Новая статья

quote:

Неужели всем (ну хотя бы 5-10 чел.) понятен физический смысл отжига???

Лекция 8

Операции термической обработки стали. Отжиг стали. Виды отжига.

Операции термической обработки стали.

Термическая обработка - самый распространенный в современной технике способ изменения свойств металлов и сплавов. Термообработку применяют как промежуточную операцию для улучшения технологических свойств (обрабатываемости давлением, резанием и д.п.) и как окончательную операцию для придания металлу или сплаву такого комплекса свойств, который обеспечивает необходимые эксплуатационные характеристики изделия. Термическая обработка включает в себя следующие основные виды: отжиг 1-го рода, отжиг 2-го рода, Эти виды термической обработки относятся и к сталям, и к различным металлам и сплавам. Рассмотрим термическую обработку сталей.
Отжиг.
Отжиг ? рода - термическая операция, состоящая в нагреве металла в неустойчивом состоянии, полученном предшествующими обработками, для приведения металла в более устойчивое состояние. Отжиг 1 рода не связан с фазовыми превращениями. Различают гомогенизационный (диффузионный), рекристаллизационный отжиг и отжиг, уменьшающий напряжения.

Гомогенизационный отжиг - это термическая обработка, при которой главным процессом является устранение последствий дендритной ликвации. Это достигается за счет диффузионных процессов. Поэтому, чтобы обеспечить высокую скорость диффузии, сталь нагревают до высоких температур в аустенитной области - 1000-12000С. При этих температурах делается длительная выдержка (10-20 час.) и медленное охлаждение. При гомогенизационном отжиге вырастает крупное аустенитное зерно. Избавиться от этого нежелательного явления можно путем последующей обработки давлением или отжигом ΙΙ рода. Выравнивание состава стали при гомогенизационном отжиге положительно сказывается на механических свойствах, особенно пластичности.

Рекристаллизационный отжиг применяют для сталей после холодной обработки давлением - это термическая обработка деформированного металла или сплава, при котором главным процессом являются возврат и рекристаллизация соответственно. Возвратом называют все изменения в тонкой структуре, которые не сопровождаются изменениями микроструктуры деформированного металла (размер и форма зерен не изменяется). Возврат происходит при относительно низких температурах (300-400 0С).

Рекристаллизацией называют зарождение и рост новых зерен с меньшим количеством дефектов кристаллического строения. В результате рекристаллизации образуются совершенно новые, чаще всего равноосные кристаллы. Между температурным порогом рекристаллизации и температурой плавления имеется простое соотношение:

ТР ≈ (0,3 - 0,4)∙ТПЛ., что составляет для углеродистых сталей 670-700 0С.

Отжиг, уменьшающий напряжение - это термическая обработка, при которой главным процессом является полная или частичная релаксация остаточных напряжений. Такие напряжения возникают при обработке давлением, литья, сварки, шлифовании, обработки резанием и др. технологических процессах. Внутренние напряжения сохраняются в деталях после окончания технологического процесса и называются остаточными. Избавиться от нежелательных напряжений можно путем нагрева сталей от 150 до 650 0С в зависимости от марки стали и способа обработки.

Отжиг ΙΙ рода основан на использовании фазовых превращений сплавов. Этот вид отжига состоит в нагреве выше температуры превращения с последующим медленным охлаждением для получения устойчивого структурного состояния сплавов.

Полный отжиг производится для доэвтектоидных сталей. Для этого сталь нагревают выше критической точки Ас3 на 30-50 0С и после прогрева детали проводят медленное охлаждение. Как правило, детали охлаждают вместе с печью со скоростью 30-100 0С/час. Температурный интервал нагрева для полного отжига показан на стальной части диаграммы железо-цементит (выше линии GS, рис. 1).

Структура доэвтектоидной стали после отжига состоит из избыточного феррита и перлита.

Основные цели полного отжига:

- устранение пороков структуры, возникших при предыдущей обработке (литье, горячей деформации, сварке, термообработке) - крупнозернистость и видманштеттов феррит;

- смягчение стали перед обработкой резанием - получение крупнозернистости для улучшения качества поверхности и большей ломкости стружки низкоуглеродистых сталей;

- уменьшение напряжений.

Рис. 1. Стальная область диаграммы с зонами нагрева при отжиге: 1 - диффузионный;
2 - рекристаллизационный; 3 - для снятия напряжений; 4 - полный; 5 - неполный;

6 - нормализационный

Неполный отжиг отличается от полного тем, что в этом случае нагрев производится на 30-50 0С выше критической точки Ас1 (линия РSК на диаграмме железо-цементит). Эта операция производится как для доэвтектоидных сталей, так и для заэвтектоидных сталей. Охлаждение проводят так же, как и при полном отжиге (вместе с печью).

При неполном отжиге не происходит изменение ферритной составляющей структуры в доэвтектоидной стали и цементитной составляющей в заэвтектоидной стали. Поэтому полного исправления структуры не происходит. Неполный отжиг доэвтектоидной стали используют для смягчения ее перед обработкой резанием, снятия внутренних напряжений.

В заэвтектоидных сталях в результате неполного отжига образуется структура зернистого перлита, обладающая наименьшей твердостью, позволяющая облегчить обработку резанием углеродистых и легированных инструментальных и подшипниковых сталей. Кроме того зернистый перлит является оптимальной структурой перед закалкой, т.к. обладает меньшей склонностью к росту аустенитных зерен, широким интервалом закалочных температур, меньшей склонностью к растрескиванию при закалке и повышенной прочностью и вязкостью закаленной стали.

