зависимости от назначения материала. Вообще говоря, при рекристаллизации материала его предпочтительная ориентация меняется. Характер этой ориентации зависит от состава и чистоты материала, от вида и степени холодной деформации, а также от длительности и температуры отжига.Контроль размера зерен. Физические свойства металлического образца в значительной мере определяются средним размером зерен. Наилучшим механическим свойствам почти всегда соответствует мелкозернистая структура. Уменьшение размера зерна часто является одной из целей термической обработки (а также плавления и литья). При повышении температуры ускоряется диффузия, а потому средний размер зерна увеличивается. Границы зерен смещаются так, что более крупные зерна растут за счет мелких, которые, в конце концов, исчезают. Поэтому завершающие процессы горячей обработки обычно проводят при возможно более низкой температуре, чтобы были минимальны размеры зерен. Часто специально предусматривают низкотемпературную горячую обработку, в основном для уменьшения размеров зерен, хотя того же результата можно достичь холодной обработкой с последующей рекристаллизацией.Гомогенизация. Процессы, о которых говорилось выше, протекают и в чистых металлах, и в сплавах. Но существует ряд других процессов, которые возможны лишь в металлических материалах, содержащих два или большее число компонентов. Так, например, в отливке сплава почти наверняка будут неоднородности химического состава, что определяется неравномерным процессом затвердевания. В затвердевающем сплаве состав твердой фазы, образующейся в каждый данный момент, не таков, как в жидкой, находящейся с ней в равновесии. Следовательно, состав твердого вещества, возникшего в начальный момент затвердевания, будет иным, нежели в конце затвердевания, а это и ведет к пространственной неоднородности состава в микроскопическом масштабе. Такая неоднородность устраняется простым нагреванием, особенно в сочетании с механическим деформированием.Очистка. Хотя чистота металла определяется в первую очередь условиями плавления и литья, очистка металла часто достигается термической обработкой в твердом состоянии. Примеси, содержащиеся в металле, реагируют на его поверхности с атмосферой, в которой он нагревается; так, атмосфера водорода или другого восстановителя может превратить значительную часть оксидов в чистый металл. Глубина такой очистки зависит от способности примесей диффундировать из объема на поверхность, а поэтому определяется длительностью и температурой термической обработки.Выделение вторичных фаз. В основе большинства режимов термической обработки сплавов лежит один важный эффект. Он связан с тем, что растворимость в твердом состоянии компонентов сплава зависит от температуры. В отличие от чистого металла, в котором все атомы одинаковы, в двухкомпонентном, например твердом, растворе имеются атомы двух разных сортов, случайно распределенные по узлам кристаллической решетки. Если увеличивать количество атомов второго сорта, то можно достичь состояния, когда они не смогут просто замещать атомы первого сорта. Если количество второго компонента превышает этот предел растворимости в твердом состоянии, в равновесной структуре сплава появляются включения второй фазы, отличающиеся по составу и структуре от исходных зерен и обычно разбросанные между ними в виде отдельных частиц. Такие частицы второй фазы могут оказывать сильное влияние на физические свойства материала, что зависит от их размера, формы и распределения. Эти факторы можно изменять термической обработкой. Растворимость в твердом состоянии обычно увеличивается с повышением температуры, как показано на рис. 1. Здесь видно, что при равновесных условиях материал, который по своему составу и температуре лежит слева от кривой, существует в виде одной фазы - твердого раствора. Справа же от кривой состав и температура соответствуют структуре, содержащей вторую фазу, каким-то образом диспергированную в первой. Если состав сплава определяется абсциссой X0, то его равновесная структура может быть либо однофазной, либо двухфазной в зависимости от температуры. График, по осям которого откладываются состав и температура, показывающий фазы в равновесных условиях, называется фазовой диаграммой или диаграммой состояний. Следует иметь в виду, что такая диаграмма (график рис. 1 лишь часть ее) иллюстрирует структуры, которые могут существовать лишь в равновесных условиях, а при низких температурах для достижения равновесия требуется много времени. Если сплав состава X0 поддерживать при температуре T1, то в конце концов он станет однофазным твердым раствором. Вторая фаза, присутствовавшая в нем первоначально, исчезнет вследствие диффузии ее атомов, которые станут частью твердого раствора. Такая обработка называется термической обработкой на твердый раствор. Если после этого медленно охлаждать материал, то при температуре T0 начнут возникать частицы второй фазы, которые будут расти при дальнейшем понижении температуры. Это приведет к тому, что образуется небольшое количество довольно крупных частиц, наличие которых будет сказываться, например, на механических свойствах. Однако процесс выделения второй фазы можно проводить иначе. Если твердый раствор, соответствующий температуре T1, достаточно быстро охладить до комнатной температуры, то сохранится однофазный твердый раствор. Хотя его равновесная структура должна быть двухфазной, скорость диффузии при комнатной температуре столь мала, что структуру твердого раствора можно считать практически стабильной. Если же теперь материал нагреть до температуры, не выходящей за пределы двухфазной области, но обеспечивающей быструю диффузию, то можно вызвать выделение второй фазы в высокодисперсной форме. Такую обработку часто называют старением раствора. Выбирая нужную длительность и температуру старения, можно контролировать размеры зерна, что позволяет добиться дисперсности частиц, существенно повышающей прочность материала.Рис. 1. ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА двухкомпонентного сплава показывает, что растворимость в твердом состоянии увеличивается с повышением температуры. Сплав, температура и состав которого соответствуют точкам, лежащим слева от кривой, - однофазный, т.е. представляет собой твердый раствор.Таким способом можно упрочнять многие практически полезные сплавы, например, серебряный припой "стерлинг", содержащий несколько процентов меди. Важным примером могут служить алюминиевые сплавы, содержащие несколько процентов меди и составляющие основу дюралюмина. Упрочняющим старением таких сплавов достигается очень высокое отношение предела прочности к весу. Особенно интересно то, что их упрочняющее старение в какой-то мере может происходить за счет диффузии при комнатной температуре. После термической обработки на твердый раствор и закалки до комнатной температуры прочность таких сплавов постепенно увеличивается в 2 раза на протяжении нескольких дней вследствие выделения второй фазы, происходящего при комнатной температуре. Чтобы сохранить состояние твердого раствора, материал приходится хранить при пониженной температуре. Например, дюралюминовая заклепка, выдерживаемая в сухом льду после термической обработки на твердый раствор, остается мягкой до установки на место, а затем за несколько дней сама по себе упрочняется при комнатной температуре. Другой интересный пример - сплавы "алнико" (на железной основе, содержащие алюминий, никель и кобальт) для постоянных магнитов. Чтобы такой сплав приобрел магнитные свойства, оптимальные для постоянных магнитов, его после термической обработки на твердый раствор подвергают закалке и старению при условиях, обеспечивающих определенные размеры, форму и распределение частиц вторичных фаз. Для повышения эффективности старение проводят в магнитном поле.Кинетика и закалка. Фазовую диаграмму, представленную на рис. 1 и показывающую фазовую структуру, которой будет обладать сплав, когда достигнет равновесного состояния, следует дополнить данными о скорости его приближения к такому состоянию. На графике рис. 2 по вертикальной оси тоже откладывается температура, но по горизонтальной - не состав, а время. Кривая этого графика, имеющая С-образную форму, описывает поведение сплава, состав которого соответствует точке X0, T0 на рис. 1. Если образец состава X0 выдержать при температуре выше T0 до завершения обработки на твердый раствор, а затем закалить до более низкой температуры, скажем T2, то после некоторого периода "ожидания" начнут возникать частицы выделившейся второй фазы и их количество будет расти, пока не будет достигнут равновесный уровень, отвечающий этой температуре. Кривая рис. 2 показывает время, необходимое при разных температурах для того, чтобы началось такое фазовое превращение в сплаве, первоначально подвергнутом термической обработке на твердый раствор. Аналогичную С-образную форму имеют кривые, показывающие время, необходимое для полного превращения или для достижения некоторого промежуточного состояния. Форма кривой указывает на то, что скорость превращения нарастает до максимума при некоторой температуре Tm, лежащей значительно ниже T0, а затем снова уменьшается. Это объясняется совместным действием двух противоположных эффектов. При температурах выше T0 стабильной фазой является твердый раствор, и он будет существовать как угодно долго. Если же его охладить до температуры, несколько меньшей T0, то, как явствует из фазовой диаграммы (рис. 1), должно образоваться некоторое количество второй фазы. Но С-образная кривая свидетельствует, что для этого потребуется очень много времени. Дело в том, что в данном случае мала степень охлаждения, т.е. разность температуры T0 и фактической температуры, а именно эта разность является движущей силой процесса перехода к термодинамическому равновесию. Чем больше охлаждение, тем больше движущая сила и тем быстрее движется система к равновесию, на что указывает крутой загиб книзу в левой части С-образной кривой. Однако чем больше понижается температура, тем меньше становится скорость диффузии. Ниже температуры Tm движущая сила продолжает увеличиваться, но подвижность атомов настолько уменьшается, что время, необходимое для превращения, снова начинает увеличиваться и в конце концов становится практически бесконечно большим.Рис. 2. С-ОБРАЗНАЯ КРИВАЯ описывает поведение сплава, состав которого соответствует точке X0, T0 на рис. 1, после закалки. Кривая определяет время, необходимое при разных температурах для того, чтобы началось послезакалочное выделение второй фазы. При температурах выше T0 стабильной фазой является твердый раствор.Цель закалки металла после термической обработки на твердый раствор в том, чтобы очень быстро, не дав времени на превращение, охладить его ниже точки Tm до температуры T3, при которой скорость превращения ничтожно мала. Максимально возможная скорость закалки металлического образца (или изделия) определяется скоростью отвода тепла с его поверхности, а также его размерами и коэффициентом теплопроводности. Первый фактор ограничивается кипением закалочной среды (по большей части воды или соляного раствора) и, попросту говоря, всегда одинаков. Поэтому предельные размеры детали, которая может быть закалена без фазового превращения, зависят от теплопроводности ее материала, так как именно теплопроводностью определяется скорость охлаждения в объеме детали, даже если считать бесконечно большой скорость отвода тепла с ее поверхности.См. такжеМЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ;МЕТАЛЛОВ ОБРАБОТКА ДАВЛЕНИЕМ.ЛИТЕРАТУРАМеталловедение и термическая обработка стали. М., 1961-1962 Кристиан Дж. Теория превращений в металлах и сплавах. М., 1978 Павлов П.А. Механические состояния и прочность материалов. Л., 1980

