Термическая обработка стали и чугуна

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Дальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университет «ДАЛЬРЫБВТУЗ»

РЕФЕРАТ

На тему: «Термическая обработка стали и чугуна»

По дисциплине: «Материаловедение»

г. Владивосток

Содержание

Введение

1. Виды термической обработки стали

2. Влияние термической обработки на механические свойства стали

3. Технология термической обработки стали

3.1 Отжиг и нормализация

3.2 Закалка

3.3 Отпуск и искусственное старение

3.4. Термомеханическая и механотермическая обработка

3.5 Поверхностная закалка

3.6 Химико-термическая обработка стали

3.7 Дефекты и брак при термической обработке

4. Термическая обработка чугуна

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Термическая обработка - один из широко применяемых методов улучшения свойств металлических материалов и изделий из них.

Термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твердых металлических сплавов с целью получения заданных свойств за счет изменения внутреннего строения и структуры.

Термическая обработка используется в качестве промежуточной операции для улучшения обрабатываемости резанием, давлением и др. и как окончательная операция технологического процесса, обеспечивающая заданный уровень физико-механических свойств детали.

1. Виды термической обработки стали

Основными факторами любого вида термической обработки являются температура, время, скорость нагрева и охлаждения. Режим термообработки обычно представляется графиком в координатах температура - время (t - ф) (рисунок 1). Скорость нагрева и охлаждения характеризуется углом наклона линий на графике.

Рисунок 1 - График термической обработки

Различают три основных вида термической обработки металлов:

- собственно термическая обработка, которая предусматривает только температурное воздействие на металл;

- химико-термическая обработка, при которой в результате взаимодействия с окружающей средой при нагреве меняется состав поверхностного слоя металла и происходит его насыщение различными химическими элементами;

- термомеханическая обработка, при которой структура металла изменяется за счет термического и деформационного воздействия.

Основные виды собственно термической обработки стали:

- отжиг первого рода - нагрев, выдержка и охлаждение стального изделия с целью снятия остаточных напряжений и искажений кристаллической решетки после предшествующей обработки;

- отжиг второго рода - нагрев выше температуры фазового превращения и медленное охлаждение, для получения равновесного фазового состава стали;

- закалка - нагрев выше температур фазового превращения с последующим быстрым охлаждением для получения структурно неравновесного состояния;

- отпуск - нагрев закаленной стали ниже температур фазовых превращений и охлаждение для снятия остаточных напряжений после закалки. Если отпуск проводится при комнатной температуре или несколько ее превышающей, он называется старением.

термический сталь механический чугун

2. Влияние термической обработки на механические свойства стали

Термическая обработка проводится для изменения механических свойств стали (прочности, твердости, пластичности, вязкости). Эти свойства зависят от структуры стали после термической обработки.

После отжига, отпуска, нормализации (отпуск с охлаждением на воздухе) структура стали состоит из пластичного феррита и цементита, обладающего высокой твердостью и хрупкостью. Включения карбидов оказывают упрочняющее действие на стали. При малом числе цементитных включений стали пластичны и имеют невысокую твердость. Измельчение частиц цементита при термической обработке приводит к упрочнению стали. При укрупнении частиц цементита увеличивается способность стали к пластической деформации.

После закалки структура стали состоит из мартенсита и остаточного аустенита. Твердость определяется твердостью мартенсита и его количеством. Пластичность закаленной стали зависит не только от содержания мартенсита, но и от его дисперсности (размера игл). Для обеспечения высокого комплекса механических свойств стремятся получить после закалки мелкоигольчатую структуру, что достигается при мелкозернистой структуре аустенита до превращения.

Твердость стали зависит от температуры изотермического распада аустенита. Чем ниже температура изотермического распада аустенита, тем выше дисперсность перлитных фаз и вследствие этого выше твердость стали.

