Реферат на тему Изотермический отжиг. Диффузионный отжиг (гомогенизация)

Содержание:

Введение 2
Изотермический отжиг 3
Диффузионный отжиг (гомогенизация) 7
Заключение 10
Использованные источники 11

Введение:

Современная металлургия производит огромное количество марок стали. Для выполнения разных задач требуются специфические характеристики металла, которые обеспечить заводы не в состоянии. Данный вопрос решается с помощью специальных способов обработки материалов – термической обработки.
Термическая обработка — технологический процесс тепловой обработки заготовок, деталей машин и инструмента, в результате которой изменяется микроструктура материала, а вместе с ней механические, физико-химические и технологические свойства.
Термической обработке подвергают заготовки, поковки, штамповки, а также готовые детали и инструмент для придания им необходимых свойств: твердости, прочности, износостойкости, упругости, снятия внутренних напряжений, улучшения обрабатываемости.
Сущность термической обработки заключается в нагреве металла до температуры, которая несколько выше или ниже критических температур, выдержке при этих температурах и быстром или медленном охлаждении. В процессе охлаждения в структуре металла происходят аллотропные изменения, вследствие которых резко изменяются механические свойства. При быстром охлаждении увеличиваются твердость, износостойкость, упругость и т. д., при медленном охлаждении — пластичность, ударная вязкость, обрабатываемость. Кроме того, существует термическая обработка, связанная с изменением химического состава материала изделия, так называемая химико-термическая обработка.
В зависимости от способа нагрева и глубины прогрева аллотропные превращения происходят по всему сечению или только в поверхностных слоях обрабатываемых деталей. При нагреве до определенной температуры, выдержке при этой температуре и охлаждении с определенной скоростью микроструктура деталей меняется по всему сечению.
Изменение химического состава в поверхностных слоях обрабатываемых деталей сопровождается их упрочнением или изменением других свойств.
Среди всего многообразия видов термической обработки уделим внимание изотермическому отжигу и диффузионному отжигу (гомогенизация).

Заключение:

Термическая обработка сталей и сплавов является важной операцией при изготовлении изделий с заданными механическими свойствами. Благодаря термической обработки стали и сплавов можно получить высокие механические и эксплуатационные свойства изделий, выдерживающие необходимые условия для работы современных деталей и инструментов.
Термическая обработка является одной из основных, наиболее важных операций общего технологического цикла обработки, от правильного выполнения которой зависит качество (механические и физико-химические свойства) изготовляемых деталей машин и механизмов, инструмента и другой продукции.
Фазовые превращения являются основными процессами, рассматриваемыми в теории термической обработки сталей и сплавов.
Отличие между видами термической обработки стали и сплавов заключается в изменение структуры и свойства стали, которые необходимо придать готовым изделиям, применительно к области использования.

Фрагмент текста работы:

Изотермический отжиг
Отжигом называется разупрочняющая обработка деталей и заготовок, заключающаяся в нагреве до определенной температуры в пределах критических точек и последующем медленном охлаждении вместе с печью. Главным назначением отжига является устранение структурной неоднородности в деталях и заготовках, полученных обработкой давлением, литьем, ковкой и сваркой, и перекристаллизация структур деталей (в том числе получение микроструктуры зернистого перлита и цементита). С устранением структурной неоднородности происходит изменение механических и технологических свойств, снятие внутренних напряжений, устранение хрупкости, понижение твердости, увеличение прочности, пластичности и ударной вязкости, улучшение штампуемости и обрабатываемости резанием.
Изотермический отжиг относится к отжигу 2 рода, целью которого является нагрев для получения равновесной мелкозернистой структуры, достаточно мягкой и пластичной, поддающейся дальнейшей обработке.
Отличительная особенность такого вида термообработки: превращение аустенита в ферритно-цементитную смесь протекает в условиях постоянных температур в отличие от других видов отжига, где аустенит распадается в условиях охлаждения и непрерывного снижения температуры. После распада аустенита и изотермической выдержки охлаждение можно проводить на воздухе, так как скорость охлаждения уже не имеет принципиального значения. Вследствие этого изотермический отжиг обладает существенными преимуществами:
— сокращается длительность процесса;
— ферритно-перлитная структура получается более однородной.
Изотермическому отжигу подвергают детали небольших сечений из легированных и углеродистых сталей. При этом конструкционные стали нагревают до температуры на 30 … 40 °С выше критической точки Ас1, а инструментальные стали — до температуры на 50 … 100 °С выше критической точки Ас3. После нагрева и прогрева (выдержки) детали переносят в другую печь (ванну), где охлаждают до температуры на 50 … 100 °С ниже полученной вначале процесса. При этой температуре детали выдерживают до полного (изотермического) распада аустенита на зернистый перлит. В процессе этой термической операции понижается твердость, увеличивается прочность и пластичность и улучшается обрабатываемость резанием различными технологическими операциями.
Чем ближе температура изотермической выдержки к точке А1, тем больше межпластинчатое расстояние в перлите и мягче сталь, но больше и время превращения. А т.к. основная цель изотермического отжига — смягчение стали, то выбирают такую температуру, при которой получается требуемое смягчение за небольшой промежуток времени.

Рисунок 1 – Схема различных видов отжига
Разновидностью изотермического отжига является отжиг на зернистый перлит. Отжиг на зернистый перлит осуществляют ступенчатым нагревом и охлаждением до полного распада аустенита в зернистый перлит. Сначала осуществляют нагрев до критической точки Ас1 + (20 … 30 °С), затем охлаждают до температуры ниже Ас1 (700 °С) и далее снова нагревают до температуры 500 … 660 °С. После длительной выдержки при последней температуре детали охлаждают на воздухе.