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.

• МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ
• ПОЛИГРАФИЯ

Смотреть что такое "МЕТАЛЛОВ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА" в других словарях:

• Термическая обработка —         металлов, процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, магнитным и др.… …   Большая советская энциклопедия

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — металлов процесс тепловой обработки металлов и сплавов с целью изменения их структуры, а следовательно, и св в, заключающийся в нагреве до определ. темп ры. выдержке при этой темп ре и последующем охлаждении с заданной скоростью. Т. о. одно из… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (металлов) — технолог. процесс, заключающийся в нагревании и охлаждении металл. изделий, полуфабрикатов или сплавов с целью изменения их структуры и свойств (хим., физических или механ.) для повышения качества готовых изделий. В зависимости от сложности… …   Технический железнодорожный словарь

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, тепловая обработка в основном металлов и сплавов для изменения их структуры и свойств. Основные виды: закалка (быстрое охлаждение с повышением температуры для увеличения прочности), отжиг (нагрев до высокой температуры,… …   Современная энциклопедия

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — изменение механических свойств металлов путем соответственного температурного режима, иногда в соединении с действием химических реагентов. К термической обработке относится закалка, отжиг, цементация, отпуск, нитрирование и т. д. Самойлов К. И.… …   Морской словарь

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — совокупность технологических операций, связанных с нагреванием, охлаждением и направленных на изменение свойств материалов в результате изменения их внутреннего или поверхностного строения. Особенно широкое промышленное распространение получила Т …   Большая политехническая энциклопедия

• термическая обработка — совокупность операций теплового воздействия на материалы (главным образом металлы и сплавы) с целью изменения структуры и свойств в нужном направлении. Основные виды термической обработки: закалка, отпуск, отжиг, нормализация, старение… …   Энциклопедический словарь

• Термическая обработка металлов — Металл в термопечи Термическая обработка металлов и сплавов процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении …   Википедия

• термическая обработка — [heat (thermal treatment (processing)] совокупность операций теплового воздействия на материал с целью изменения его структуры и свойств в нужном направлении (Смотри Термообработка). Смотри также: Обработка электроэрозионная обработка …   Энциклопедический словарь по металлургии

• термическая обработка металлов — процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия для целенаправленного изменения их структуры и свойств. Термическая обработка металлов подразделяется на собственно термическую, заключающуюся только в тепловом… …   Энциклопедия техники

dic.academic.ru

МЕТАЛЛОВ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

МЕТАЛЛОВ ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, определенный временной цикл нагрева и охлаждения, которому подвергают металлы для изменения их физических свойств. Термообработка в обычном смысле этого термина проводится при температурах, не достигающих точки плавления. Процессы плавления и литья, оказывающие существенное влияние на свойства металла, в это понятие не включаются. Изменения физических свойств, вызываемые термической обработкой, обусловлены изменениями внутренней структуры и химических соотношений, происходящими в твердом материале. Циклы термической обработки представляют собой различные комбинации нагрева, выдерживания при определенной температуре и быстрого или медленного охлаждения, соответствующие тем структурным и химическим изменениям, которые требуется вызвать.

Зернистая структура металлов.

Всякий металл обычно состоит из множества соприкасающихся друг с другом кристаллов (называемых зернами), как правило, имеющих микроскопические размеры, но иногда и видимых простым глазом. Внутри каждого зерна атомы расположены так, что образуют правильную трехмерную геометрическую решетку. Тип решетки, называемый кристаллической структурой, является характеристикой материала и может быть определен методами рентгеноструктурного анализа. Правильное расположение атомов сохраняется в пределах всего зерна, если не считать небольших нарушений, таких, как отдельные узлы решетки, случайно оказавшиеся вакантными. Все зерна имеют одинаковую кристаллическую структуру, но, как правило, по-разному ориентированы в пространстве. Поэтому на границе двух зерен атомы всегда менее упорядочены, чем внутри них. Этим объясняется, в частности, то, что границы зерен легче поддаются травлению химическими реагентами. На полированной плоской поверхности металла, обработанной подходящим травителем, обычно выявляется четкая картина границ зерен. Физические свойства материала определяются свойствами отдельных зерен, их воздействием друг на друга и свойствами границ зерен. Свойства металлического материала существенным образом зависят от размеров, формы и ориентации зерен, и цель термической обработки состоит в том, чтобы управлять этими факторами.

Атомные процессы при термической обработке.

При повышении температуры твердого кристаллического материала его атомам становится все легче переходить из одного узла кристаллической решетки в другой. Именно на этой диффузии атомов и основана термическая обработка. Наиболее эффективный механизм движения атомов в кристаллической решетке можно представить себе как движение вакантных узлов решетки, которые всегда имеются в любом кристалле. При повышенных температурах благодаря увеличению скорости диффузии ускоряется процесс перехода неравновесной структуры вещества в равновесную. Температура, при которой заметно повышается скорость диффузии, неодинакова для разных металлов. Она обычно выше для металлов с высокой температурой плавления. В вольфраме с его температурой плавления, равной 3387° C, рекристаллизация не происходит даже при красном калении, тогда как термическую обработку алюминиевых сплавов, плавящихся при низких температурах, в некоторых случаях оказывается возможным проводить при комнатной температуре.

Во многих случаях термической обработкой предусматривается очень быстрое охлаждение, называемое закалкой, цель которого – сохранить структуру, образовавшуюся при повышенной температуре. Хотя, строго говоря, такую структуру нельзя считать термодинамически устойчивой при комнатной температуре, практически она вполне устойчива благодаря низкой скорости диффузии. Очень многие полезные сплавы обладают подобной «метастабильной» структурой.

Изменения, вызываемые термической обработкой, могут быть двух основных видов. Во-первых, и в чистых металлах, и в сплавах возможны изменения, затрагивающие только физическую структуру. Это могут быть изменения напряженного состояния материала, изменения размеров, формы, кристаллической структуры и ориентации его кристаллических зерен. Во-вторых, изменяться может и химическая структура металла. Это может выражаться в сглаживании неоднородностей состава и образовании выделений другой фазы, во взаимодействии с окружающей атмосферой, созданной для очистки металла или придания ему заданных поверхностных свойств. Изменения того и другого вида могут происходить одновременно. См. МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЕ.

Снятие напряжений.

Деформация в холодном состоянии повышает твердость и хрупкость большинства металлов. Иногда такое «деформационное упрочнение» желательно. Цветным металлам и их сплавам обычно придают ту или иную степень твердости холодной прокаткой. Малоуглеродистые стали тоже часто упрочняют холодным деформированием. Высокоуглеродистые стали, доведенные холодной прокаткой или холодным волочением до повышенной прочности, необходимой, например, для изготовления пружин, обычно подвергают отжигу для снятия напряжений – нагревают до сравнительно низкой температуры, при которой материал остается почти столь же твердым, как и раньше, но в нем исчезают неоднородности распределения внутренних напряжений. Благодаря этому ослабевает тенденция к растрескиванию, особенно в коррозионных средах. Такое снятие напряжений происходит, как правило, за счет локального пластического течения в материале, не приводящего к изменениям общей структуры.