Заключительной операцией термической обработки является отпуск. При отпуске стальное изделие приобретает свои окончательные свойства. Чем выше температура отпуска, тем ниже прочность и выше пластичность стали. Наибольшая пластичность соответствует при температуре 600-650 ^оС.

Механические свойства стали после закалки и высокого отпуска оказываются выше по сравнению с отожженной или нормализованной сталью.

Двойная термическая обработка, состоящая в закалке с последующим высоким отпуском, ведущая к существенному улучшению общего комплекса механических свойств, называется улучшением и является основным видом термической обработки конструкционных сталей.

3. Технология термической обработки стали

3.1 Отжиг и нормализация

Отжиг - термическая обработка, при которой сталь нагревается до определенной температуры, выдерживается при ней и затем медленно охлаждается в печи для получения равновесной, менее твердой структуры, свободной от остаточных напряжений.

На рисунке 2 представлена схема различных видов отжига.

К отжигу I рода, не связанному с фазовыми превращениями в твердом состоянии, относятся:

- диффузионный отжиг (или гомогенизация) - нагрев до 1000-1100 ^оС для устранения химической неоднородности, образовавшейся при кристаллизации металла. Получается крупнозернистая структура, которая измельчается при последующем полном отжиге или нормализации;

- рекристаллизационный отжиг, который применяется для снятия наклепа после холодной пластической деформации. Температура нагрева чаще всего находится в пределах 650 - 700 ^оС;

- отжиг для снятия внутренних напряжений. Применяют с целью уменьшения напряжений, образовавшихся в металле при литье, сварке, обработке резанием и т.д. Температура отжига находится в пределах 200 - 700 ^оС, чаще 350 - 600 ^оС.



Рисунок 2 - Температура нагрева при отжиге и нормализации: отжиг I рода (1 - диффузионный отжиг; 2 - рекристаллизационный отжиг; 3 - отжиг для снятия напряжений). Отжиг II рода (4 - полный отжиг; 5 - неполный отжиг; 6 - нормализация)

Отжиг II рода (или фазовая перекристаллизация) может быть полным или неполным:

- полный отжиг - нагрев стали на 30 - 50^о выше верхней критической точки (линия GS) с последующим медленным охлаждением.

Полному отжигу подвергают отливки, поковки, прокат для измельчения зерна, снятия внутренних напряжений. При этом повышаются пластичность и вязкость.

- неполный отжиг отличается от полного тем, что сталь нагревают до более низкой температуры (на 30 - 50^о выше температуры 727 ^оС. Это более экономичная операция, чем полный отжиг, так как нагрев производится до более низких температур.

При неполном отжиге улучшается обрабатываемость резанием в результате снижения твердости и повышения пластичности стали.

Изотермический отжиг заключается в нагреве и выдержке при температуре на 30-50^о выше верхней критической точки, охлаждении до 600-700 ^оС, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении на воздухе. При таком отжиге уменьшается время охлаждения, улучшается обрабатываемость резанием. Применяется для легированных сталей.

Нормализация - разновидность отжига; при нормализации охлаждение проводится на спокойном воздухе. Скорость охлаждения несколько больше, чем при обычном отжиге, что определяет некоторое отличие свойств отожженной и нормализованной стали.

Устраняется крупнозернистая структура, полученная при литье, прокатке или ковке. Охлаждение на воздухе, вне печи, снижает затраты на термообработку. Нормализацию применяют для низкоуглеродистых сталей вместо отжига, а для среднеуглеродистых сталей вместо улучшения (закалка + высокий отпуск).

3.2 Закалка

Закалка - это термическая обработка, которая заключается в нагреве стали до температур, превышающих температуру фазовых превращений, выдержке при этой температуре и последующем охлаждении со скоростью, превышающей критическую минимальную скорость охлаждения. Основной целью закалки является получение высокой твердости, упрочнение.

Оптимальный интервал закалочных температур углеродистой стали представлен на рисунке 3.

