Основные параметры процессов термической обработки

Температура нагрева зависит от вида процесса и состава обрабатываемого сплава (марки материала). Для сталей она назначается в соответствии с диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов (Fe - Fe₃C). При отжиге, нормализации и закалке доэвтектоидных сталей данный параметр выбирается выше точек фазовых превращений А_с3 (линия GS диаграммы состояния). У заэвтектоидных сплавов в процессе двух первых видов ТО разогрев осуществляется при больших значениях температур необходимых для структурных трансформаций А_ст (кривая ES). Нагрев же при закалке у них проводят выше точки А_с1 видоизменений (линия SK). Во всех случаях это повышение составляет 30 – 50 °С от требуемых величин.

Рис. 1.45 - Термограммы основных видов термической обработки: а – общая схема; б – отжиги; в – закалка; г – отпуск

Продолжительность процесса ТО складывается из времени нагрева до заданной температуры и времени выдержки при ней.

Величина t_н зависит от нагревающей способности среды, размеров и формы деталей, их укладки в печи; t_выд. – помимо перечисленных факторов, еще и от скорости фазовых превращений, которая определяется степенью перенагрева выше критических точек и дисперсностью исходной структуры.

Скорость охлаждения деталей по истечении времени выдержки определяется согласно диаграмме изотермических превращений аустенита («С»-образных кривых) в зависимости от намеченной структуры или механических характеристик обрабатываемой стали. По заданной марке сплава выбирается диаграмма изотермического перехода g-твердого раствора, по которой согласно необходимой твердости на готовой детали определяется тип процесса термообработки и устанавливается среда (скорость) охлаждения. Последняя зависит от среды, формы изделия и теплопроводности стали. Охлаждающую способность среды оценивают скоростью остывания в областях температур (650 – 550 °С) и (300 – 200 °С).

Определив три основных параметра термической обработки конкретных изделий из определенных марок сталей, можно приступить к проектированию ее технологического процесса для этих деталей. В техпроцессах дополнительно могут быть оговорены отдельные приспособления для загрузки изделий в печь (или другое нагревательное устройство), даны добавочные требования по режимам охлаждения, по допустимым деформациям и так далее. Эти условия должны выполняться в технологическом процессе дополнительными мероприятиями.