Рекристаллизация.

При разных методах обработки металлов давлением нередко требуется сильно изменять форму заготовки. Если формообразование должно проводиться в холодном состоянии (что часто диктуется практическими соображениями), то приходится разбивать процесс на ряд ступеней, в промежутках между ними проводя рекристаллизацию. После первой ступени деформации, когда материал упрочнен настолько, что дальнейшее деформирование может привести к разрушению, заготовку нагревают до температуры, превышающей температуру отжига для снятия напряжений, и выдерживают для рекристаллизации. Благодаря быстрой диффузии при такой температуре за счет атомной перестройки возникает совершенно новая структура. Внутри зеренной структуры деформированного материала начинают расти новые зерна, которые с течением времени полностью ее заменяют. Сначала образуются мелкие новые зерна в местах наибольшего нарушения старой структуры, а именно на старых границах зерен. При дальнейшем отжиге атомы деформированной структуры перестраиваются так, что тоже становятся частью новых зерен, которые растут и в конце концов поглощают всю старую структуру. Заготовка сохраняет прежнюю форму, но она теперь – из мягкого, ненапряженного материала, который может быть подвергнут новому циклу деформирования. Такой процесс можно повторять несколько раз, если этого требует заданная степень деформирования.

Холодная обработка – это деформирование при температуре, слишком низкой для рекристаллизации. Для большинства металлов данному определению соответствует комнатная температура. Если деформирование производится при достаточно высокой температуре, так что рекристаллизация успевает следовать за деформированием материала, то такая обработка называется горячей. Пока температура остается достаточно высокой, его можно сколь угодно сильно деформировать. Горячее состояние металла определяется, в первую очередь, тем, насколько его температура близка к точке плавления. Высокая ковкость свинца означает, что он легко рекристаллизуется, т.е. его «горячую» обработку можно проводить при комнатной температуре.

Контроль текстуры.

Физические свойства зерна, вообще говоря, неодинаковы в разных направлениях, так как каждое зерно – это монокристалл с собственной кристаллической структурой. Свойства металлического образца представляют собой результат усреднения по всем зернам. В случае беспорядочной ориентации зерен общие физические свойства одинаковы во всех направлениях. Если же некоторые кристаллические плоскости или атомные ряды большинства зерен параллельны, то свойства образца становятся «анизотропными», т.е. зависящими от направления. В этом случае у чашечки, полученной глубоким выдавливанием из круглой пластинки, будут «язычки», или «фестоны», на верхней кромке, объясняющиеся тем, что в одних направлениях материал деформируется легче, чем в других. При механическом формообразовании анизотропия физических свойств, как правило, нежелательна. Но в листах магнитных материалов для трансформаторов и других устройств очень желательно, чтобы направление легкого намагничения, которое в монокристаллах определяется кристаллической структурой, во всех зернах совпадало с заданным направлением магнитного потока. Таким образом, «предпочтительная ориентация» (текстура) может быть желательна или нежелательна в зависимости от назначения материала. Вообще говоря, при рекристаллизации материала его предпочтительная ориентация меняется. Характер этой ориентации зависит от состава и чистоты материала, от вида и степени холодной деформации, а также от длительности и температуры отжига.

Контроль размера зерен.

Физические свойства металлического образца в значительной мере определяются средним размером зерен. Наилучшим механическим свойствам почти всегда соответствует мелкозернистая структура. Уменьшение размера зерна часто является одной из целей термической обработки (а также плавления и литья). При повышении температуры ускоряется диффузия, а потому средний размер зерна увеличивается. Границы зерен смещаются так, что более крупные зерна растут за счет мелких, которые, в конце концов, исчезают. Поэтому завершающие процессы горячей обработки обычно проводят при возможно более низкой температуре, чтобы были минимальны размеры зерен. Часто специально предусматривают низкотемпературную горячую обработку, в основном для уменьшения размеров зерен, хотя того же результата можно достичь холодной обработкой с последующей рекристаллизацией.

Гомогенизация.

Процессы, о которых говорилось выше, протекают и в чистых металлах, и в сплавах. Но существует ряд других процессов, которые возможны лишь в металлических материалах, содержащих два или большее число компонентов. Так, например, в отливке сплава почти наверняка будут неоднородности химического состава, что определяется неравномерным процессом затвердевания. В затвердевающем сплаве состав твердой фазы, образующейся в каждый данный момент, не таков, как в жидкой, находящейся с ней в равновесии. Следовательно, состав твердого вещества, возникшего в начальный момент затвердевания, будет иным, нежели в конце затвердевания, а это и ведет к пространственной неоднородности состава в микроскопическом масштабе. Такая неоднородность устраняется простым нагреванием, особенно в сочетании с механическим деформированием.

Очистка.

Хотя чистота металла определяется в первую очередь условиями плавления и литья, очистка металла часто достигается термической обработкой в твердом состоянии. Примеси, содержащиеся в металле, реагируют на его поверхности с атмосферой, в которой он нагревается; так, атмосфера водорода или другого восстановителя может превратить значительную часть оксидов в чистый металл. Глубина такой очистки зависит от способности примесей диффундировать из объема на поверхность, а поэтому определяется длительностью и температурой термической обработки.

Выделение вторичных фаз.

В основе большинства режимов термической обработки сплавов лежит один важный эффект. Он связан с тем, что растворимость в твердом состоянии компонентов сплава зависит от температуры. В отличие от чистого металла, в котором все атомы одинаковы, в двухкомпонентном, например твердом, растворе имеются атомы двух разных сортов, случайно распределенные по узлам кристаллической решетки. Если увеличивать количество атомов второго сорта, то можно достичь состояния, когда они не смогут просто замещать атомы первого сорта. Если количество второго компонента превышает этот предел растворимости в твердом состоянии, в равновесной структуре сплава появляются включения второй фазы, отличающиеся по составу и структуре от исходных зерен и обычно разбросанные между ними в виде отдельных частиц. Такие частицы второй фазы могут оказывать сильное влияние на физические свойства материала, что зависит от их размера, формы и распределения. Эти факторы можно изменять термической обработкой.

Растворимость в твердом состоянии обычно увеличивается с повышением температуры, как показано на рис. 1. Здесь видно, что при равновесных условиях материал, который по своему составу и температуре лежит слева от кривой, существует в виде одной фазы – твердого раствора. Справа же от кривой состав и температура соответствуют структуре, содержащей вторую фазу, каким-то образом диспергированную в первой. Если состав сплава определяется абсциссой X0 , то его равновесная структура может быть либо однофазной, либо двухфазной в зависимости от температуры. График, по осям которого откладываются состав и температура, показывающий фазы в равновесных условиях, называется фазовой диаграммой или диаграммой состояний. Следует иметь в виду, что такая диаграмма (график рис. 1 лишь часть ее) иллюстрирует структуры, которые могут существовать лишь в равновесных условиях, а при низких температурах для достижения равновесия требуется много времени. Если сплав состава X0 поддерживать при температуре T1 , то в конце концов он станет однофазным твердым раствором. Вторая фаза, присутствовавшая в нем первоначально, исчезнет вследствие диффузии ее атомов, которые станут частью твердого раствора. Такая обработка называется термической обработкой на твердый раствор. Если после этого медленно охлаждать материал, то при температуре T0 начнут возникать частицы второй фазы, которые будут расти при дальнейшем понижении температуры. Это приведет к тому, что образуется небольшое количество довольно крупных частиц, наличие которых будет сказываться, например, на механических свойствах. Однако процесс выделения второй фазы можно проводить иначе. Если твердый раствор, соответствующий температуре T1 , достаточно быстро охладить до комнатной температуры, то сохранится однофазный твердый раствор. Хотя его равновесная структура должна быть двухфазной, скорость диффузии при комнатной температуре столь мала, что структуру твердого раствора можно считать практически стабильной. Если же теперь материал нагреть до температуры, не выходящей за пределы двухфазной области, но обеспечивающей быструю диффузию, то можно вызвать выделение второй фазы в высокодисперсной форме. Такую обработку часто называют старением раствора. Выбирая нужную длительность и температуру старения, можно контролировать размеры зерна, что позволяет добиться дисперсности частиц, существенно повышающей прочность материала.