В зависимости от температуры нагрева различают:

- полную закалку, при которой нагрев осуществляется в однофазную аустенитную область (на 30--50° выше линии GSE). При быстром охлаждении происходит полное превращение аустенита в мартенсит;

- неполную закалку, при которой нагрев осуществляется в двухфазную область (на 30--50° выше линии PSK, но ниже линии GSE) и при охлаждении формируется в доэвтектоидных сталях феррито-мартенинситная, а в заэвтектоидных сталях -- мартенсито-цементитная структура.



Рисунок 3 - Оптимальный интервал закалочных температур углеродистой стали

На практике полную закалку применяют для доэвтектоидных сталей, неполную для заэвтектоидных сталей.

Температура нагрева под закалку легированных сталей обычно выше, чем для углеродистых. Диффузионные процессы в легированных сталях протекают медленнее, поэтому для них требуется более длительная выдержка. Нагрев легированных сталей до более высокой температуры и более длительная выдержка не сопровождается ростом зерна, так как легирующие элементы снижают склонность к росту зерна при нагреве. После закалки структура состоит из легированного мартенсита.

Для достижения максимальной твердости при закалке стремятся получать мартенситную структуру. Минимальная скорость охлаждения, необходимая для переохлаждения аустенита до мартенситного превращения, называется критической скоростью закалки. Скорость охлаждения определяется видом охлаждающей среды.

Обычно для закалки используют кипящие жидкости: воду, водные растворы солей и щелочей, масла.

Выбор конкретной закалочной среды определяется видом изделия. Например, воду с температурой 18-25°С используют в основном при закалке деталей простой формы и небольших размеров, выполненных из углеродистой стали. Детали более сложной формы из углеродистых и легированных сталей закаляют в маслах. Для закалки легированных сталей часто используют водные растворы NaCL и NaOH с наиболее высокой охлаждающей способностью. Для некоторых легированных сталей достаточная скорость охлаждения обеспечивается применением спокойного или сжатого воздуха.

Из-за пониженной теплопроводности легированных сталей их нагревают и охлаждают медленнее.

Важными характеристиками стали, необходимыми для назначения технологических режимов закалки, являются закаливаемость и прокаливаемость. Закаливаемость характеризует способность стали к повышению твердости при закалке и зависит главным образом от содержания углерода в стали.

Прокаливаемость характеризует способность стали закаливаться на требуемую глубину. Зависит прокаливаемость от критической скорости охлаждения: чем меньше критическая скорость закалки, тем выше прокаливаемость. На прокаливаемость оказывают влияние химический состав стали, характер закалочной среды, размер и форма изделия и многие другие факторы. Легирование стали способствует увеличению ее прокаливаемости. Прокаливаемость деталей из среднеуглеродистой стали при закалке в масле ниже, чем при закалке в воде. Прокаливаемость резко уменьшается с увеличением размеров заготовки.

При сквозной прокаливаемости по сечению изделия механические свойства одинаковы, при несквозной прокаливаемости в сердцевине наблюдается снижение прочности, пластичности и вязкости металла. Прокаливаемость является важной характеристикой стали и при выборе марки стали рассматривается наряду с ее механическими свойствами, технологичностью и себестоимостью.

Способы закалки стали:

- закалка в одном охладителе, при которой нагретая деталь погружается в охлаждающую жидкость и остается там до полного охлаждения. Наиболее простой способ. Недостаток -- возникновение значительных внутренних напряжений. Закалочная среда -- вода для углеродистых сталей сечением более 5 мм, масло -- для деталей меньших размеров и легированных сталей;

- закалка в двух средах, при которой деталь до 300-- 400°С охлаждают в воде, а затем переносят в масло. Применяют для уменьшения внутренних напряжений при термообработке изделий из инструментальных высокоуглеродистых сталей. Недостаток -- трудность регулирования выдержки деталей в первой среде;