Изотермический отжиг заключается в нагреве стали до температуры Ас3 + (30-50 0С), затем ускоренное охлаждение до температуры изотермической выдержки ниже точки Ас1 и дальнейшее охлаждение на спокойном воздухе. Изотермический отжиг по сравнению с обычным отжигом имеет два преимущества:

- больший выигрыш во времени, т.к. суммарное время ускоренного охлаждения, выдержки и последующего охлаждения может быть меньше медленного охлаждения изделия вместе с печью;

- получение более однородной структуры по сечению изделий, т.к. при изотермической выдержке температура по сечению изделия выравнивается и превращение во всем объеме стали происходит при одинаковой степени переохлаждения.

Нормализация.

Нормализационный отжиг (нормализация) применяют как промежуточную операцию для смягчения стали перед обработкой резанием и для общего улучшения структуры стали перед закалкой. При нормализации доэвтектоидную сталь нагревают до температур Ас3 + 30-50 0С и заэвтектоидную Аст + 30-50 0С и после выдержки охлаждают на спокойном воздухе.

Ускоренное по сравнению с отжигом охлаждение обуславливает несколько большее переохлаждение аустенита. Поэтому при нормализации получается более тонкое строение эвтектоида (тонкий перлит или сорбит) и более мелкое эвтектоидное зерно.

Прочность стали после нормализации несколько выше, чем после отжига. В заэвтектоидной стали нормализация устраняет грубую сетку вторичного цементита. При нагреве выше точки Аст вторичный цементит растворяется, а при последующем ускоренном охлаждении на воздухе он не успевает образовать грубую сетку, понижающую свойства стали.

Если напильником пилить, он так или иначе уступит тому же ванадису 10-му.
Ванадисом пилить легче!

Потом Вы к канату 3-4 см в диаметре никак не присобачите манеру работы порошками, если резать ножиком из напильника: канат передавливается напильником без потяга или при 0.5-1см потяге, а от Вас, по условиям теста, требуют тянуть его, как порошковые клинки: вопрос только как и зачем? Канат то уже перерезан.
Единственное, что я уяснил полезного, пилить порошком можно с меньшим усилием, чем резать чистым давлением после там 60-100 реза напильником- это важно при практическом использовании.

Кромка напильников или 1.2516 много прочнее порошков: это проверяется при снижении угла заточки под контролем (измерением угла): там, где 1.2516 режет кость без следов (30-35 градусов), порошки получают повреждения уже при продавливании скомканной бумажной салфетки (при 30 градусах). Эта прочность тоже теряется с появлением узора на напильнике:

Отпуск напильника надо делать как можно быстрее из-за; опасности трещин и пока остаточный аустенит не стабилизировался (из-за стабилизации остаточного аустенита не позже 2 часов, из-за опасности образования трещин- как можно быстрее).
При отпуске из остаточного аустенита образуются новый мартенсит и карбиды. Поэтому отпуск делают 2, иногда 3 раза- чтобы отпустить и вновь образованный мартенсит).

Режимы т.о., как пример:
http://www.tritz-messer.com/2014/04/749/

quote:

Originally posted by Burchitai:

Но по поводу его статей - интереснее реакция на статьи, чем они сами.

ЗЫ от себя. Имея верхнее образование и прочитав 2-3 справочника, все равно особо ничего не понимаю. Но плющить железо то хочется
ЗЫЫ О Кузнецове. Да, еще он не боится казаться смешным и глупым.

quote:

, что металлурги "стебаются" или "стебуться" , не знаю

quote:

Originally posted by olega_tor:

да пусь себе "стебуться" дальше, толку от этой металлургичности ни на грош даже для получения результата хотя бы на канатных чемпионатах(синтетических тестах)"видимо в консерваториях нада что-то менять"(с)

quote:

Originally posted by olega_tor:

толку от этой металлургичности ни на грош даже для получения результата хотя бы на канатных чемпионатах

quote:

Originally posted by Burchitai:

я бы не сказал, что плохо выступил на чемпионате

quote:

Originally posted by GAU8A:
Понимаете ли, статья В.Кузнецова все же рассчитана на определенный и весьма специфический круг людей, а 5я палата это..это не 5я 5-6ти летней давности...сейчас актуально- как бы в китае форумник организовать, да подешевле...а мартенситы ей, прошу прощения, до лампочки..ладно еще когда Кузнецов напрямую вышел сюда с вопросом о канате, остроте в контексте реального применения ножа, там -да, получилось попадание в 10ку, что же касаемо данной статьи, то как уже говорил, специфичность темы требует участия определенного сорта народа, располагающего определенным багажом знаний в весьма узкой области...как то так.

+100500. Мне, как дилетанту, все эти мартенситы и отжиги не уперлись. Мне чтоб резал долго и точился легко. Да и вообще - все эти булаты не от хорошей жизни - "порошков" не было

quote:

Originally posted by Аникей Сковородкин:

Какая твердость, кстати? в таблице не обозначена

quote:

Originally posted by Gustav2212-bis:
Учебник по металлургии УЖЕ НАПИСАН!

quote:

В.Кузнецов наиболее сильный из современных исследователей практиков булата
и режущих ножевых сталей.

Хотя, в случае эксклюзивного и стойкого узора какой то смысл появляется.

quote:

Originally posted by хули ган:

..а еще бывают учебники "*** для чайников"возможно, это как раз "наш" случай))

quote:

Originally posted by GAU8A:

полузнание может увести не туда.

В общем, несъедобно.

quote:

Originally posted by иван199:

любое действие кузнеца направленно на улучшение структуры металла и его чистоты

quote:

Originally posted by иван199:

а порошки изначально гомогенны и более чистые