Таким способом можно упрочнять многие практически полезные сплавы, например, серебряный припой «стерлинг», содержащий несколько процентов меди. Важным примером могут служить алюминиевые сплавы, содержащие несколько процентов меди и составляющие основу дюралюмина. Упрочняющим старением таких сплавов достигается очень высокое отношение предела прочности к весу. Особенно интересно то, что их упрочняющее старение в какой-то мере может происходить за счет диффузии при комнатной температуре. После термической обработки на твердый раствор и закалки до комнатной температуры прочность таких сплавов постепенно увеличивается в 2 раза на протяжении нескольких дней вследствие выделения второй фазы, происходящего при комнатной температуре. Чтобы сохранить состояние твердого раствора, материал приходится хранить при пониженной температуре. Например, дюралюминовая заклепка, выдерживаемая в сухом льду после термической обработки на твердый раствор, остается мягкой до установки на место, а затем за несколько дней сама по себе упрочняется при комнатной температуре.

Другой интересный пример – сплавы «алнико» (на железной основе, содержащие алюминий, никель и кобальт) для постоянных магнитов. Чтобы такой сплав приобрел магнитные свойства, оптимальные для постоянных магнитов, его после термической обработки на твердый раствор подвергают закалке и старению при условиях, обеспечивающих определенные размеры, форму и распределение частиц вторичных фаз. Для повышения эффективности старение проводят в магнитном поле.

Кинетика и закалка.

Фазовую диаграмму, представленную на рис. 1 и показывающую фазовую структуру, которой будет обладать сплав, когда достигнет равновесного состояния, следует дополнить данными о скорости его приближения к такому состоянию. На графике рис. 2 по вертикальной оси тоже откладывается температура, но по горизонтальной – не состав, а время. Кривая этого графика, имеющая С-образную форму, описывает поведение сплава, состав которого соответствует точке X0, T0 на рис. 1. Если образец состава X0 выдержать при температуре выше T0 до завершения обработки на твердый раствор, а затем закалить до более низкой температуры, скажем T2, то после некоторого периода «ожидания» начнут возникать частицы выделившейся второй фазы и их количество будет расти, пока не будет достигнут равновесный уровень, отвечающий этой температуре. Кривая рис. 2 показывает время, необходимое при разных температурах для того, чтобы началось такое фазовое превращение в сплаве, первоначально подвергнутом термической обработке на твердый раствор. Аналогичную С-образную форму имеют кривые, показывающие время, необходимое для полного превращения или для достижения некоторого промежуточного состояния. Форма кривой указывает на то, что скорость превращения нарастает до максимума при некоторой температуре Tm, лежащей значительно ниже T0, а затем снова уменьшается. Это объясняется совместным действием двух противоположных эффектов. При температурах выше T0 стабильной фазой является твердый раствор, и он будет существовать как угодно долго. Если же его охладить до температуры, несколько меньшей T0, то, как явствует из фазовой диаграммы (рис. 1), должно образоваться некоторое количество второй фазы. Но С-образная кривая свидетельствует, что для этого потребуется очень много времени. Дело в том, что в данном случае мала степень охлаждения, т.е. разность температуры T0 и фактической температуры, а именно эта разность является движущей силой процесса перехода к термодинамическому равновесию. Чем больше охлаждение, тем больше движущая сила и тем быстрее движется система к равновесию, на что указывает крутой загиб книзу в левой части С-образной кривой. Однако чем больше понижается температура, тем меньше становится скорость диффузии. Ниже температуры Tm движущая сила продолжает увеличиваться, но подвижность атомов настолько уменьшается, что время, необходимое для превращения, снова начинает увеличиваться и в конце концов становится практически бесконечно большим.

Цель закалки металла после термической обработки на твердый раствор в том, чтобы очень быстро, не дав времени на превращение, охладить его ниже точки Tm до температуры T3, при которой скорость превращения ничтожно мала. Максимально возможная скорость закалки металлического образца (или изделия) определяется скоростью отвода тепла с его поверхности, а также его размерами и коэффициентом теплопроводности. Первый фактор ограничивается кипением закалочной среды (по большей части воды или соляного раствора) и, попросту говоря, всегда одинаков. Поэтому предельные размеры детали, которая может быть закалена без фазового превращения, зависят от теплопроводности ее материала, так как именно теплопроводностью определяется скорость охлаждения в объеме детали, даже если считать бесконечно большой скорость отвода тепла с ее поверхности.

www.krugosvet.ru

Термическая обработка металлов - это... Что такое Термическая обработка металлов?

Металл в термопечи

Термическая обработка металлов и сплавов — процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении.

Виды термической обработки

Среди основных видов термической обработки следует отметить:

• Отжиг (гомогенизация и нормализация). Целью является получение однородной зёренной микроструктуры и растворение включений. Последующее охлаждение является медленным, препятствующим образованию неравновесных структур типа мартенсита.
• Закалку проводят с повышенной скоростью охлаждения с целью получения неравновесных структур типа мартенсита. Критическая скорость охлаждения, необходимая для закалки зависит от материала.
• Отпуск необходим для снятия внутренних напряжений, внесённых при закалке. Материал становится более пластичным при некотором уменьшении прочности.
• Дисперсионное твердение (старение). После проведения отжига проводится нагрев на более низкую температуру с целью выделения частиц упрочняющей фазы. Иногда проводится ступенчатое старение при нескольких температурах с целью выделения нескольких видов упрочняющих частиц.

Примеры

Гомогенизационный отжиг + старениеНапример, для суперсплавов на базе никеля (типа «Инконель 718») типичной является следующая термическая обработка:Гомогенизация структуры и растворение включений (англ. Solution Heat Treatment) при 768—782 °C с ускоренным охлаждением. Затем производится двухступенчатое старение (англ. Precipitation Heat Treatment) — 8 часов при температуре 718 °C, медленное охлаждение в течение 2 часов до 621—649 °C и выдержка в течение 8 часов. Затем следует ускоренное охлаждение.Закалка + высокий отпуск (улучшение)Многие стали проходят упрочнение путём закалки — ускоренного охлаждения (на воздухе, в масле или в воде). Быстрое охлаждение приводит, как правило, к образованию неравновесной мартенситной структуры. Сталь непосредственно после закалки отличается высокой твёрдостью, остаточными напряжениями, низкой пластичностью и вязкостью. Так, сталь 40ХНМА (SAE 4340) сразу после закалки имеет твёрдость выше 50 HRC, в таком состоянии материал непригоден для дальнейшего использования из-за высокой склонности к хрупкому разрушению. Последующий отпуск — нагрев до 450 °C — 500 °C и выдержка при этой температуре приводят к уменьшению внутренних напряжений за счёт распада мартенсита закалки, уменьшения степени тетрагональности его кристаллической решётки (переход к отпущенному мартенситу). При этом твёрдость стали несколько уменьшается (до 45 — 48 HRC). Подвергаются улучшению стали с содержанием углерода 0,3 — 0,6 % C.

Библиография

1. И. И. Новиков. Термическая обработка
2. А. П. Гуляев. Металловедение
3. Суперсплавы II, Москва, «Металлургия», 1995
4. А. Ю. Маламут. Термопечи, Москва, 2010.

Научно-исследовательские центры

1. ЦНИИТМАШ
2. ЦНИИТМАШ совместно с НПЦ ТЕХНОТЕРМ-М

См. также

Источники

Примечания

Ссылки

dic.academic.ru

Лекция 7 термическая обработка металлов

Лекция 7

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Термическая обработка делится на собственно термическую, термомеханическую и химико-термическую.

Собственно термическая обработка – термическое (тепловое) воздействие на сталь.

Термомеханическая – сочетание термического воздействия и пластической деформации (примерно 80% стали подвергается горячей и тепловой прокатке).

Химико-термическая – сочетание термического и химического воздействия.

В результате термической обработки химический состав стали не меняется, изменяется ее структурное состояние, которое обеспечивает те или иные механические и технологические свойства. Для этого надо знать, какой режим нагрева, выдержки и охлаждения (то есть температуры и время) придаёт стали ту или иную структуру (то есть свойства).

Рассмотрим изменения структуры стали при нагреве. Сначала вспомним, что:

цементит – это химическое соединение Fe3С,

аустенит – твёрдый раствор С в -Fe, максимальное содержание углерода 2,14 % при 1147 оС,

максимальное содержание углерода 0,8 % при 727 оС,

феррит – твёрдый раствор С в α-Fe, максимальное содержание углерода 0,02 % при 727 оС,

максимальное содержание углерода 0,006 % при 20 оС.

