Термическая обработка сплавов, не связанная с фазовыми превращениями в твердом состоянии

Для уменьшения остаточных напряжений в изделии, рекристаллизации пластически деформированных полуфабрикатов, уменьшения внутрикристаллической ликвации в слитках или отливках проводят

ТО, не связанную с фазовыми превращениями в твердом состоянии. Соответствующие операции ТО являются разновидностями отжига.

Отжиг для снятия напряжений

Получение заготовок методами литья и обработки металлов давлением, механическая обработка заготовок сопровождаются возникновением в них остаточных напряжений, которые уравновешиваются в объеме объекта обработки (в дальнейшем — изделие). Чаще всего эти напряжения нежелательны. Они вызывают деформацию изделия при последующей обработке или в процессе эксплуатации. Остаточные напряжения повышают вероятность хрупкого разрушения изделия или конструкции в целом, вызывают склонность к растрескиванию в коррозионной среде.

Для уменьшения остаточных напряжений изделие отжигают.

В железоуглеродистых сплавах значительное снижение остаточных напряжений происходит в процессе выдержки при 450...600 °С. Время выдержки зависит от массы изделия и устанавливается от нескольких до десятков часов. По окончании выдержки изделие медленно охлаждают, что предотвращает появление новых напряжений. Скорость охлаждения зависит от массы изделия и лежит в пределах 20...200 градус/ч.

Рекристаллизационный отжиг

Цель рекристаллизационного отжига — понижение прочности и восстановление пластичности деформированного металла, получение определенной кристаллографической текстуры и заданного размера зерен.

Рекристаллизационный отжиг часто используют в качестве промежуточной смягчающей обработки при многопроходном пластическом деформировании материала (холодная прокатка, волочение). В изделиях из металлов и сплавов, представляющих собой твердые растворы, не имеющие фазовых превращений (алюминий, медь, никель, ферритные и аустенитные стали, однофазные латуни и бронзы), единственной возможностью регулирования размера зерен является пластическая деформация с последующим рекристаллизационным отжигом.

Температура нагрева, как правило, на 100...200 °С превышает температуру рекристаллизации. Скорость охлаждения при этом отжиге не имеет решающего значения, поэтому охлаждение по окончании выдержки проводят на воздухе.

Диффузионный отжиг (гомогенизация)

В реальных условиях кристаллизация твердых растворов (разливка сплавов, получение отливок) протекает неравномерно: диффузионные процессы, необходимые для выравнивания концентрации растущих кристаллов по всему объему изделия, отстают от процесса кристаллизации. В результате сохраняется неоднородность химического состава по объему кристалла — внутрикристаллическая ликвация. Сердцевина кристалла обогащена тугоплавкими компонентами, а наружные части — легкоплавкими.

Внутрикристаллическая ликвация снижает пластичность материала, затрудняет последующую обработку изделия давлением.

Диффузионный отжиг стальных слитков при 1100... 1300 °С продолжительностью 20...50 ч приводит к равномерному распределению фосфора, углерода, сульфидов и легирующих элементов в объеме заготовки.

Диффузионный отжиг слитков из алюминиевых сплавов проводят при 420...520 °С с выдержкой 20...30 ч.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >