Вступ

Термомеханічні методи обробки сталі

Висновок

Список використаної літератури

Висока міцність у поєднанні з задовільною в'язкістю, ослаблення або навіть усунення відпускної крихкості першого і другого роду досягається застосуванням термомеханічної обробки, що полягає в пластичній деформації аустеніту з подальшим гартом на мартенсит і низьким відпуском.
В залежності від температури, при якій деформують аустеніт, розрізняють високотемпературну термомеханічну обробку (ВТМО) і низькотемпературну (НТМО).
При ВТМО деформація аустеніту відбувається вище, при НТМО - при 400-500 ° С, тобто при температурах відносної стабільності аустеніту.
В результаті досягається висока міцність при достатній пластичності і в'язкості.
Причиною зміцнення при ТМО є те, що з попередньо деформованого аустенітного зерна утворюються більш дрібні пластини мартенситу. При дробленні зерна аустеніту створюється блокова структура, яка фіксується при загартуванню. Вуглець при відпустці близько 200 ° С виділяється у вигляді дисперсних карбідів.
В порівнянні із звичайною термообробкою ВТМО підвищує міцність приблизно па 40% при одночасному збільшенні характеристик пластичності в 2 рази. Зростає опір втоми, збільшується ударна в'язкість, зменшується схильність до утворення тріщин і порігхладноломкості.
Ще більша міцність досягається при НТМО, але НТМО може застосовуватися тільки для сталей з широким часовим інтервалом стійкості аустеніту нижче температури його рекристалізації. Поєднання високої межі пружності і високої циклічної міцності дозволяє використовувати НТМО при виготовленні високоміцних пружин, ресор і підвісок.
Хоча при НТМО досягається найбільше зміцнення, але її проведення більш складно в порівнянні з ВТМО. При температурах 400-500 ° С аустеніт менш пластичний, що вимагає застосування. Зміцнення поверхні методом пластичного деформування
Ефективними способами зміцнення поверхневого шару є дробоструминної обробка, що дозволяє опрацьовувати сталеві деталі на глибину до 0,7 мм і обкатка поверхні роликами на глибину до 15мм. При цьому відбувається наклеп поверхні деталі, що дозволяє підвищити її втомну міцність, не міняючи матеріалу і її ТО. При дробеструйной обробці на поверхню деталей із спеціальних дробеметов з великою швидкістю направляють потік сталевого або рідше чавунної дробу діаметром 0,5-1,5 мм.
Удари дробу викликають пластичну деформацію поверхневого шару, внаслідок чого він стає більш твердим, в ньому залишаються залишкові напруги стиску і тим самим підвищується втомну міцність. Такій обробці піддаються поверхні ресор, пружин, зубчастих коліс, ланок гусениць, гільз і поршнів.

1. Біге А.М. Металургія сталі. М.: Металургія, 1997.
2. Бойченко М.С., Рутес В.С., Фульмахт В.В., Безперервне розливання сталі, М., 1991.
3. Германн Е., Безперервне лиття, пров. з нім., М., 1991;
4. Літ.: Бернштейн М. Л., Термомеханічна обробка металів і сплавів, т. 1—2, М., 1968.
5. Миколаїв О.А., Саричев А.В., Івін Ю.А. та ін Технологія виплавки сталі в двухванновом агрегаті і способи її підготовки для розливання на сортових МНЛЗ. ISSN 0038 - 920Х «Сталь». № 3. 2006
6. Михайлов О.М. Ливарне виробництво. М.: «Машинобудування», 1997.
7. Небагатій Ю.Є. і Тамаровскій В.І. Спеціальні види лиття. М.: «Машинобудування», 1995.
8. Теорія безперервного розливання. Технологічні основи, М., 1991.
9. Шварцмайєр В., Безперервне розливання, пров. з нім., М., 1992;

Металургійне виробництво виникло на зорі розвитку людського суспільства. Такі метали, як залізо, мідь, срібло, золото, ртуть, олово і свинець, знайшли своє застосування ще до нашої ери.

Метали відносяться до числа найбільш поширених матеріалів, які людина використовує для забезпечення своїх життєвих потреб. У наші дні важко знайти таку галузь виробництва, науково-технічної діяльності людини чи навіть його побуту, де метали не грали б чільну роль як конструкційний матеріал.

Метали поділяють на кілька груп: чорні, кольорові і благородні. До групи чорних металів ставляться залізо та його сплави, марганець і хром. Золото, срібло і платина відносяться до благородних. До кольоровим відносяться всі інші метали періодичної системи Д.І. Менделєєва.

Залізо і його сплави є основою сучасної технології і техніки У ряду конструкційних матеріалів залізо та його сплави стоять на першому місці і складають більше 90% всіх металів, що застосовуються в сучасному виробництві.

Термічна обробка підрозділяється на власне термічну і термомеханічну. Власне термічна обробка - термічна дія на сталь, термомеханічна – поєднання - термічної дії і пластичної деформації.

Власне термічна обробка залежно від структурного стану, що отримується в результаті її застосування, підрозділяється на відпал (першого і другого роду), гарт і відпустку.

У металургійному виробництві широко використовується термомеханічна обробка сталі. Вона полягає в поєднанні прокатки, штампування з загартуванням. Це дозволяє підвищити міцність металу як у результаті наклепа, який виходить при пластичній деформації, так і внаслідок термообробки. Завдяки цьому вдається досягти більш високого зміцнення.

Існує два основних способи термомеханічної обробки сталі.

1) ВТМО;

2) НТМО.

Кожен з методів використовується в міру необхідності.

Високотемпературна термомеханічна обробка стали полягає в тому, що безпосередньо після гарячого впливу тиском, коли метал має температуру вище покладеного рівня і аустенитну структуру, проводиться різке охолодження-гарт. За короткий час між закінченням процесу і загартуванням рекристалізація не встигає відбутися. У зв'язку з цим наклеп і зміцнення, які виникли при пластичній деформації під час прокатки або штампування, не усуваються і залишаються в матеріалі після його охолодження.

Після гарту, до цього додається ще зміцнення внаслідок утворення твердої мартенситной структури. Мартенсит, що утворюється в цих умовах, крім своїх дислокацій, як би успадковує і ті, які виникли при наклепу. Ясно, що чим коротше проміжок часу між закінченням всіх процесів, коли сталь має високу температуру, тим більше збережеться дислокацій і тим більше буде ефект зміцнення. Практично, цей відрізок часу становить кілька секунд, протягом яких частково відбувається рекристалізація, що знижує ефект зміцнення. Це один з головних недоліків способу високотемпературної термомеханічної обробки сталі.

При другому способі НТМО метал нагрівають до аустенітного стану, потім охолоджують нижче температури рекристалізації, але вище температури початку перетворення, тобто в температурному інтервалі приблизно 400 - 600 ° С. Деформація викликає наклеп аустеніту, рекристалізації ж у цих умовах не відбувається. Потім проводиться гарт: утворюється мартенсит, який, як і в попередньому способі, успадковує дислокації, а значить і зміцнення, отримання при низькотемпературної термомеханічної обробці сталі. Тут усунуто недолік першого способу, так як рекристалізація практично відсутня і тому найбільш повно використовується ефект зміцнення від наклепу.

Існує також високотемпературна поверхнева термомеханічна обробка. Суть її полягає в тому, що деталь піддається поверхневому нагріванню ТВЧ і одночасно обкатується роликами. У результаті в поверхневому шарі виробу, розігрітому до аустенітного стану, відбувається наклеп і після гарту утворюється мартенситних структура, в якій успадковується додаткове зміцнення, отримане при обкатці обладнанням. Метод ВТМПО дуже ефективний при зміцненні шийок і галтелей колінчатих валів і інших відповідальних деталей.