При понижении температуры менее 727 оС при выплавке стали -Fe переходит α-Fe, при этом углерод (разность 0,8 % – 0,02 % = 0,78 %) переходит в цементит Fe3С, который располагается в виде пластинок по соседству с пластинками феррита. Таким образом, структура стали при температурах ниже 727 оС представляет собой перлит – пластинки Fe3С (6,67 % С) перемежаются с соседними пластинками феррита, в котором содержание углерода менее или равно 0,02 %.

При нагреве до 727 оС перлит начинает превращаться в аустенит: увеличивается тепловое движение атомов (то есть возрастает их энергия), кристаллическая решётка железа начинает меняться (переходить из α в ), растворимость углерода в железе также увеличивается, углерод из пластинок цементита диффундирует в кристаллическую решётку -Fe, образуя аустенит. На линии GSE феррит уже полностью переходит в аустенит с разным содержанием углерода в нём.

Для ускорения диффузионных процессов, выравнивающих содержание углерода в аустените, сталь нагревают на 30-50 оС выше температур линии GSE и выдерживают при ней (каждый сплав при своей температуре) некоторое время, достаточное для выравнивания состава по объёму. Образующиеся при этом зёрна аустенита получаются мелкими, причём, величина зерна продуктов распада аустенита при его последующем охлаждении зависит от величины зерна аустенита: если зерно аустенита мелкое, то и продукты распада получаются мелкими, а значит, у стали после термообработки будут лучшие механические свойства.

Превращение аустенита при охлаждении

Изменения в структуре стали, происходящие при её охлаждении, зависят от скорости охлажде­ния, то есть ∆t, оС /∆τ, мин, час. Перечислим способы охлаждения металла в порядке нарастания скорости охлаждени – заготовка/деталь находится:

1) в печи с закрытой дверцей, отопление отключено

2) в печи с открытой дверцей

3) на воздухе

4) в машинном масле

5) в горячей воде

6) в холодной воде

7) в растворе солей или щелочей.

Способы 1 и 2. Медленное охлаждение в печи: происходит распад аустенита при температурах, близких к температурам линии РSК (700 оС). Аустенит распадается на грубую смесь крупных пластинок цементит + феррит = перлит; твердость таких структур мала.

Способ 3. При распаде аустенита при более низких температурах (650 оС) получается более тонкая смесь пластинок феррита и цементита (~ в 3 раза меньше по размеру). Это – сорбит (по имени английского естествоиспытателя Сорби), твердость сорбита больше твердости перлита.

Способ 4. При температуре 550 оС образуется ещё более мелкая (примерно в 2 раза мельче сорбита) ферритно-цементитная смесь – троостит (по имени французского химика Труста), твердость которого значительно больше твердости перлита. Перлит, сорбит, троостит – это ферритно-цементитные смеси, различающиеся между собой величиной частиц цементита: в троостите они самые мелкие, поэтому его твердость самая большая.

Способы 5÷7. Скорости охлаждения очень большие, аустенит не успевает распадаться на ферритно-цементитную смесь, так как углерод не успевает выделяться из твёрдого раствора (аустенита) в виде частичек цементита, хотя бы таких мелких, как в троостите. При перестройке -Fe в α-Fe атомы углерода остаются внутри решётки α-Fe и поэтому сильно её искажают. Чем больше углерода в железе, тем более искажена кристаллическая решётка, эта структура называется мартенситом (по имени немецкого металловеда Мартенса). Мартенсит очень твёрд (самая твёрдая из всех структур) и хрупок. Из-за твёрдости в стали стремятся получить именно мартенситную структуру, хотя пластичность и вязкость его практически нулевые.

Мартенситное превращение происходит в некотором интервале температур – от температуры начала превращения до температуры конца, причём, значения этих температур зависят от содержания углерода в стали. Чем больше углерода, тем ниже температуры начала и конца мартенситного превращения (аустенит переходит в мартенсит). Минимальная скорость охлаждения, при которой аустенит переходит в мартенсит, называется критической скоростью закалки.

Изменяя скорость охлаждения аустенита, можно получить разные структуры стали – от мягких и пластичных, до твёрдых и хрупких. На этом и основана термическая обработка сталей в промышленности.

Различают следующие виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка и отпуск.

Отжиг – применяется в основном для снижения твёрдости стальных заготовок перед механической обработкой – особенно, если сталь перед этим была подвергнута деформации в холодном состоянии (холодная прокатка, волочение) и дальнейшая её деформация становится невозможной. Тогда производят отжиг, чтобы вернуть стали пластичность для дальнейшей деформации. Заготовки из стали нагревают до определённой температуры, делают выдержку для выравнивания состава аустенита и медленно охлаждают в печи с закрытой или открытой дверцей. Видов отжига много, они различаются (для доэвтектоидных и заэвтектоидных сталей) температурой нагрева, временем выдержки, температурой и скоростью охлаждения, цикличностью. Но в результате отжига получают мелкозернистую структуру с пониженной твёрдостью, повышенной пластичностью, с минимальными внутренними напряжениями.

Нормализация (или нормализационный отжиг) – это разновидность отжига, заключающаяся в нагреве металла выше линии GSE на 30 ÷ 50 оС, выдержке при этой температуре и охлаждении на воздухе, то есть не в печи. При этом происходит измельчение зёрен перлита – образуется сорбит, так как скорость охлаждения на воздухе больше скорости охлаждения в печи. Кроме того, в заэвтектоидных сталях нормализация устраняет цементитную сетку вокруг зёрен стали – из-за большой скорости охлаждения цементит не успевает выделиться по границам зёрен.

Закалка – вид термической обработки, при которой сталь нагревается до температуры на 30 ÷ 50 оС больше, чем температура линии GSE, выдерживается при ней (для выравнивания в аустените углерода и легирующих элементов, если сталь легированная) и затем охлаждается со скоростью не менее критической – в воде. При этом сталь приобретает структуру мартенсита, обладающего большой прочностью и твёрдостью, особенно заэвтектоидные стали, так как в них кроме мартенсита содержится ещё и цементит. Кроме воды для закалки используются водные растворы солей, щелочей, кислот, масло, расплавленные соли, обычно комбинируют: сначала вода и растворы, потом – масло, в области температур мартенситного превращения, так как здесь скорость охлаждения не должна быть большой из-за угрозы образования трещин. Твердость закаленной стали составляет 50-65 единиц по Роквеллу.

Отпуск – вид термической обработки, заключается в нагреве закаленной стали до температуры не выше температур линии РSК, при этом углерод частично выходит из мартенситной решетки и неравновесная структура закалённой стали становится более равновесной. В результате отпуска снижаются или полностью устраняются внутренние напряжения, уменьшается хрупкость закалённой стали, получаются оптимальное сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости.

В зависимости от температуры нагрева различают низкий, средний и высокий отпуск.

Низкий отпуск – нагревают сталь до температуры примерно 250 оС и охлаждают для получения «мартенсита отпуска» и частичного снятия внутренних напряжений. Структура очень твёрдая, но пластичность и ударная вязкость увеличиваются не сильно.

Средний отпуск – нагрев стали от 350 до 450 оС и охлаждение для получения структуры «троостит отпуска»: мартенсит распадается на ферритно-цементитную смесь с высокими упругими свойствами и достаточной вязкостью. Мартенсит неустойчив, так как его кристаллическая решётка искажена ?.

Высокий отпуск – нагрев стали до температур 500 – 650 оС и охлаждение для получения структуры «сорбит отпуска» - практически полностью устраняются искажения кристаллической решётки α-Fe и снимаются закалочные напряжения, при этом число дислокаций становится минимальным. Зёрнышки цементита укрупняются и получается смесь более крупных зёрен «цементита и феррита», которая называется сорбит. У него сочетание свойств наилучшее – максимальная вязкость, пластичность, предел текучести (то есть опять же пластичность).

Так как качества стали после разных видов отпуска получаются разными, то эти виды отпуска применяются в соответствии с требованиями к изделиям, которые тоже разные – инструменты, пружины, валы, оси, шестерни, червяки и т.д.

Поверхностная закалка

Существуют изделия, к которым предъявляются противоположные, казалось бы, требования: с одной стороны, они должны быть износостойкими, то есть должны сопротивляться истиранию – это значит, они должны быть очень твёрдыми, с другой стороны, они не должны разрушаться при продолжительных ударных нагрузках – это значит, должны быть вязкими. Примеры таких изделий – зубья шестерён, кулачки распределительных валов, шейки коленчатых валов и др. В этих случаях всю деталь изготавливают из пластичного и вязкого материала, который имеет высокое сопротивление динамическим нагрузкам, а затем те поверхности, которые при работе будут истираться и поэтому должны обладать высокой твёрдостью и износостойкостью, дополнительно упрочняют. Для чего применяют поверхностную закалку.