- ступенчатая закалка, при которой деталь быстро охлаждается погружением в соляную ванну с температурой, немного превышающей температуру мартенситного превращения, выдерживается до достижения одинаковой температуры по всему сечению, а затем охлаждается на воздухе. Медленное охлаждение на воздухе снижает внутренние напряжения и возможность коробления. Недостаток -- ограничение размера деталей;

- изотермическая закалка, при которой деталь выдерживается в соляной ванне до окончания изотермического превращения аустенита. Применяют для конструкционных легированных сталей. При такой закалке обеспечивается достаточно высокая твердость при сохранении повышенной пластичности и вязкости;

- закалка с самоотпуском, при которой в закалочной среде охлаждают только часть изделия, а теплота, сохранившаяся в остальной части детали после извлечения из среды, вызывает отпуск охлажденной части. Применяют для термообработки ударного инструмента типа зубил, молотков, которые должны сочетать высокую твердость и вязкость;

- обработка холодом состоит в продолжении охлаждения закаленной стали ниже 0°С до температур конца мартенситного превращения (обычно не ниже --75°С). В результате обработки холодом повышается твердость и стабилизуются размеры деталей. Наиболее распространенной является охлаждающая среда смеси ацетона с углекислотой.

3.3 Отпуск и искусственное старение

Отпуск -- это заключительная операция термической обработки стали, которая заключается в нагреве ниже температуры перлитного превращения (727°С), выдержке и последующем охлаждении. При отпуске формируется окончательная структура стали. Цель отпуска -- получение заданного комплекса механических свойств стали, а также полное или частичное устранение закалочных напряжений.

Различают следующие виды отпуска:

- низкий отпуск проводят при 150--200°С для снижения внутренних напряжений и некоторого уменьшения хрупкости мартенсита. Закаленная сталь после низкого отпуска имеет структуру отпущенного мартенсита, твердость ее почти не снижается, а прочность и вязкость повышаются. Низкий отпуск применяют для углеродистых и низколегированных сталей, из которых изготавливается режущий и измерительный инструмент, а также для машиностроительных деталей, которые должны обладать высокой твердостью и износостойкостью.

- средний отпуск проводят при 350--450°С для некоторого снижения твердости при значительном увеличении предела упругости. Структура стали представляет троостит отпуска, обеспечивающий высокие пределы прочности, упругости и выносливости, а также улучшение сопротивляемости действию ударных нагрузок. Этот отпуск применяют для пружин, рессор и для инструмента, который должен иметь значительную прочность и упругость при достаточной вязкости.

- высокий отпуск проводят при 440--650°С для достижения оптимального сочетания прочностных, пластических и вязких свойств. Структура стали представляет собой однородный сорбит отпуска с зернистым строением цементита. Высокий отпуск применяется для конструкционных сталей, детали из которых подвергаются действию высоких напряжений и ударным нагрузкам. Термическая обработка, состоящая из закалки с высоким отпуском (улучшение), является основным видом термической обработки конструкционных сталей.

Искусственное старение - это отпуск при невысоком нагреве. При искусственном старении детали нагревают до температуры 120-150 ^оС и выдерживают при ней в течение 10-35 часов. Длительная выдержка позволяет, не снижая твердости закаленной стали, стабилизировать размеры деталей.

Искусственное старение значительно ускоряет процессы, которые происходят при естественном старении. Естественное старение заключается в выдержке деталей и инструмента при комнатной температуре и длится три и более месяцев.

3.4 Термомеханическая и механотермическая обработка

Повысить комплекс механических свойств стали по сравнению с обычной термической обработкой позволяют методы, сочетающие термическую обработку с пластическим деформированием.

Термомеханическая обработка (ТМО) заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с закалкой. После закалки проводят низкотемпературный отпуск (рисунок 4).



