Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 [ 57 ] 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

меняют 55 % KNO и 45 % NaNO (или NaNOg), а также расплавленные щелочи (20 % NaOH и 80 % КОН). Чем ниже температура соли (щелочи), тем •выше скорость охлаждения в ней. Добавление воды (3-5 %) в расплавы едких щелочей вызывает кипение и увеличение скорости охлаждения в области температур перлитного превращения (воду можно добавлять, только используя специальные приспособления).

Охлаждение в расплавах йдких щелочей, если предварительно детали нагревались в расплавленных солях, не вызывающих окисления, позволяет получить чистую поверхность светлосерого цвета. Закалку по этому способу называют светлой.

Обработка стали холодом. Для уменьшения количества остаточного аустенита, снижающего твердость закаленной стали, применяют обработку холодом. Ее применяют для сталей, температура окончания мартенситного превращения (AfJ в которых лежит ниже нуля (см. рис. 76).

Понижение температуры до точки (-30) ~

~ (-70 °С) для большинства сталей вызывает превращение остаточного аустенита в мартенсит, что повышает твердость стали, содержащей 0,8-1,1 % С, на HRC 1-3. Однако одновременно возрастают напряжения. Поэтому изделия охлаждают медленно и сразу после обработки холодом выполняют отпуск.

Обработку холодом выполняют сразу после закалки во избежание стабилизации аустенита.

Отпуск стали. Отпуск заключается в нагреве закаленной стали до температуры ниже Лс1, выдержке при за-д а н н о й т е м п е р а т у р е и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь получает требуемые механические свойства. Кроме того, отпуск полностью или частично устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке. Эти напряжения снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска.

Скорость охлаждения после отпуска также оказывает большое влияние на величину остаточных напряжений. Чем медленнее охлаждение, тем меньше остаточные напряжения. По этой причине изделия сложной

формы во избежание их коробления после отпуска при высоких температурах следует охлавдать медленно, а изделия из легированных сталей, склонных к обратимой отпускной хрупкости, после отпуска при 500- 650 "С во всех случаях следует охлаждать быстро.

Основное влияние на свойства стали оказывает температура отпуска. Различают три вида отпуска.

Низкотемпературный (низкий) отпуск проводят с нагревом до 250 "С. При этом снижаются внутренние напряжения, мартенсит закалки переходит в отпущенный мартенсит, повышается прочность и немного улучшается вязкость, без заметного снижения твердости. Закаленная сталь (0,5-1,3 % С) после низкого отпуска сохраняет твердость в преде1ах HRC 58-63, а следовательно, высокую износостойкость. Однако такое изделие (если оно не имеет вязкой сердцевины) не выдерживает значительных динамических нагрузок.

Низкотемпературному отпуску подвергают режущий и измерительный инструмент из углеродистых и низколегированных сталей, а также детали, претерпевшие поверхностную закалку, цементацию, цианирование или нитроцементацию. Продолжительность отпуска обычно 1-2,5 ч, а для изделий больших сечений и измерительных инструментов назначают более длительный отпуск.

Среднетемпературный (средний) отпуск выполняют при 350-500 °С и применяют главным образом для пружин и рессор, а также для штампов. Такой отпуск обеспечивает высокий предел упругости, предел выносливости и релаксационную стойкость. Структура стали после среднего отпуска - троостит отпуска или троосто-мартенсит; твердость стали НРС 40-50. Температуру отпуска надо выбирать таким образом, чтобы не вызвать необратимой отпускной хрупкости.

Высокотемпературный (высокий) отпуск проводят при 500-680 V.. Структура стали после высокого отпуска - сорбит отпуска. Высокий отпуск создает наилучшее соотношение прочности и вязкости стали.

Закалка с высоким отпуском по сравнению с нормализованным или отожженным состоянием одновременно повышает и ао,2, 6 и i]), а также KCU. Термическую

обработку, состоящую мз закалки и высокого отпуска, называют улучшением.

Улучшению подвергают среднеуглеродистые (0,3- 0,5 % С) конструкционные стали, к которым предъявляются высокие требования к пределу текучести, пределу выносливости и ударной вязкости. Улучшение значительно повышает конструктивную прочность стали, уменьшая чувствительность к концентраторам напряжений, работу развития трещины, снижает температуру верхнего и нижнего порога хладноломкости.

Отпуск при 550-600 °С в течение 1-2 ч почти полностью снимает остаточные напряжения, возникшие при закалке. В зависимости от габаритных размеров изделия длительность высокого отпуска составляет 1,0-6 ч.

Закалке с высоким отпуском (600-700 °С) на металлургических заводах подвергают низкоуглеродистую и низколегированную толстолистовую сталь, что повышает ее сопротивление хрупкому разрушению и уменьшает склонность к старению.

4. Термомеханическая обработка стали

На металлургических заводах все шире применяется термомеханическая обработка (ТМО), которая позволяет повысить механические свойства по сравнению с полученными при обычной закалке и отпуске.

Термомеханическая обработка заключается в сочетании пластической деформации стали в аустенитном состоянии с ее закалкой. Формирование структуры закаленной стали при ТЛЮ происходит в условиях повышенной плотности дислокаций, обусловленных условиями горячей (теплой) деформации. Различаот два основных способа термомеханической обработки.

По первому способу, называемому высокотемпературной термомеханической обработкой (ВТМО), сталь деформируют при температуре выше точки Acg (рис. 95, а), при которой сталь имеет аустенитную структуру. Степень деформации составляет 30-50 %. После деформации сразу же проводят закалку во избежание развития рекристаллизации.

По второму способу, называемому низкотемпературной термомеханической обработкой (НТМО), сталь деформируют в темпе-