При поверхностной закалке деталь изготавливают таким образом, чтобы сердцевине придать окончательные свойства – например, нормализационный отжиг. Затем закаляют необходимые поверхности на глубину до 2 мм – обычно по частям – отдельно каждый зуб зубчатого колеса или каждую шейку коленвала. Поверхностный слой стали нагревают – током высокой частоты или, реже, пламенем газовой горелки и охлаждают струями воды для получения в поверхностном слое структуры мартенсита. После этого деталь подвергают низкому отпуску с целью получения структуры «мартенсит отпуска», обладающей повышенной твердостью, пониженными ударной вязкостью и пластичностью, с пониженными внутренними напряжениями. На деталь надевают индуктор, повторяющий форму закаливаемой поверхности, подводят ток высокой частоты (от 500 Гц до 10 млн Гц). Ток высокой частоты индуцирует в детали вихревые токи, которые тем больше, чем ближе к поверхности детали и чем выше частота. Вихревые токи греют деталь.

ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА СТАЛИ

Структуру и свойства поверхностного слоя стали можно изменить химико-термической обработкой (ХТО), которая является комплексом химического и термического воздействия. ХТО основана на диффузии, то есть проникновении в сталь атомов различных элементов. Такая диффузия может иметь место только тогда, если диффундирующий элемент образует с основным металлом твёрдый раствор или химическое соединение.

При ХТО протекают следующие процессы:

• диссоциация – распад молекул во внешней среде и образование атомов диффундирующего элемента;

• адсорбция или поглощение атомов поверхностью стали;

• диффузия (на латыни - растекание, распространение) – проникновение атомов вглубь стали.

Диффузионное насыщение проводится различными элементами: С, N, Cr, Al, Si и другими. В зависимости от свойств элемента повышается твердость и износостойкость или жаростойкость, коррозионная стойкость и другие свойства.

При проведении любой ХТО деталь нагревают в среде, содержащей тот элемент, которым проводится насыщение. Выдержка при нагреве должна быть достаточной для того, чтобы атомы насыщающего элемента проникли в деталь на нужную глубину. Если насыщение проводится углеродом, то процесс называется цементацией, если азотом – то азотированием, хромом – хромированием, Si – силицированием, В – борированием и так далее.

Цементация – процесс ХТО, представляющий собой диффузионное насыщение поверхностного слоя стали углеродом на глубину 0,5 ÷ 2 мм при нагреве в соответствующей среде. Цель – получение поверхности с большой твердостью и износостойкостью при вязкой сердцевине детали. Это достигается обогащением поверхностного слоя стали углеродом до 0,8 ÷ 1,0 % и последующей термической обработкой – закалкой или нормализацией при разных температурах и низким отпуском.

Цементации подвергают обычно низкоуглеродистые (с содержанием углерода до 0,25 %) легиро­ванные стали. Цементацию проводят в твёрдых и (чаще) газообразных углеродсодержащих средах. В твёрдой среде, углем – старый способ, в газообразной – разработал Аносов в 30 гг. 19 века.

Цементируют обычно окисью углерода СО или природным газом – в основном метаном СН4 в герметичных камерах при температуре 900 – 950 оС, газ разлагается на С (атомарный) и О2 или Н2, затем углерод диффундирует в аустенит поверхностного слоя, где образует цементит и – после закалки – мартенсит, а после отпуска – «мартенсит отпуска». Содержание углерода меняется от 0,8 ÷ 1,0 % на поверхности до 0,25 % в сердцевине детали. Структура стали тоже меняется от «перлит + цементит (в нем 6,67 % углерода)» на поверхности детали до «феррит + перлит (в нем очень малоуглерода)» в глубине детали.

Азотирование – процесс ХТО, представляющий собой диффузионное насыщение поверхност­ного слоя стали азотом. Разработан Чижевским в 1913 году. Азотирование проводят в атмосфере аммиака Nh4 при температуре 500-700 оС – условия как при высоком отпуске. Цель – получение поверхности с высокой твёрдостью и износостойкостью или устойчивостью против коррозии – так называемое антикоррозионное азотирование. Процесс ведут в герметичной печи. Аммиак диссоциирует на N (атомарный) и Н2, атом азота проникает вглубь детали. Азот с металлами образует соединения – нитриды – Fe2N, но самыми твёрдыми и термостойкими нитридами являются нитриды хрома, алюминия и молибдена – CrN, AlN и МоN, поэтому с целью получения очень твёрдой и термостойкой поверхности детали изготавливают из легированной стали, содержащей эти элементы – Cr, Al и Мо. Азотированные детали при работе могут испытывать не только трение, но и воздействие высоких температур (например, гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания) – более 700 оС. Толщина азотированного слоя – 0,3 ÷ 0,6 мм, но процесс длится очень долго, до 90 часов. Это недостаток метода, который исправляют, используя другие режимы и среду азотирования.

Цианирование – поверхностное насыщение стали одновременно углеродом и азотом в расплав­ленной соли натрия NаСN при температуре 820–960 оС. Однако NаСN очень ядовит, поэтому больше применяется нитроцементация, при которой детали нагревают в газовой смеси, состоя­щей из науглероживающего газа и аммиака, то есть нитроцементация совмещает процессы газо­вой цементации и азотирования. Температура нитроцементации – до 870 оС, толщина слоя от 0,2 мм до 1 мм.

Преимущества метода – более низкие температуры (870 оС) по сравнению с цементацией (950 оС), меньшая продолжительность (2-10 часов против 90 часов), большая износостойкость; метод невредный, неядовитый. Из-за этого нитроцементация широко применяется и постепенно становится предпочтительной, то есть вытесняет и газовую цементацию, и уж тем более цианирование.

Борирование, алитирование, хромирование, силицирование – это всё виды ХТО – диффузионное насыщение поверхности стали соответственно бором, алюминием, хромом, кремнием при нагреве в соответствующей среде. В результате поверхностный слой стали получается:

• при борировании – твёрдым, износостойким, коррозионностойким, жаростойким;

• при алитировании – твёрдым, коррозионностойким, жаростойким;

• при хромировании – твёрдым, износостойким, жаростойким, коррозионностойким;

• при силицировании – твёрдым, жаростойким и коррозионностойким.

Процессы идут в разных средах, при разных температурах и временах, по разным технологиям, с получением поверхностного слоя разной толщины.

Вопросы для повторения

1. Виды и назначение термической обработки металлов.

2. Что такое мартенсит?

3. Какая структура стали получается в результате закалки?

4. Как изменяется структура стали при нагреве?

5. Свойства мартенсита?

6. В каких охлаждающих средах проводится закалка? Почему?

7. Как скорость охлаждения зависит от вида охлаждающей среды?

8. Какова кристаллическая решетка мартенсита?

9. Какие бывают виды отпуска стали?

10. Какая структура стали получается при охлаждении ее в закрытой печи? Почему?

11. Как зависит структура стали от скорости охлаждения?

12. Какая структура стали получается в результате низкого отпуска?

13. Какая структура стали получается при ее охлаждении на воздухе? Почему?

14. В каких случаях применяется отжиг?

15. Какая структура стали получается в результате среднего отпуска?

16. Какая структура стали получается в результате ее охлаждения в масле? Почему?

17. Как проводится отжиг?

18. Какая структура стали получается при высоком отпуске?

19. Какая структура стали получается при ее охлаждении в воде? Почему?

20. Какая структура стали получается в результате отжига?

21. Как связаны свойства металла с его структурой?

22. Что такое перлит?

23. Какая структура стали получается в результате нормализации?

24. Какие требования предъявляются к материалу, из которого изготавливают зубчатые колеса?

25. Что такое сорбит?

26. Что такое закалка?

27. Каким образом проводят поверхностную закалку?

28. Что такое троостит?

29. Как проводится закалка?

30. Что такое поверхностная закалка? Когда она применятся?

31. Виды, назначение термической обработки металлов?

32. Что такое отпуск стали?

33. Как изменяется структура стали при нагреве?

34. Что такое критическая скорость закалки?

35. С какой целью проводится отпуск стали?

36. Почему при термической обработке стали температуру нагрева берут близкой к линиям GSE и PSK?

37. При какой температуре образуется мартенсит?

38. Для чего при термической обработке стали при нагреве делают выдержку времени?

39. Как зависит скорость охлаждения от вида охлаждающей среды?

40. Как структура стали зависит от скорости охлаждения?

41. Как проводится нормализация?

1. В чем заключается воздействие химико-термической обработки?