Рисунок 4 - Схема термомеханической обработки стали: а - ВТМО; б - НТМО

В зависимости от температуры, при которой сталь подвергают пластической деформации, различают два основных способа термомеханической обработки:

- высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО), при которой деформируют сталь, нагретую до однофазного аустенитного состояния (выше линии GS на диаграмме железо--цементит). Степень деформации составляет 20--30 %. После деформации следует немедленная закалка (рис. 4,а);

- низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО), при которой сталь деформируют в области устойчивости переохлажденного аустенита (400--600°С). Степень деформации составляет 75--95 %. Сразу после деформации проводят закалку (рис. 4,б). В обоих случаях после закалки следует низкотемпературный отпуск (100--300°С).

Термомеханическая обработка позволяет получить очень высокую прочность при хорошей пластичности и вязкости. Наибольшее упрочнение достигается при НТМО, но проведение ее более сложно по сравнению с ВТМО, так как требуются более высокие усилия деформации. ВТМО более технологична, она обеспечивает большой запас пластичности и лучшую конструктивную прочность.

Механотермическая обработка, так же как и термомеханическая, сочетает закалку и деформирование, но имеет обратный порядок этих процессов: сначала сталь подвергают термической обработке, а затем деформируют. Одним из видов механотермической обработки является патентирование.

Патентирование заключается в термической обработке с последующей деформацией на 90-95%. Такая обработка позволяет достичь высокого предела прочности тонкой проволоки из высокоуглеродистой стали.

3.5 Поверхностная закалка

Поверхностная закалка -- это термическая обработка, при которой закаливается только поверхностный слой изделия на заданную глубину, тогда как сердцевина изделия остается незакаленной. В результате поверхностный слой обладает высокой прочностью, а сердцевина изделия остается пластичной и вязкой, что обеспечивает высокую износостойкость и одновременно стойкость к динамическим нагрузкам.

В промышленности применяют следующие методы поверхностной закалки:

- закалку с индукционным нагревом токами высокой частоты при массовой обработке стальных изделий;

- газопламенную поверхностную закалку пламенем газовых или кислород-ацетиленовых горелок (температура пламени 2400--3000°С) для единичных крупных изделий;

- закалку в электролите для небольших деталей в массовом производстве;

- лазерную закалку, позволяющую существенно увеличить износостойкость, предел выносливости при изгибе и предел контактной выносливости.

Закалка с индукционным нагревом (нагрев ТВЧ) -- наиболее распространенный способ поверхностной закалки.

Схема устройства для закалки с нагревом токами высокой частоты представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Схема устройства для закалки с нагревом токами высокой частоты: 1- закаливаемая деталь; 2 - индуктор; 3 - охладитель

Деталь 1 помещают в индуктор 2, который представляет собой медные трубки с циркулирующей внутри водой для охлаждения. К индуктору подводят переменный электрический ток. Внутри индуктора возникает переменное магнитное поле. Магнитный поток индуцирует в металле изделия вихревые токи, вызывающие нагрев поверхности. Основное количество тепла выделяется в тонком поверхностном слое. Глубина нагрева зависит от свойств металла и частоты тока. Чем больше частота тока, тем тоньше получается закаленный слой.

После нагрева в индукторе деталь охлаждается с помощью специального охлаждающего устройства 3. Через имеющиеся в нем отверстия на поверхность детали разбрызгивается охлаждающая жидкость. Закаленные изделия подвергают отпуску при 160--200°С.

3.6 Химико-термическая обработка стали

Химико-термической обработкой называется тепловая обработка металлических изделий в химически активных средах для изменения химического состава, структуры и свойств поверхностных слоев. Химико-термическая обработка основана на диффузии атомов различных химических элементов в кристаллическую решетку железа при нагреве в среде, содержащей эти элементы.

Любой вид химико-термической обработки состоит из следующих процессов:

- диссоциация -- распад молекул и образование активных атомов насыщенного элемента, протекает во внешней среде;

- адсорбция -- поглощение (растворение) поверхностью металла свободных атомов, происходит на границе газ--металл;

- диффузия -- перемещение атомов насыщающего элемента с поверхности вглубь металла.

