Предварительная термообработка

Иногда мягкие пятна появляются из-за неоднородности исходной структуры, например скоплений феррита. В этих местах при нагреве до температуры закалки может сохраниться феррит или получиться аустенит с недостаточной концентрацией углерода. Естественно, что в этих местах даже при правильно проведенной закалке твердость недостаточная. Предварительная термическая обработка (нормализация), создающая более однородную структуру, устраняет этот дефект.

1. Предварительная термическая обработка заготовки. Эта операция состоит из закалки и высокого отпуска стали для получения повышенной прочности и вязкости в сердцевине изделия. Отпуск проводят при высокой температуре 600—675 °С, превышающей максимальную температуру последующего азотирования и обеспечивающей получение твердости, при которой сталь можно обрабатывать резанием. Структура стали после этого отпуска — сорбит.

Цементуемые стали должны хорошо обрабатываться резанием, поэтому предварительная термическая обработка (обычно изотермический отжиг) должна обеспечивать оптимальную мпмюструктуру. При неудовлетворительной микроструктуре заготос. ухудшается качество рабочей поверхности, а возникающие в .'процессе резания внутренние напряжения увеличивают деформации/ деталей при последующей химико-термической обработке.

Цилиндрические образцы диаметром 30—70 мм, высотой 1—3 мм помещались в камеру на струнах из графитового волокна, имели в исходном состоянии поверхность с классом чистоты не хуже Ra — 0,07—0,12 мкм. Предварительная термическая обработка состояла в вакуумной вутенизации для стали 09Х18Н10Т и в вакуумной закалке для стали 20X13. Образцы стали 08X17Н8М предварительно криоген-но деформировали, и отпускали при 450°С. Твердость упрочненных сталей 20X13 и 08Х17И8М составляла HRC, - 44—48.

Меган и Харрис [15] исследовали влияние связи на поверхности раздела на поперечную прочность композитов NiCr—А12Оз. Было установлено, что как предварительная термическая обработка, так и покрытие волокон до горячего прессования не обеспечивают свариваемости волокна с матрицей. В данной системе поперечная прочность при объемной доле упрочнителя 540% равна прочности матрицы, в которой волокна композита заменены отверстиями или в которой отсутствует связь на поверхности раздела (модель Чена и Лина [4]). Эти оценки сделаны для случая квадратного расположения волокон (рис. 11), при котором обе модели приводят к примерно одинаковым результатам.

В отличие от других сплавов серии 2000 следует отметить понижение предела текучести сплава 2021 после окончательной термической обработки материала, если холодная деформация предшествует искусственному старению, что является результатом изменений в процессе зарождения выделений [124]. Вредное влияние холодной деформации, такой как правка растяжением с целью выровнять и снять закалочные напряжения в плите, может быть уменьшена. Для этого правку проводят после предварительного старения по режиму нагрев при 149°С в течение 1 ч. Предварительная термическая обработка создает систему структурных выделений перед операцией растяжения [125]. Таким образом, технологическая схема обработки для сплава 2021 (на состояние

ковки, приобретает более высокие свойства после улучшения (закалка с высоким отпуском). Однако для литья особое значение имеет предварительная термическая обработка, включающая выдержки при температурах 1000—1050° С.

Марка стали Исходная структура Предварительная термическая Нагрев в печи продолжительности нагрева выше Aci в сек

Марка стали Исходная структура Предварительная термическая обработка Нагрев в печи в "С Температура нагрева в °С при скорости нагрева выше Aci °/сек

Отливки, как правило, подвергаются предварительной и окончательной термической обработке. Предварительная термическая обработка отливок состоит из нормализации, или нормализации и отпуска, или отжига и производится с целью

Примечание. Испытания проводили методом резонансной частоты на образцах диаметром 8 и длиной 150 мм. Предварительная термическая обработка: закалка -{- отпуск.

В табл. 6.15 приведены сравнительные экспериментальные данные, полученные на углепластиках с1 двумя указанными типами связующих (полимерной матрицы). При изготовлении углепластиков были использованы волокна как с поверхностной обработ-кой, так н без нее. Поверхностная обработка углеродных волокон незначительно отражается на упругих и прочностных характеристиках углепластиков, изготовленных на связующем 5-211Б с предварительной его термообработкой. Возрастание этих характеристик происходить основном за счет обуглероживания матрицы. Анализ результатов исследования показывает, что предварительная термообработка полимерной матрицы положительно влияет на механические свойства однонаправленных углепластиков [50].

Значительное увеличение скорости коррозии сталей в зонах кипения и конденсации сопровождается также появлением специфических видов коррозии, таких, как межкристаллитная коррозия (МКК) и коррозионное растрескивание (КР). В этих зонах, в отличие от высокотемпературной, проявляется зависимость коррозионной стойкости сталей от их состава. Так, сталь 09Х16Н15МЗБ подвергается в зоне кипения значительно большему коррозионному воздействию, чем стали 2X13 и 12Х18Н10Т. Предварительная термообработка стали 09Х16Н15МЗБ при 750 — 950 °С снижает ее коррозионную стойкость в кипящем N2O4 [7]. Скорость коррозии стали 06Х13Г15НЗМАБ близка к таковой дляОХ18Н10ТприР < 2,5МПаи V < 10 м/с, но при Р = 15МПа и V = 20 м/с катастрофически возрастает в зоне кипения ни-трина при 150 — 180 °С [8]. Аустенитные нержавеющие стали, содержащие никель и марганец в количестве до 10 %, обладают удовлетворительной стойкостью в конденсирующемся теплоносителе.

В табл. 6.15 приведены сравнительные экспериментальные данные, полученные на углепластиках с1 двумя указанными типами связующих (полимерной матрицы). При изготовлении углепластиков были использованы волокна как с поверхностной обработ-кой, так н без нее. Поверхностная обработка углеродных волокон незначительно отражается на упругих и прочностных характеристиках углепластиков, изготовленных на связующем 5-211Б с предварительной его термообработкой. Возрастание этих характеристик происходить основном за счет обуглероживания матрицы. Анализ результатов исследования показывает, что предварительная термообработка полимерной матрицы положительно влияет на механические свойства однонаправленных углепластиков [50].

Предварительная термообработка (в поковке) Окончательная 'термообработка

Предварительная термообработка Окончательная термообработка

Предварительная термообработка заготовок для шестерен, кроме уничтожения перегрева, полученного при штамповке, и подготовки структуры к последующей термообработке, должна также предусматривать получение хорошей обрабатываемости резанием.

Выбор основных и сварочных материалов (электродов, сварочной проволоки, флюсов, газов и т. п.) производится постоянно действующей комиссией. Подготовка материалов под сварку контрольных соединений и предварительная термообработка должны быть такими же, как и при сварке изделий, и производиться по указанию комиссии.

Наименование деталей Марка стали Места, подвергаемые поверхностной закалке Предварительная термообработка Генератор Мощность в кет Частота в гц Нагрев и охлаждение Глубина закаленного слоя в мм Низкий отпуск в °С Поверхностная твердость «С

Наименование деталей моло- S Н Предварительная термообработка и твердость Места, подвергающиеся поверхностной закалке as g Поверхностная твердость ^"5 §