2. На чем, каком явлении основана химико-термическая обработка металлов?

3. При каких условиях один элемент диффундирует в другой?

4. Какие процессы происходят при химико-термической обработке металлов?

5. Что такое диссоциация молекул внешней среды?

6. Что такое адсорбция?

7. Что такое диффузия?

8. Как называются виды ХТО в зависимости от насыщающего элемента?

9. Что такое цвета побежалости?

10. Для чего производят ХТО стали?

11. Какие стали подвергаются цементации? Почему?

12. В какой внешней среде проводят цементацию?

13. Свойства поверхностного слоя стали при цементации?

14. В какой внешней среде проводят азотирование?

15. Какие стали подвергаются азотированию? Почему?

16. Свойства поверхностного слоя стали после азотирования?

17. Какая ХТО называется цианированием? Охарактеризуйте ее.

18. Что такое нитроцементация? В какой внешней среде проводится?

19. Преимущества нитроцементации перед цианированием?

20. Как называются процессы химико-термической обработки стали бором, алюминием, хромом, кремнием?

21. Какие свойства приобретает сталь в результате борирования?

22. Какие свойства приобретает сталь в результате алитирования?

23. Какие свойства приобретает сталь в результате хромирования?

24. Какие свойства приобретает сталь в результате силицирования?

refdb.ru

Термическая обработка металлов и сплавов

Термическая обработка металлов и сплавов применяется в осуществлении технологических процессов на производстве по изготовлению изделий из металлического сырья. Такой вид работы с металлом широко распространена в деятельности машиностроительных предприятий и организаций, продукция которых выполняется из разнообразных высокопрочных стальных сплавов. Данный способ обработки может применяться, как промежуточный этап, который обеспечивает улучшение технических характеристик изделия при помощи воздействия на него высоким давлением, разрезанием и др. Также, термическую обработку, можно задействовать в качестве конечного процесса работы с заготовкой, который будет способствовать улучшению качеств будущего изделия в механическом, физическом и эксплуатационном плане.

Итогом термической обработки металлов и сплавов становится широкомасштабное изменение технических и технологических свойств металлических элементов. Высокий уровень увеличения механического сопротивления заготовки после термической обработки, если сравнивать с первоначальными возможностями, предоставляет широкий диапазон увеличения применяемого напряжения, позволяет варьировать с размерами и весом механизмов которые состоят из таких элементов. То есть, термический способ закаливания деталей повышает общую надежность их эксплуатации и продлевает период функционального использования. Термический способ изменения качеств металлических изделий делится на несколько видов. К ним относятся такие этапы технологических операций, как отжиг, закалка, отпуск, старение, обработка холодом.

 

Виды и технологии термической обработки металлов и сплавов

 

Горячей обработкой металлов является отжиг, процесс которого состоит в накаливании заготовки до достижения установленного уровня температуры, с последующей выдержкой материала и его охлаждением вместе с нагревательной конструкцией. Такой способ используют для облегчения операций связанных с порезкой заготовок из стали, для уменьшения твердости сплавов, с целью образования у металлической основы структуры зернистого типа. Также таким методом удаляют лишний уровень напряжения металла и снимают с состава сплавов разнообразные неоднородные вещества, которые могли попасть в структуру металлического элемента при осуществлении предыдущих процессов обработки. Отжиг воздействует на улучшение структурного состояния материала.

 

 

Такой процесс термической обработки металлов и сплавов, в зависимости от индивидуальных особенностей проведения технологических операций, разделяют на отжиг первого рода, гомогенизационная обработка, вторичное отжигание заготовки, рекристаллизационные операции, полный отжиг. Также существуют такие подвиды рабочих процессов по отжиганию металла, как неполный отжиг, диффузионный, изотермический, сфероизодирующий и светлый. Распространенным процессом работы со сталью является нормализация, которая также осуществляется при помощи высокотемпературной обработки металлов.

Закалка применяется для получения неравновесной структурной основы металлического изделия. В процессе закаливания заготовка нагревается до необходимого температурного уровня, далее выдерживается определенное время в таком состоянии и охлаждается. Результатом данной процедуры является увеличение прочности материала и его твердости, а также уменьшаются пластичные свойства металла.

 

 

Такие типы термической обработки металлов и сплавов, как отпуск и старение, а также обработка холодом, являются обязательными этапами технологического процесса. Процедура отпуска, завершая процесс термической обработки изделия, формирует структурный состав материала и его основные свойства. Процесс старения осуществляется без глобальной перемены микроструктурного состояния стали. Обработка холодом – самый новый вид термической обработки металлов, который осуществляется путем охлаждения материала до максимально низких температур.

 

Оборудование для термической обработки металлов и сплавов

 

 

Основным оборудованием для термической обработки металлов являются температурные печи. Основными особенностями термообрабатывающих комплексов считают возможность загружать и выгружать металлическое сырье из рабочего сектора печи без снижения температурного режима. Оборудование для выполнения процедур по закалке металла, его отжига и отпуска, обладает высокими ударопрочными качествами и оснащены специальными защитными приспособлениями, для ограждения нагревательных устройств от механического повреждения.

Главным преимуществом именно печей для закалки материала, в сравнении с другими видами приспособлений для термического воздействия на металл, является их доступная стоимость. Но, при  этом, существуют некоторые недоработки в конструкции такого оборудования, которые усложняют процесс загрузки и выгрузки сырьевой массы

 

 

promplace.ru

Термическая обработка металлов

Количество просмотров публикации Термическая обработка металлов - 464

Термическая обработка металлов, процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, магнитным и др. Размещено на реф.рфЧеловек использует Т. о. металлов с древнейших времён. Ещё в эпоху энеолита͵ применяя холодную ковку самородных золота и меди, первобытный человек столкнулся с явлением наклёпа, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ затрудняло изготовление изделий с тонкими лезвиями и острыми наконечниками, и для восстановления пластичности кузнец должен был нагревать холоднокованую медь в очаге. Наиболее ранние свидетельства о применении смягчающего отжига наклёпанного металла относятся к концу 5-го тысячелœетия до н. э. Такой отжиг по времени появления был первой операцией При этом желœезо науглероживалось, то есть происходила цементация — одна из разновидностей химико-термической обработки. Охлаждая кованое изделие из науглероженного желœеза в воде, кузнец обнаружил резкое повышение его твёрдости и улучшение др. Размещено на реф.рфсвойств. Закалка в воде науглероженного желœеза применялась с конца 2 — начала 1-го тысячелœетия до н. э. В ʼʼОдиссееʼʼ Гомера (8—7 вв. до н. э.) есть такие строки: ʼʼКак погружает кузнец раскалённый топор иль секиру в воду холодную, и зашипит с клокотаньем желœезо — крепче желœезо бывает, в огне и воде закаляясьʼʼ. В 5 в. до н. э. этруски закаливали в воде зеркала из высокооловянной бронзы (скорее всœего для улучшения блеска при полировке). Цементацию желœеза в древесном угле или органическом веществе, закалку и отпуск стали широко применяли в средние века в производстве ножей, мечей, напильников и др. Размещено на реф.рфинструментов. Не зная сущности внутренних превращений в металле, средневековые мастера часто приписывали получение высоких свойств при Т. о. металлов проявлению сверхъестественных сил. До середины 19 в. знания человека о Т. о. металлов представляли собой совокупность рецептов, выработанных на базе многовекового опыта. Потребности развития техники, и в первую очередь развития сталепушечного производства. обусловили превращение Т. о. металлов из искусства в науку. В серединœе 19 в., когда армия стремилась заменить бронзовые и чугунные пушки более мощными стальными, чрезвычайно острой была проблема изготовления орудийных стволов высокой и гарантированной прочности. Несмотря на то что