Насыщающий элемент должен взаимодействовать с основным металлом, образуя твердые растворы или химические соединения, иначе процессы адсорбции и диффузии невозможны. Глубина проникновения диффундирующих атомов (толщина диффузионного слоя) зависит от состава стали, температуры и продолжительности насыщения.

3.7 Дефекты и брак при термической обработке

При термической обработке могут возникнуть дефекты, связанные как с режимом и технологией ее проведения, так и с особенностями конструкции изделия. Одни виды дефектов неисправимы (трещины, пережог), другие можно устранить последующими операциями механической или термической обработки.

При отжиге и нормализации могут появиться следующие дефекты:

- коррозия -- окисление металла при взаимодействии поверхности стальных деталей с печными газами. При этом образуется окалина, повреждается поверхность детали, что затрудняет обработку металла режущим инструментом. Окалину удаляют травлением в растворе серной кислоты, очисткой в дробеструйных установках или галтовочных барабанах;

- обезуглероживание -- выгорание углерода с поверхности детали, происходит при окислении стали. Приводит к резкому снижению прочности, может вызвать образование закалочных трещин и коробление. Для предохранения деталей от окисления и обезуглероживания при отжиге, нормализации и закалке в рабочее пространство печи вводят безокислительные (защитные) газы;

- перегрев -- образование крупнозернистой структуры стали при нагреве выше определенных температур и длительной выдержке. Перегрев ведет к понижению пластичности, образованию трещин при закалке. Исправляется повторным отжигом или нормализацией;

- пережог может возникнуть в результате нагрева при еще более высоких температурах и длительной выдержке металла при высокой температуре в окислительной атмосфере печи. Пережог сопровождается окислением и частичным оплавлением границ зерен. Металл становится хрупким. Пережог является неисправимым браком.

В процессе закалки могут возникнуть следующие дефекты:

- закалочные трещины (наружные или внутренние) образуются вследствие высоких внутренних напряжений и являются неисправимым браком. Трещины возникают при неправильном нагреве (перегреве) и большой скорости охлаждения деталей, а также если в изделии имеются резкие переходы от тонких сечений к толстым, выступы, заостренные углы и т. п.;

- деформация -- изменение формы и размеров изделия, происходит в результате внутренних напряжений, вызванных неравномерным охлаждением;

- коробление -- несимметричная деформация изделий. Коробление может происходить вследствие причин, вызывающих деформацию, а также при неправильном положении детали при погружении ее в закалочную среду;

- мягкие пятна -- участки на поверхности изделия с пониженной твердостью. Образуются в местах, где имелись окалина, загрязнения, участки с обезуглероженной поверхностью, а также при недостаточно быстром движении деталей в закалочной среде;

- низкая твердость изделия является следствием недогрева, недостаточной выдержки или недостаточно быстрого охлаждения в закалочной среде. Для исправления такого дефекта деталь подвергают высокому отпуску и повторной закалке;

- перегрев и недогрев под закалку приводят к снижению механических свойств. Исправляют эти дефекты отжигом, после которого снова проводят закалку;

- окисление и обезуглероживание поверхности изделия предупреждается строгим соблюдением режима термической обработки и нагревом в среде нейтральных газов (азот, аргон).

4. Термическая обработка чугуна

Серые, белые и ковкие чугуны подвергают термической обработке с целью изменения их структуры и свойств.

Технология термической обработки чугуна (отжиг, нормализация, закалка, отпуск и химико-термическая обработка) сходна с технологией термической обработки стали.

В отличие от структурных превращений, наблюдаемых в стали, в чугунах при некоторых видах термической обработки происходит разложение цементита.

Цементит является неустойчивым химическим соединением, способным при нагреве до температур свыше 550° разлагаться с образованием графита или углерода. Этим свойством цементита пользуются при получении ковкого чугуна и при устранении отбеленной корки на деталях из серых чугунов, образующейся в процессе отливки на поверхности деталей, соприкасающейся с формой.

