Основы термической обработки стали

Термическая обработка заключается в нагреве изделий и заготовок до определенной температуры, выдержке при этой температуре и после­дующем охлаждении с заданной скоростью с целью изменения струк­туры и свойств стали. Основные виды термической обработки: отжиг, закалка, отпуск и старение.

Термическая обработка влияет на прочностные и эксплуатацион­ные характеристики многих машиностроительных материалов.

Принципиальная возможность применения того или другого вида термической обработки определяется диаграммами фазового равно­весия сплавов. Основой для выбора видов и режимов термической об­работки сталей является часть диаграммы Fe-F3C с содержанием уг­лерода до 2,14 % и расположенная ниже линии солидус (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Фрагмент диаграммы Fe-Fe3C и температурные области нагрева при термической обработке сталей

На этом рисунке показаны температурные области нагрева загото­вок при различных видах термической обработки сталей.

Температуры фазовых превращений при термической обработке сталей (критические точки) определяются линиями PSK, GS и SE диа­граммы состояния Fe-Fe3C. Нижняя критическая точка, соответст­вующая превращению аустенита в перлит при температуре PSK, обо­значается Ау Верхняя критическая точка, соответствующая началу выделения феррита из аустенита или концу превращения феррита в аустенит (линия GS), обозначается Ау Температура линии выделе­ния вторичного цементита (SE) обозначается Лет.

Чтобы отличить критические точки при нагреве от критических точек при охлаждении, рядом с буквой А в первом случае ставят букву «с», во втором - «г».

При термической обработке стали происходят четыре основных превращения:

1) перлита в аустенит выше точки Л,:

Fea + Fe3C -> Fe7(C), или П -> А;

2) аустенита в перлит ниже точки А{.

Fey(C) -> Fea+ Fe3C, или А -> П;

3) аустенита в мартенсит при температурах ниже температуры ме-тастабильного равновесия этих фаз:

Fe(C) -> Fea(C), или А ->М;

4) мартенсита в перлит:

Fea(C) -> Fea + Fe3C, или М -» П.