металлурги знали рецепты выплавки и литья стали, орудийные стволы очень часто разрывались без видимых причин. Д. К. Чернов на Обуховском сталелитейном заводе в Петербурге, изучая под микроскопом протравленные шлифы, приготовленные из дул орудий, и наблюдая под лупой строение изломов в месте разрыва, сделал вывод, что сталь тем прочнее, чем мельче её структура. В 1868 Чернов открыл внутренние структурные превращения в охлаждающейся стали, происходящие при определённых температурах. которые он назвал критическими точками а и b. В случае если сталь нагревать до температур ниже точки а, то её невозможно закалить, а для получения мелкозернистой структуры сталь следует нагревать до температур выше точки b. Открытие Черновым критических точек структурных превращений в стали позволило научно обоснованно выбирать режим Т. о. для получения необходимых свойств стальных изделий. В 1906 А. Вильм (Германия) на изобретённом им дуралюминœе открыл старение после закалки — важнейший способ упрочения сплавов на разной базе (алюминиевых, медных, никелœевых, желœезных и др.). В 30-е гᴦ. 20 в. появилась термомеханическая обработка стареющих медных сплавов, а в 50-е — термомеханическая обработка сталей, позволившая значительно повысить прочность изделий. К комбинированным видам Т. о. относится термомагнитная обработка, позволяющая в результате охлаждения изделий в магнитном поле улучшать их некоторые магнитные свойства. Итогом многочисленных исследований изменений структуры и свойств металлов и сплавов при тепловом воздействии явилась стройная теория Т. о. металлов. Классификация видов Т. о. основывается на том, какого типа структурные изменения в металле происходят при тепловом воздействии. Т. о. металлов подразделяется на собственно термическую, заключающуюся только в тепловом воздействии на металл, химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое воздействия, и термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и пластическую деформацию. Собственно термическая обработка включает следующие виды: отжиг 1-го рода, отжиг 2-го рода, закалку без полиморфного превращения и с полиморфным превращением, старение и отпуск. Отжиг 1-го рода (гомогенизационный, рекристаллизационный и для уменьшения остаточных напряжений) частично или полностью устраняет отклонения от равновесного состояния структуры, возникшие при литье, обработке давлением, сварке и др. Размещено на реф.рфтехнологических процессах. Процессы, устраняющие отклонения от равновесного состояния, идут самопроизвольно, и нагрев при отжиге 1-го рода проводят лишь для их ускорения. Основные параметры такого отжига — температура нагрева и время выдержки. Учитывая зависимость оттого, какие отклонения от равновесного состояния устраняются, различают разновидности отжига 1-го рода. Гомогенизационный отжиг предназначен для устранения последствий дендритной ликвации, в результате которой после кристаллизации внутри кристаллитов твёрдого раствора химический состав оказывается неоднородным и, кроме того, может появляться неравновесная фаза, к примеру химическое соединœение, охрупчивающее сплав. При гомогенизационном отжиге диффузия приводит к растворению неравновесных избыточных фаз, благодаря чему сплав становится более гомогенным (однородным). После такого отжига повышаются пластичность и стойкость против коррозии. Рекристаллизационный отжиг устраняет отклонения в структуре от равновесного состояния, возникающие при пластической деформации. При обработке давлением, особенно холодной, металл наклёпывается — его прочность возрастает, а пластичность снижается из-за повышения плотности дислокаций в кристаллитах. При нагреве наклёпанного металла выше некоторой температуры развивается первичная и затем собирательная рекристаллизация, при которой плотность дислокаций резко снижается. В результате металл разупрочняется и становится пластичнее.

referatwork.ru

термическая обработка металлов - это... Что такое термическая обработка металлов?

 термическая обработка металлов терми́ческая обрабо́тка мета́ллов процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия для целенаправленного изменения их структуры и свойств. Термическая обработка металлов подразделяется на собственно термическую, заключающуюся только в тепловом воздействии на металл, химико-термическую, сочетающую тепловое и химическое воздействие, и термомеханическую, сочетающую тепловое воздействие и пластическую деформацию. Собственно термическая обработка включает отжиг, закалку, старение металлов и отпуск металлов. В эпоху неолита при применении холодной ковки самородной меди первобытный человек столкнулся с явлением наклёпа, затрудняющим изготовление изделий с тонкими лезвиями и острыми наконечниками. Для восстановления пластичности необходимо было нагревать холоднокованую медь в очаге. Наиболее ранние свидетельства о применении смягчающего отжига наклёпанного металла относятся к 6-му тыс. до н. э. Отжиг стал первой операцией термической обработки металлов. Для горячей ковки изделий из железа, полученного с использованием сыродутного процесса, кузнец нагревал заготовку в горне, в пламени древесного угля. При этом железо науглероживалось, т. е. происходила цементация – одна из разновидностей химико-термической обработки. При охлаждении кованого изделия из науглероженного железа в воде резко повышалась его твёрдость и улучшались эксплуатационные характеристики. Закалка в воде высокооловянной, свинцовой бронзы и науглероженного железа широко применялась уже во 2-м тыс. до н. э. Цементацию железа в древесном угле или органическом веществе, закалку и отпуск стали повсеместно применяли в эпоху Древнего мира и в Средневековье. До сер. 19 в. знания человека о термической обработке металлов представляли собой совокупность рецептов, выработанных на основе многовекового опыта. Потребности развития техники, и в первую очередь производства пушек, обусловили превращение термической обработки металлов из искусства в науку. В 1860-х гг. российский учёный Д. К. Чернов, изучая под микроскопом протравленные шлифы из орудийных стволов и наблюдая строение изломов в месте разрыва, сделал вывод, что сталь тем прочнее, чем мельче её структура. В 1868 г. Чернов открыл внутренние структурные превращения в охлаждающейся стали, происходящие при определённых температурах, которые он назвал критическими точками а и b. Если сталь нагревать до температуры ниже точки а, то её невозможно закалить, а для получения мелкозернистой структуры сталь следует нагревать до температуры выше точки b. Открытие Чернова позволило научно обоснованно выбирать режим термической обработки стали для получения необходимых свойств стальных изделий. В 1906 г. немецкий инженер А. Вильм на изобретённом им дуралюмине открыл эффект искусственного старения металлов после закалки – важнейший способ упрочения сплавов (алюминиевых, медных, никелевых, железных и др.). В 1930-е гг. была разработана технология термомеханической обработки стареющих медных сплавов, а в 1950-е гг. – термомеханической обработки сталей, позволившая значительно повысить прочность изделий.

Энциклопедия «Техника». — М.: Росмэн. 2006.

.

• терминал
• термическая печь

Смотреть что такое "термическая обработка металлов" в других словарях:

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА (металлов) — технолог. процесс, заключающийся в нагревании и охлаждении металл. изделий, полуфабрикатов или сплавов с целью изменения их структуры и свойств (хим., физических или механ.) для повышения качества готовых изделий. В зависимости от сложности… …   Технический железнодорожный словарь

• Термическая обработка металлов — Металл в термопечи Термическая обработка металлов и сплавов процесс тепловой обработки металлических изделий, целью которого является изменение структуры и свойств в заданном направлении …   Википедия

• Химико-термическая обработка металлов — Химико термическая обработка (ХТО) нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твердых, жидких, газообразных). В подавляющем большинстве случаев химико… …   Википедия

• Металловедение и термическая обработка металлов — («Металловедение и термическая обработка металлов», )         ежемесячный научно технический и производственный журнал, орган министерства станкостроительной и инструментальной промышленности СССР и Центрального правления Научно технического… …   Большая советская энциклопедия

• химико-термическая обработка металлов — совокупность технологических процессов, приводящих к изменению химического состава, структуры и свойств поверхности металла без изменения состава, структуры и свойств его внутренних зон. Осуществляется с помощью насыщения поверхности различными… …   Энциклопедия техники

• Термическая обработка — Термическая обработка  выдерживание материала при повышенной (нагрев) или при пониженной (охлаждение) температуре, либо соблюдение определённого температурного режима в течение определённого времени для придания ему необходимых свойств.… …   Википедия

• Термическая обработка —         металлов, процесс обработки изделий из металлов и сплавов путём теплового воздействия с целью изменения их структуры и свойств в заданном направлении. Это воздействие может сочетаться также с химическим, деформационным, магнитным и др.… …   Большая советская энциклопедия

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — металлов процесс тепловой обработки металлов и сплавов с целью изменения их структуры, а следовательно, и св в, заключающийся в нагреве до определ. темп ры. выдержке при этой темп ре и последующем охлаждении с заданной скоростью. Т. о. одно из… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА, тепловая обработка в основном металлов и сплавов для изменения их структуры и свойств. Основные виды: закалка (быстрое охлаждение с повышением температуры для увеличения прочности), отжиг (нагрев до высокой температуры,… …   Современная энциклопедия

• ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА — изменение механических свойств металлов путем соответственного температурного режима, иногда в соединении с действием химических реагентов. К термической обработке относится закалка, отжиг, цементация, отпуск, нитрирование и т. д. Самойлов К. И.… …   Морской словарь

dic.academic.ru

---

• 
  Маз 555102
• 
  Конспект пожарные насосы
• 
  Ивеко дейли фото
• 
  Технический процесс
• 
  Citroen berlingo технические характеристики
• 
  К126Г регулировка карбюратора
• 
  Т4 фольксваген технические характеристики
• 
  Подвижные детали кшм
• 
  Самосвал 6х6 вольво
• 
  Пневмоколесный кран
• 
  Пневматическая шина