Кроме процесса разложения цементита и выделения углерода, может идти иной процесс -- частичное растворение структурно свободного углерода в твердом растворе. Это явление используют при необходимости повысить твердость чугунного изделия.

В зависимости от структуры различают следующие классы чугунов: ферритный, феррито-перлитный, перлитный и перлитно-цементитный. В промышленности применяются чугуны ферритно-перлитного и перлитного классов.

Различают также следующие виды чугунов: серый, белый, модифицированный, высокопрочный, ковкий и специальные легированные чугуны.

Для повышения механических свойств чугуна применяются следующие виды термической обработки: отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Термической обработке подвергаются практически все виды чугунов, особенно серый, ковкий и высокопрочный.

Низкотемпературный отжиг выполняют при температуре 500-550 °C с выдержкой от 2 до 8 ч. Охлаждение производится со скоростью 20-30 °C в час до температуры 150-200 °C, затем на воздухе. Применяется для снятия внутренних напряжений, заменяет естественное старение.

Высокотемпературный отжиг проводят при температуре 950-1000 °C с выдержкой в течение до 4-х часов и охлаждением в печи. Применяется для повышения обрабатываемости чугуна, понижения его твердости, а при длительной выдержке - для получения ковкого чугуна.

Нормализация (нагрев до температуры 820-900 °C с последующим охлаждением на воздухе) применяется для повышения износостойкости и прочности чугуна.

Закалка чугуна может быть обычной, изотермической с нагревом в печах или токами высокой частоты. Нагревают до 830-900 °C. При изотермической закалке охлаждение производится в ванне с расплавленной солью, нагретой до 200-400 °C. При закалке в масле изделия нагревают до 830-870 °C, при закалке в воде - до 800-820 °C. Закалка применяется для повышения твердости, износостойкости, предела прочности и упругости.

Закаленный чугун подвергается низкотемпературному (180-250 °C) или высокотемпературному (400-600 °C) отпуску для снятия внутренних напряжений, повышения пластичности и прочности.

Легированным называют чугун, содержащий специальные добавки, такие как никель, молибден, кремний, хром и ванадий. Легированные чугуны с целью закаливания нагреваются до температуры 850-880 °C, а затем охлаждаются в масле. Температура отпуска 200-250 °C.

Модифицированный чугун - это чугун, в который в жидком состоянии перед разливкой введены модификаторы: ферросилиций, силикокальций и алюминий, церий, магний. Модификаторы способствуют получению высоких прочностных и других механических свойств чугуна.

Ковкий чугун получают из белого или серого чугуна путем соответствующего отжига. После такой термической обработки он приобретает вязкость, хорошую обрабатываемость и механическую прочность.

Заключение

Под термической обработкой понимают процесс тепловой обработки, при котором заданные физико-механические свойства (высокая твердость, пластичность, износостойкость) достигаются за счет изменения кристаллической структуры, но без изменения химического состава материалов. Термической обработке подвергаются сталь, чугун и некоторые сплавы цветных металлов.

К термической обработке относятся: отжиг, закалка, отпуск, нормализация (термическое улучшение), обработка холодом.

Список использованной литературы

1. Материаловедение: Учебник для вузов/ Б.Н. Арзамасов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; Под общ.ред. Б.Н. Арзамасова, Г.Г. Мухина. -М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003

2. Чумаченко Ю.Т. Материаловедение и слесарное дело: учебное пособие/ Ю.Т. Чумаченко. - Ростов н/Д: Феникс, 2008

3. http://www.k2x2.info/uchebniki/slesarnoe_delo

4. http://www.conatem.ru/tehnologiya_metallov/termicheskaya-obrabotka-chuguna.html

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/

6. http://automaterial.ru/?page_id=79

Размещено на Allbest.ru

...